SU450417A3 - Способ получени полиамидо-имидной пленки - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области получени  защитных пленок на основе полиамидоимидов с большим разрывным удлинением.

Известно, что нолиамидоимиды обладают повышенной стойкостью к химической и тепловой деструкции и хорошими электрическими свойствами. Благодар  этой совокупности свойств полиамидоимиды примен ют дл  изготовлени  электроизол ционных покрытий, дл  изготовлени  пропиточных лаков.

Однако такие покрыти  непригодны дл  изол ции электропроводников, подверженных либо большим физическим нагрузкам в процессе монтажа аппаратуры, в состав которой они вход т, либо напр жени м сравнительно большой амплитуды в процессе эксплуатации. Дл  этих требований необходимы пленки с повышенными механическими характеристиками , в частности с большим разрывным удлинением .

Целью изобретени   вл етс  получение пленок, на основе полиамидоимида, отвечающих этим требовани м.

Известен способ получени  полиамидоимидных пленок путем отливки пленки из раствора полиамидоимида в растворителе амидного типа, сушки и термообработки. Однако пленки , полученные по этому способу, обладают низким удлинением при разрыве (7 кг/мм), что  вл етс  большим недостаткол-г.

С целью увеличени  эластичности и повышени  показател  удлинени  при разрыве полиамидную пленку, содержащую остаточный растворитель, подвергают раст жению по меньшей мере в одном направлении. Полиамидоимиды , получают на основе ангидрида формулы

со

.-а

10

со

где X - СООН;

15

-cooi;

-со

СООН

-СО-1

и диизоцианатов формулы Y-А--Y, где Y означает NCO; А означает т-фенилен , р-фенилен, р,р-дифенилен, или

О

25

где В означает -О-CHz- Растворители, вход шие в состав раст гиваемых пленок,  вл ютс  пол рными органи30 ческими растворител ми, например N-метилЯЧГ « - ., .

..-« .-..:.-,,.

пирролидон, диметилформамид, диметилацетамид , диметилсульфоксид и N-метилкапролактам .

Обработка предусматриваетс , в частности, дл  пленок, содержащих 5-30 вес. % растворител , причем предпочтительным  вл етс  N-метилпирролидон.

Пленки, предназначенные дл  обработки предлагаемым способом, могут быть получены на основе растворов полиамидоимидов, полученных по французскому патенту № 1386617 и 1473600. Полученные таким образом растворы можно затем разбавить или сгустить в зависимости от необходимой абсолютной в зкости , котора  обычно составл ет от 500 до 2500 Л при 25°С. Из числа этих растворов отдают предпочтение тем, полиамидоимид которых имеет приведенную в зкость 0,8-1,8 дл/г (измерена в 0,5%-ном растворе в N-метилпирролидоне ). Рекомендуетс  приготовить полиамидоимид в растворителе, вход щем в состав раст гиваемой пленки.

Получают твердую пленку, содержащую необходимое количество растворител , нанос  раствор полиамидоимида тонким слоем па подлол ку и нагрева  затем эту пробу, предпочтительно в вентилируемой атмосфере при 100-200°С. При этом регул рно контролируют выделение (иснарение) растворител . В случае, когда пленки, предназначенные дл  обработки по данному способу, нанос тс  на металлическую подложку, предпочтительно вводить в исходный раствор полиамидоимида по меньшей мере 0,5 вес. %, ангидрида ди-, три- или тетракарбоновой кислоты ароматического р да и хот  бы 0,5 вес. % ароматического диамина от веса полиамидоимида, содержащегос  в растворе.

Это введение позвол ет получать пленки, легко снимаемые с металлической подложки. В качестве используемых с этой целью ароматических ангидридов можно примен ть моноангидриды , например, фталевой, или ангидриды трикарбоновых кислот, например тримеллитовой . Можно использовать и диангидриды , например, пиромеллитовой кислоты. В качестве диаминов можно использовать диамино-4 ,4-дифецилэфир и диамино-4,4-дифенилметан . Ангидрид и диамин берутс  в соотношени х предпочтительно 1-3 вес. % от веса полиамидоимида.

Предусматриваетс , в частности, обработка пленок тримеллитамидимидов, полученных из тримеллитового ангидрида и диизоцианато4 ,4-дифенилэфира или диизоцианато-4,4-дифенилметана .

Раст жение пленок может осуществл тьс  в одцом или, предпочтительно, в двух направлени х . Если раст жение производить в двух направлени х, то эти две операции лучше проводить последовательно. Степень раст жени  в том или ином направлении, определ ема  соотношением размера пленки после раст жени  и ее начального размера в данном направлении, составл ет пор дка 1,1 -1,6, хо450417

т  скорость раст жени  может вли ть на величину разрывного удлинени  обработанной пленки, все же обычно раст жение ведут со скоростью 10-300, предпочтительно 10- 50%/мин, причем процент беретс  от начального размера пленки в данном направлении раст жени .

После нанесени  раствора полиамидимида тонким слоем на подложку можно отогнать

часть растворител  выпариванием, дл  чего систему нагревают до 100-150°С до получени  твердой пленки, которую можно отделить от подложки. В зависимости от длительности нагрева после охлаждени  полученна  пленка содержит обычно 20-30 вес. % растворител  и пленку можно раст гивать при 150- 200°С.

Один из вариантов обработки заключаетс  в нагреве пленки до 150-230°С после отделеПИЯ ее от подложки. В этом случае содержание растворител  в ней составл ет 5-10%. Раст жение пленки целесообразно производить при 230-300°С. Другой вариант осуществлени  способа заключаетс  в обработке пленки, предварительно раст нутой по первому варианту.

Независимо от выбранного варианта способа раст жени  пленку подвергают дополнительной тепловой обработке с целью стабилизации ее механических свойств. Эту тепловую обработку предпочтительно производить в виде постепенного нагрева пленки, который может быть непрерывным или ступенчатым, при 150-300°С обычно в течение 1 или 2 ч.

Пленки пригодны дл  изол ции пазов электродвигателей больщой мощности.

Пример 1. Тримелламидимидную пленку в виде квадрата 18X18 см толщиной 85 мкм, полученную на основе тримеллитового ангидрида и диизоциана-4,4-дифенилэфира и содержащую 25 вес. % N-метилпирролидона , помещают на рамку с двум  подвижными параллельными зажимами, св занными посредством винта, позвол ющим измен ть рассто ние между ними, не наруща  параллельность . Два противоположных кра  пробы введены в эти зажимы, а два другие кра  фиксируютс  посредством зажимов, скрепленных с двум  соответствующими сторонами рамки.

Рамку с пленкой помещают в вентилируемую камеру с температурой 165°С и раздвигают зажимы рамки в плоскости пленки в течепие 40 с, при этом степень раст жени 

пленки довод т до 1,4.

Пленку оставл ют в раст нутом состо нии и подвергают дополнительной тепловой обработке сначала в течение 30 мин при 150, затем в течение 30 мин при 230 и, наконец, в

течение 15 мин при 300°С.

После охлаждени  пленка при 25°G имеет следующие характеристики: Толщина, мкм45

Сопротивление раст жению, кг/мм 29

Разрывное удлинение, %34.

Когда пробу той же пленки подвергают такой тепловой обработке без предварительного раст жени , полученна  пленка имеет разрывное удлинение лишь 20%.

Иеходную тримелламидимидную пленку получают описанным ниже способом.

Раствор 249,6 г тримеллитового ангидрида и 327,6 г диизоцианато-4,4-дифенилэира в 1347 г N-метилпирролидона постепенно нагревают до 190°С. Затем раствор разбавл ют 1200 г N-метилпирролидона. После этого нагревают полученный раствор при 190°С до тех пор, пока его абсолютна  в зкость при 25°С составит 1700 Я. Этот раствор содержит 16,5 вес. 7о тpимeллa идимидa, собственна  в зкость которого при 25°С составл ет 1,53 дл/г (измеренна  в 0,5%-ном растворе в метилпирролидоне). Часть этого раствора разливают тонким слоем на стекл нной пластине шириной 1800 мм. Затем систему выдерживают в продолжение 50 мин в вентилируемой камере при 100-140°С. После охлаждени  пленку отдел ют от подложки.

Пример 2. Испытание провод т по методике , описанной в примере 1, по с модификаци ми , описанными ниже.

Перед тем, как подвергнуть пленку раст жению , ее закрепл ют в жесткой рамке и подвергают предварительной тепловой обработке в течение 30 мин при 150°С, а затем в течение 30 мин при 230°С. После этой обработки содержание N-метилпирролидона в пленке составл ет 6 вес. %. Пленку раст гивают при 260°С в течение 20 с до степени раст жени  1,2.

После дополнительной тепловой обработки пленка при 25°С имеет следующие характеристики:

Толш;ипа, мкм50

Сопротивление раст л ению, кг/м.м 23

Разрывное удлинение, %36.

Исходна  использованна  пленка идентична той, котора  был-а использована в примере 1.

Пример 3. Испытание провод т по методике , описанной в примере 1. но на базе пленки, нанесенной на подложку из нержавеюш ,ей стали и содержащей 27 вес. % N-метилпирролидона и производ т ее раст гивание в сечение 20 с до степени раст жени  1,2.

Полученна  пленка при 25°С имеет следующие характеристики:

Толщина, мкм55

Сопротивлепие раст жению, кг/мм 22

Разрывное удлинение, %40.

Разрывное удлинение той же пленки, но не подверженной раст жению равно 27%.

Использованна  пленка была получена следующим образом.

К 1000 г раствора тримелламидимида, полученного способом по примеру 1, постепенно , при работа ощей мещалке, добавл ют раствор , полученный добавлением 1,45 г пиромеллитового ангидрида и 1,45 г диамино-4,4дифенилэфира и 35 г N-метилпирролидона.

Часть полученного раствора разливают тонкой пленкой па пластипке из нержавеющей стали щириной 180 мм. Затем пробу выдерлсивают в вентилируемой камере в течение 35 мин при 100-140°С и после охлаждени  отдел ют пленку от подлол ки.

Пример 4. Пленку тримелламидимида толщиной 100 мкм, образованную на ленте из нержавеющей стали и содержащей 28 вес. % N-метилпирролидона, подвергают продольному раст жению до степени 1,12, дл  чего пропускают через ролики с различной скоростью вращени . Часть раст нутой пленки выдерживают при 180°С.

Затем пленку непрерывно подают на раст гивающую рамку, зажимы которой установлены на бесконечной цепи. Рамка проходит за 8 мип камеру, нагретую до 180°С. Степень поперечного раст жени  составл ет 1,07. Далее пленку подвергают вторичному продольному раст жению (до 1,15) при 280°С, после чего ее снова устанавливают на раст гивающей рамке, котора  проходит за 10 мин печь длиной 3,3 м. Температура печи постепенно измен етс  от 250 на ее в.чоде до 330°С на выходе . В средней части печи пленку в течение 4 мип подвергают поперечному раст жению (до 1,15).

После такой обработки пленка имеет следующие характеристики:

Толщина, мкм50

Стойкость к раст л ению, кг/мм : в продольном направлении 18,5 в поперечном направлении 18,5 Разрывное удлинение, %:

в продольном направлении 37 в поперечном направлении 48. В случае, когда пробу такой же пленки подвергают такой же тепловой обработке, но без раст жени , ее разрывное раст жение составл ет лищь 22%.

Исходную пленку получают на основе раствора тримелламидимида, полученного по примеру I, причем количества компонентов раствора были увеличены в 25 раз. Затем к этому раствору добавл ют тримеллитовый ангидрид и диамино-4,4-дифенилэфир в соотношени х , указанных в примере 3. Полученный раствор непрерывпо разливают тонким слоем на ленту из нержавеющей стали щириной 46 см и всю систему пропускают через вентилируемую камеру с температурой 125°С в течение 40 мип при скорости 18 м/ч.

Пленки, полученные в рассмотренных примерах , имеют аксиальную унипланарную структуру.

Предмет изобретени 

Способ получени  полиамидоимидной пленки путедг отливки из раствора продукта реакции ангидридов трикарбоновых кислот и диизоцианатов в растворителе амидного типа с последующей сушкой и термообработкой, о тличающийс  тем, что, с целью уЁеличе7 ни  эластичности ориентированной пленки, пленку, содержащую 5-30% растворител , 8 подвергают раст жению по меньшей мере в (щном направлении при 100-350°С.