МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ЭПОКСИДНЫЙ КОМПАУНД ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК C08L63/02 C08L77/08 C08L33/12 C08K5/521 C09K3/10 

Предлагаемое изобретение относится к компаундам на основе термореактивных смол и может быть использовано для пропитки и герметизации конденсаторов, обмоток, транзисторов, трансформаторов, двигателей, дросселей и т.п. в различных отраслях промышленности, в том числе и автомобильной, электротехнической, приборостроительной, авиастроительной и др.

Известны эпоксидные компаунды различных марок, в том числе эпоксидный компаунд марки К-115 (Справочник по пластическим массам/ Под ред. В.М.Катаева и др. - М. : Химия, 1975), содержащий эпоксидную диановую смолу марки ЭД-20, отвердитель полиэтиленполиамин, ненасыщенный олигоэфир марки МГФ-9.

Данный компаунд предназначен для заливки, обволакивания и герметизации деталей, для использования в качестве клея, электроизоляционных заливочных композиций и характеризуется:
разрушающее напряжение, МПа
при сжатии - 110-140
при изгибе - 90-100
ударная вязкость кДж/м² - 10-13
удельное объемное электрическое сопротивление, Ом•см - 10¹²
электрическая прочность, кВ/мм - 23-25
кислородный индекс, % объем - 21,5
Компаунд относится к горючим материалам и не обладает достаточной эластичностью.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является электроизоляционный эпоксидный компаунд на основе эпоксидных диановых смол с повышенной эластичностью (Чеботкевич Р.Г., Сухарева Г.Г. , Земченко Е.А. Электроизоляционные компаунды на основе эпоксидных диановых смол с повышенной эластичностью/ Электротехническая промышленность. Электротехнические материалы: Обзорная информация. 1984.N11, с. 7. - М.: Информэлектро).

Компаунд содержит эпоксидную диановую смолу ЭД- 20, отвержденную малеиновым ангидридом (МА), инициирующую систему из перекиси бензоила и диметиланилина (1,5 и 0,25 м.ч. соответственно) и модификатор этилтиоэтилметакрилат (ЭТЭМА) - 30 м.ч. В источнике информации характеризуется:
- разрушающее напряжение, МПа
при сдвиге - 9,7
при изгибе - 84
при сжатии - 112
удельное объемное электрическое сопротивление, Ом•см - 1•10¹⁶
теплостойкость по Мартенсу, ^oC - 86
электрическая прочность, МВ/мм - 23
кислородный индекс, % объем - 21
Компаунд характеризуется высокими диэлектрическими свойствами и имеет достаточно высокую устойчивость к сжатию.

Недостатками данного компаунда является невысокая прочность при сдвиге и изгибе. Компаунд обладает низкой теплостойкостью и является пожароопасным.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение эластичности системы, снижение горючести, сохранение эксплуатационных свойств в интервале температур от -40 до +130^oC.

Это достигается тем, что в эпоксидный компаунд, содержащий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, отвердитель и модификатор, в качестве отвердителя содержит низкомолекулярный полиамид марки ПО-300, а в качестве модификатора - дибутилфенилфосфат C₁₄H₂₃O₄P, включающий, в качестве загустителя, полибутилметакрилат, обеспечивающий заданную вязкость композиции для равномерного заполнения компаундом герметизируемого объема при следующем содержании компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола ЭД-20 - 100
Отвердитель - низкомолекулярный полиамид марки ПО-300 - 30
Модификатор - дибутилфенилфосфат, содержащий полибутилметакрилат - 30
Эпоксидная смола ЭД-20 выпускается по ГОСТ 10587-84, низкомолекулярный полиамид марки ПО-300 - выпускается в промышленном масштабе по ТУ 6-10-1108-76 на АО "Пигмент" и представляет собой продукт конденсации димеризованных метиловых эфиров, кислот растительных масел и полиэтиленполиаминов, дибутилфенилфосфат - выпускается на АО "Химпром" г. Волгоград.

Компаунд готовится перед употреблением. В эпоксидную смолу вводится модификатор - дибутилфенилфосфат, содержащий 3-4% полибутилметакрилата, система гомогенизируется перемешиванием и вводится отвердитель при стехиометрическом соотношении смола - отвердитель. Процесс отверждения протекает при следующем режиме:
"холодное" отверждение (20±2^oC) - 24 часа
140^oC - 5 часов
160^oC - 1,5 часа
Такой режим обеспечивает степень сшивания до 94%.

Полученные образцы испытаны по ГОСТам для пластмасс, которые приведены в акте испытаний и данные представлены в таблице.

Из представленных данных видно, что предлагаемые компаунды обладают большей по сравнению с прототипом эластичностью, т.к. образцы при испытаниях на изгиб и сжатие не разрушаются, а после испытаний образцы восстанавливают форму, в 2,5 - 3,5 раза обладают большей устойчивостью к межслоевому сдвигу.

Этот эффект отмечен при содержании модификатора от 10 до 30 м.ч. (примеры 1-3). При 40 м.ч. модификатора начинается его миграция на поверхность и ухудшение эксплуатационных свойств. Составы, содержащие 10 и 20 м.ч. (примеры 1 и 2) модификатора, обладают высокими механическими свойствами, но не обеспечивают достаточного уровня снижения горючести. Поэтому оптимальным является состав, содержащий 30 м.ч. модификатора (пример 3).

Композиции, отвержденные ПО-300 и не содержащие модификатора (пример 5), характеризуются низкой эластичностью, так как при испытаниях на изгиб разрушаются, менее стойки у удару и обладают высокой горючестью (потери массы составляют ~80% и КИ - 21% объем).

Компаунды (пример 3) относятся к самозатухающим материалам, что позволяет значительно расширить области применения компаундов. Наличие промышленного выпуска применяемых компонентов и их сопоставимая с эпоксидными олигомерами стоимость делает их конкурентоспособными.

Описывается модифицированный эпоксидный компаунд электроизоляционного назначения, содержащий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, отвердитель и модификатор. В качестве отвердителя он содержит низкомолекулярный полиамид марки ПО-300, а в качестве модификатора - дибутилфенилфосфат, содержащий полибутилметакрилат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола ЭД-20 100, отвердитель - низкомолекулярный полиамид марки ПО-300 30, модификатор - дибутилфенилфосфат, содержащий полибутилметакрилат, 30. Технический результат - повышение эластичности, снижение горючести, сохранение эксплуатационных свойств при температуре -40 ... +130^oC. 1 табл.

Модифицированный эпоксидный компаунд электроизоляционного назначения, содержащий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, отвердитель и модификатор, отличающийся тем, что в качестве отвердителя он содержит низкомолекулярный полиамид марки ПО-300, а в качестве модификатора - дибутилфенилфосфат, содержащий полибутилметакрилат, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола ЭД-20 - 100
Отвердитель - низкомолекулярный полиамид марки ПО-300 - 30
Модификатор - дибутилфенилфосфат, содержащий полибутилметакрилат - 30