Состав для термостойкой диэлектрической полимерной композиции Российский патент 2018 года по МПК C08L63/00 H01B3/40 H01Q15/08 C09D163/02 C09D5/25 C08L83/04 

Описание патента на изобретение RU2670840C1

Заявляемая композиция относится к композиционным полимерным материалам и может применяться для создания радиопрозрачных изделий и покрытий приемо-передающих радиотехнических комплексов для авиакосмической, морской, сухопутной техники гражданского и специального назначения.

Наиболее распространенными полимерными композициями, обладающими хорошими диэлектрическими свойства, являются композиции на основе полимерных связующих, наполненные полыми стеклянными микросферами. Введение микросфер способствует повышению электрической прочности и удельного объемного сопротивления композиций. Увеличение значений указанных диэлектрических характеристик за счет введения микросфер обусловлено тем, что полые микросферы способствуют уменьшению теплопроводности композиции, создают дискретную пространственную решетку, препятствующую распространению электрического разряда по объему полимерного изделия.

В патенте RU 2185398 описан состав полимерной композиции на основе полипропилена, где в качестве наполнителей используются полые стеклянные микросферы и стекловолокно. Данная диэлектрическая полимерная композиция, получаемая методом литья под давлением, может использоваться для изготовления конструкционных электротехнический изделий.

Повышение электрической прочности и удельного объемного сопротивления данной полимерной композиции достигается за счет использования микросфер, а введение стекловолокна обеспечивает значительное повышение физико-механических показателей композиции, так как стекловолокно, как известно, является армирующим материалом.

Недостатком данной композиции является то, что введение наполнителей минерального происхождения значительно снижает текучесть полимерной композиции. Так как композицию предполагается перерабатывать методом литья под давлением, в данном случае использование стеклянных микросфер и стекловолокна нежелательно, вследствие резкого увеличения вязкости расплава и возникновения возможных проблем при переработке.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для полимерной диэлектрической композиции (патент RU 2307432), содержащий в качестве связующего эпоксидную смолу, а в качестве наполнителей - микросферы стеклянные полые и двуокись титана. Данная диэлектрическая композиция предназначена для использования в радиотехнике и, в частности, в технике линзовых антенн.

Полученный композиционный диэлектрический материал обладает заданной диэлектрической проницаемостью и плотностью, работоспособностью в условиях вибрационных нагрузок в интервале температур от -60 до +85°C. Использование эпоксидной смолы обеспечивает технологичность и смачивающую способность, высокую адгезионную и когезионную прочность, малую усадку при отверждении без выделения побочных продуктов, стабильность физико-механических и диэлектрических свойств и, соответственно, стабильность радиотехнических характеристик изделия.

Использование стеклянных полых микросфер и двуокиси титана обеспечивает получение композиционного диэлектрического материала с заданной диэлектрической проницаемостью и плотностью.

Недостатком данной композиции является невысокая термостойкость, что значительно уменьшает диапазон практического применения полимерных композиций данного состава и пониженная водостойкость, обусловленная использованием в данной композиции гидрофильного наполнителя двуокиси титана, что приводит к снижению диэлектрических характеристик изделий.

Техническими задачами, на решение которых направлено предполагаемое изобретение, являются повышение термостойкости полимерной композиции, уменьшение ее гидрофильности и, как следствие, водопоглощения композиции и повышение диэлектрических характеристик.

Поставленная задача решается за счет композиции, состоящей из эпоксидиановой смолы, полиэтиленполиамина, полиметилфенилсилоксана, оксида алюминия и стеклянных полых микросфер в следующих соотношениях, масс, ч: эпоксидная смола 100, полиэтиленполиамин 10, полиметилфенилсилоксан 10-60, оксид алюминия 5-15, микросферы стеклянные полые 10-40.

Для получения диэлектрической полимерной композиции используется эпоксидная диановая смола марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) с массовой долей эпоксидных групп 20-22,5%, динамической вязкостью 13-20 Па*сек (при Т=25±0,1)°C.

Использование полиэтиленполиамина (ТУ 2413-214-00203312-2002) в полимерной композиции необходимо для отверждения эпоксидиановой смолы.

Использование в полимерной композиции в качестве наполнителя микросфер стеклянных полых (марка МСО-А9 по ТУ 6-11-367-75) позволяет повысить диэлектрические характеристики композиции и, в частности, уменьшить диэлектрические потери.

Добавление полиметилфенилсилоксана (ТУ 2228-277-05763441-99) позволяет получить более гомогенизированную композицию с равномерным распределением стеклянных полых микросфер по всему объему полимерной композиции и, следовательно, получить более равномерное распределение поля диэлектрической проницаемости композиции. Предполагается, что полиметилфенилсилоксан повысит термостойкость отвержденной композиции, уменьшит влагопоглощение полимерной композиции, улучшит ее диэлектрические характеристики.

Использование в качестве наполнителя оксида алюминия марки ГК-2 (ГОСТ 30559-98) предполагает повышение диэлектрических характеристик изделия, улучшение стабильности диэлектрических характеристик и уменьшение электрических потерь.

При содержании стеклянных полых микросфер в полимерной композиции менее 10 масс.ч. диэлектрические характеристики практически не изменяются. При содержании стеклянных полых микросфер в полимерной композиции более 40 масс.ч. не наблюдается улучшение диэлектрических характеристик, происходит нарастание вязкости полимерной композиции, что существенно затрудняет равномерное распределение наполнителя по объему и, как следствие, приводит к нестабильности диэлектрических свойств изделий.

При содержании полиметилфенилсилоксана в композиции более 60 масс.ч. не наблюдается уменьшения водопоглощения, повышения термостойкости, происходит ухудшение прочностных характеристик, снижается экономический эффект применения полимерной композиции. При введении полиметилфенилсилоксана менее 10 масс.ч. водопоглощение и термостойкость композиции не изменяется.

При содержании оксида алюминии менее 5 масс.ч. диэлектрических характеристики изделия практически не изменяются, при содержании оксида алюминия более 15 масс.ч. происходит нарастание вязкости полимерной композиции, что существенно затрудняет равномерное распределение наполнителя по объему и, как следствие, приводит к нестабильности диэлектрических свойств изделий.

Оценка и доказательства преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении эксплуатационных и технологических показателей составов с одинаковым содержанием эпоксидиановой смолы как матрицы и разным содержанием стеклянных полых микросфер, полиметилфенилсилоксана и оксида алюминия (на 100 масс.ч. эпоксидиановой смолы использовалось от 10 до 60 масс.ч. полиметилфенилсолоксана, от 10 до 40 масс.ч. стеклянных полых микросфер и от 5 до 15 масс.ч. оксида алюминия).

Заявляемое изобретение может быть осуществлено следующим образом: в эпоксидиановую смолу добавляют отвердитель полиэтиленполиамин, тщательно перемешивают. Затем добавляют полиметилфенилсилоксан и также тщательно перемешивают. К полученной композиции постепенно добавляют стеклянные полые микросферы и оксид алюминия при постоянном перемешивании состава. Время гелеобразования состава 1,5 часа.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

1. Эпоксидиановая смола 100 Полиэтиленполиамин 10 Стеклянные полые микросферы 10 Оксид алюминия (Ш) 5 Полиметилфенилсилоксан 10 2. Эпоксидиановая смола 100 Полиэтиленполиамин 10 Стеклянные полые микросферы 40 Оксид алюминия (Ш) 10 Полиметилфенилсилоксан 60 3. Эпоксидиановая смола 100 Полиэтиленполиамин 10 Стеклянные полые микросферы 20 Оксид алюминия (Ш) 15 Полиметилфенилсилоксан 30

Свойства материалов, полученных с использованием известной и предлагаемой композиции, приведены в таблице 1

Похожие патенты RU2670840C1

название год авторы номер документа
Диэлектрическая композиция для композиционных полимерных материалов 2019
  • Чухланов Владимир Юрьевич
  • Селиванов Олег Григорьевич
  • Чухланова Наталья Владимировна
RU2707346C1
Состав для диэлектрической полимерной композиции 2016
  • Чухланов Владимир Юрьевич
  • Селиванов Олег Григорьевич
  • Чухланова Наталья Владимировна
  • Киреева Юлия Геннадьевна
RU2619103C1
Состав для получения огнестойкого покрытия 2016
  • Чухланов Владимир Юрьевич
  • Селиванов Олег Григорьевич
  • Трифонова Татьяна Анатольевна
  • Чухланова Наталья Владимировна
RU2618556C1
Композиционный материал из углеткани и фосфатного связующего и способ его получения 2023
  • Андрианова Кристина Александровна
  • Амирова Лилия Миниахмедовна
  • Гайфутдинов Амир Марсович
  • Таишев Булат Рустамович
RU2808804C1
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2013
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Соколов Игорь Иллиодорович
  • Коган Дмитрий Ильич
  • Чурсова Лариса Владимировна
  • Мухаметов Рамиль Рифович
  • Коваленко Антон Владимирович
  • Долгова Елена Владимировна
RU2540084C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И АНТЕННАЯ ЛИНЗА ИЗ ЭТОГО МАТЕРИАЛА 2005
  • Перлина Тамара Александровна
  • Кудрин Олег Иванович
  • Зайцева Нина Васильевна
RU2307432C2
ПОЛИМЕРНАЯ РАДИОПРОЗРАЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2014
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Семенова Людмила Викторовна
  • Лебедева Татьяна Александровна
  • Нефедов Николай Игоревич
  • Белова Марина Витальевна
  • Румянцева Маргарита Львовна
  • Хусаинова Фаиля Умеровна
RU2570446C1
ОГНЕСТОЙКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2013
  • Есаулов Сергей Константинович
RU2545284C2
ТЕРМОСТОЙКИЙ ВСПЕНЕННЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСНОВЫ ДЛЯ НЕГО И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА 2013
  • Есаулов Сергей Константинович
RU2545287C1
ТЕРМОСТОЙКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2014
  • Есаулов Сергей Константинович
RU2573468C2

Реферат патента 2018 года Состав для термостойкой диэлектрической полимерной композиции

Изобретение относится к диэлектрической композиции для композиционных полимерных материалов и может применяться для создания радиопрозрачных изделий и покрытий приемо-передающих радиотехнических комплексов для авиакосмической, морской, сухопутной техники гражданского и специального назначения. Диэлектрическая полимерная композиция состоит из эпоксидиановой смолы, полиэтиленполиамина, полиметилфенилсилоксана, оксида алюминия и стеклянных полых микросфер в следующем соотношении, мас.ч: эпоксидная смола - 100, полиэтиленполиамин - 10, полиметилфенилсилоксан - 10-60, оксид алюминия - 5-15, микросферы стеклянные полые - 10-40. Техническим результатом изобретения является получение термостойкой диэлектрической полимерной композиции, обладающей низким водопоглощением и повышенными диэлектрическими характеристиками. 1 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 670 840 C1

Состав для диэлектрической полимерной композиции, включающий эпоксидиановую смолу, аминный отвердитель, наполнители, отличающийся тем, что он содержит в качестве наполнителя стеклянные полые микросферы и дополнительно содержит оксид алюминия и полиметилфенилсилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидиановая смола 100 Полиэтиленполиамин 10 Полиметилфенилсилоксан 10-60 Стеклянные полые микросферы 10-40 Оксид алюминия 5-15

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2670840C1

КОМПОЗИЦИОННЫЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И АНТЕННАЯ ЛИНЗА ИЗ ЭТОГО МАТЕРИАЛА 2005
  • Перлина Тамара Александровна
  • Кудрин Олег Иванович
  • Зайцева Нина Васильевна
RU2307432C2
Лаковая композиция 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Семенова Людмила Викторовна
  • Нефедов Николай Игоревич
RU2613915C1
RU 2013116660 A, 10.12.2014
КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО И АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭТОЙ КОМПОЗИЦИИ В АЭРОЗОЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ 2008
  • Журавский Михаил Михайлович
  • Макаров Александр Федорович
RU2391364C2
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2013
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Соколов Игорь Иллиодорович
  • Коган Дмитрий Ильич
  • Чурсова Лариса Владимировна
  • Мухаметов Рамиль Рифович
  • Коваленко Антон Владимирович
  • Долгова Елена Владимировна
RU2540084C1
US 4238641 A1, 09.12.2015.

RU 2 670 840 C1

Авторы

Чухланов Владимир Юрьевич

Селиванов Олег Григорьевич

Киреева Юлия Геннадьевна

Чухланова Наталья Владимировна

Даты

2018-10-25Публикация

2017-10-20Подача