КОМПОЗИЦИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ СЛОИСТОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1995 года по МПК C08L63/02 C08K5/00 B32B27/38 H01B3/40 C08K5/00 C08K5/17 C08K5/41 C08K5/59 

Изобретение относится к области получения эпоксидных связующих для негорючих (огнестойких) электроизоляционных слоистых пластиков, преимущественно фольгированных стеклопластиков, применяемых в радиотехнике, электротехнике, электронной технике и других областях техники, где требуются негорючие материалы.

Известна композиция эпоксидного связующего для получения армированных материалов, преимущественно фольгиро- ванных диэлектриков, включающая, мас. ч. эпоксидная диановая смола (ЭД-20, ЭД-8, ЭД-22) 76-89, отвердители органические полиамины диаминодифенилсульфон 2,5-12,0; 4,4'-диамино-3,3'-диоксидифенилметан- 5-24; органические растворители (толуол, ацетон, амидные растворители) 120-150 [1]
Известная композиция обеспечивает получение материала с хорошими электроизоляционными и прочностными свойствами: прочность сцепления фольги с основанием диэлектрика при 135^оС и 15 ч 400-420 кг/см², удельное объемное сопротивление 2,3˙ 10¹⁵ Ом˙ см, удельное поверхностное сопротивление 2,2 ˙10¹⁶ Ом, но данный материал не относится к числу огнестойких материалов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является композиция эпоксидного связующего для получения электроизоляционного слоистого пластика, включающая эпоксидную диановую смолу (ЭД-20, ЭД-8 и др.) 100 мас.ч. отвердители (смесь ароматических диаминов) смесь 4,4'-диаминодифенилметана и 4,4'-диаминодифе- нилсульфона в соотношении от 1:2 до 1:3 20,09-21,45 мас.ч. антипирен (огнестойкую добавку) тетрабромдифенилпропан (ТБДП) 54,4 мас.ч. органические растворители, количество которых определяется технологическими показателями композиции для необходимой степени пропитки стеклоткани [2]
Существенными недостатками этой композиции являются:
огнестойкость диэлектрика на основе этой композиции не ниже 16 с, а по современным требованиям МЭК этот показатель не должен превышать 10 с,
прочность на отслаивание фольги от основания для этого диэлектрика не превышает 4,0 Н.

антипирен ТБДП является дефицитным продуктом.

Целью изобретения является повышение огнестойкости, прочностных и электроизоляционных свойств материала.

Поставленная цель достигается тем, что композиция связующего для слоистого электроизоляционного материала, включающая эпоксидную диановую смолу, смесь 4,4'-диаминодифенилметана и 4,4'-диаминодифенилсульфона в соотношении от 1: 2 до 1:5, антипирен и органический растворитель, содержит в качестве антипирена гликолят мышьяка (III) в виде 40-90%-ного раствора в этиленгликоле или ацетоне, толуоле, этилцеллозольве, диоксане при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 100,0
Смесь 4,4'-диамино-
дифенилметана и 4,4'-
диаминофенилсуль-
фона в соотношении от 1:2 до 1:3 8,8-16,5
Гликолят мышьяка (III)
в виде 40-90%-ного
раствора в этиленгли-
коле или ацетоне, то-
луоле, этилцеллозольве, диоксане 5,2-50,0
Органический раст- воритель 125,0-195,0
Композиция связующего может дополнительно содержать тетрабромдифенилолпропан в количестве 3-5 мас.ч. на 100 мас.ч. эпоксидной смолы для повышения негорючести (огнестойкости) материала.

В качестве эпоксидных смол в составе используют различные диановые смолы, обычно применяемые в аналогичных пропиточных композициях для стеклопластиков, например как ЭД-20, ЭД-8, ЭД-16, ЭД-10, ЭД-14 (ГОСТ 10587-76).

В качестве органического растворителя в композиции используют также различные органические растворители, такие как, например, ацетон, толуол, спирт этиловый и другие, как в отдельности, так и их смеси. Используемый в качестве антипирена гликолят мышьяка (III) в виде раствора в органическом растворителе (этиленгликоль, ацетон, толуол, этилцеллозольв, диоксан) получают путем реакционного взаимодействия мышьяковистого ангидрида с гликолем (этиленгликолем) в соотношении 1:1 или 1:2 с последующим растворением полученного гликолята мышьяка (III) в одном из указанных органическом растворителе до получения 40-90% -ного раствора. При этом для получения гликолята мышьяка (III) используют как чистый технический мышьяковистый ангидрид, так и мышьяковистый ангидрид в виде различных отходов различных металлургических производств, содержащих значительное количество мышьяка в виде оксида, например мышьяковистая пыль, образующаяся при очистке технологических газов металлургических производств, пыль электрофильтров (ТУ 48-0222-12-78. Мышьяковистая пыль). Последняя содержит >50% As и <2 Sn, а также незначительное количество Fe, Cu, S, Mn, Ti, Ni в виде оксидов. Используемый гликолят мышьяка представляет собой прозрачную жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета без специфичного запаха.

П р и м е р 1. 100,0 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20 растворяют в органическом растворителе (смесь ацетона, толуола и спирта этилового). В полученный раствор вводят 9,5 мас. ч. смеси 4,4'-диаминодифенилметана с 4,4'-диаминодифенилсульфоном в соотношении 1:2. Далее в раствор вводят 20 мас.ч. антипирена 40%-ного раствора гликолята мышьяка (III) в этиленгликоле.

Полученной композицией эпоксидного связующего пропитывают стеклоткань марки Э-1-1-100 18. Стеклоткань сушат при 100-110^оС в течение 5-10 мин. Пропитанную ткань (препрег) нарезают на листы, собирают в пакет, облицовывают с одной или двух сторон медной электролитической гальваностойкой фольгой, прессуют.

Режим прессования: выдержка при удельном давлении 5 кг/см² и температуре 170^оС 10-15 мм, а при удельном давлении 30 кг/см² и температуре 170^оС 90 мин.

П р и м е р ы 2-8. Сведены в табл. 1 и иллюстрируют изобретение при различных соотношениях компонентов.

Таким образом, использование в качестве антипирена гликолята мышьяка (III) в виде раствора в органическом растворителе, выбранном из группы, включающей этиленгликоль, ацетон, толуол, этилцеллозольв, диоксан (40-90%-ный растворы) позволяет не только повысить огнестойкость, но и улучшает (упрощает) технологию приготовления связующего, существенно способствует ее удешевлению.

В табл. 2 представлены данные по свойствам фольгированных диэлектриков, изготовленных с использованием связующего по изобретению. Сама композиция имеет жизнеспособность 10-15 мин при 170^оС, а при комнатной температуре до 15 сут.

При введении в состав связующего дополнительного антипирена тетрабромдифенилолпропана в указанных количествах получают материал по прочности и электроизоляционным свойствам, аналогичным тем, которые указаны в табл. 2 для примеров 3-8 изобретения без этой добавки, но при этом огнестойкость материала повышается.

Использование: получение огнестойких фольгированных стеклопластиков. Сущность изобретения: композиция для получения огнестойких, прочных и обладающих высокими электроизоляционными свойствами слоистых пластиков содержит, мас. ч. эпоксидная диановая смола 100; смесь 4,4^′ -диаминодифенилсульфона и 4,4^′ -диаминодифенилсульфона в соотношении от 1 2 до 1 3 8,8 16,5; гликолят мышьяка (III) в виде 40 90%-ного раствора в этиленгликоле или ацетоне, толуоле, этилцеллозольве, диоксане 5,2 50,0; органический растворитель 125,0 195,0. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. КОМПОЗИЦИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ СЛОИСТОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающая эпоксидную диановую смолу, смесь 4,4′ -диаминодифенилметана и 4,4′ -диаминодифенилсульфона в соотношении от 1:2 до 1:3, антипирен и органический растворитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве антипирена гликолят мышьяка III продукт взаимодействия мышьяковистого ангидрида с этиленгликолем в соотношении 1:1 в виде 40-90%-ного раствора в этиленгликоле или ацетоне, толуоле, этилцеллозольве, диоксане при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 100,0
Смесь 4,4′ -диаминодифенилметана и 4,4′ -диаминодифенилсульфона в соотношении от 1:2 до 1:3 8,8 16,5
Гликолят мышьяка III в виде 40-90%-ного раствора в этиленгликоле или ацетоне, толуоле, этилцеллозольве, диоксане 5,2 50,0
Органический растворитель 125,0 195,0
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тетрабромдифенилолпропан в количестве 3-5 мас.ч. на 100 мас.ч. эпоксидной диановой смолы.