ПОЛИУРЕТАНОВЫЙ КОМПАУНД ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК C09K3/10 C08G18/36 C08L75/04 

Изобретение относится к области электротехники, применяется для герметизации электротехнических изделий и радиоэлектронной аппаратуры и служит для их защиты от негативного влияния атмосферы воздуха и/или негативного влияния различных факторов при использовании электрооборудования под землей.

Известен эпоксидный компаунд (авторское свидетельство №783859, дата публикации 30.11.1980 г.), который предполагает прямое отверждение олигоэфиракрилата, наполненного кварцевым наполнителем. В настоящее время такой компаунд не представляет практической ценности.

Известен эпоксидный компаунд (авторское свидетельство №801108, дата публикации 30.01.1981 г.), который предполагает отверждение эпоксидной диановой смолы, наполненной кварцевым наполнителем, отвердителем ангидридного типа. В качестве пластификатора применяется титанкремнийорганический олигомер.

Несмотря на высокую термостойкость, данное изобретение ряд серьезных недостатков, таких как необходимость поддержания высоких температур как в момент синтеза компаунда, так и в момент его применения (литья) 90-100ºС, а также высокую вязкость, короткий срок жизни 60 мин.

Известен эпоксиуретановый компаунд (патент РФ №2559442, дата публикации 10.08.2015 г), который предполагает применение Компонента «А»: бисфенола А и/или его эфиров, а именно диглицидилового эфира бисфенола А (ДГЭБФА), моноглицидилового эфира бисфенола А (МГЭБФА), продукта присоединения одного моля бисфенола А к одному молю диглицидилового эфира бисфенола А (ППМДГЭБФА) в совокупности с триглицеридами жирных карбоновых кислот, а именно рицинолевой, стеариновой, олеиновой, линолевой, леноленовой (растительные масла, преимущественно касторовое и подсолнечниковое) и прочими вспомогательными агентами: технологические добавки (раствор ПАВ в бензине) и наполнитель (молотый кварц, молотый целолдит и пр). Отверждение производится мономерно-олигомерной смесью метиленди-парафенилендиизоцианата – полиизоцианатом (ПИЦ).

Это наиболее близкий по химическому составу и схожий по физиомеханическим и эксплуатационным свойствам компаунд. Однако, несмотря на высокие физикомеханические показатели (прочность при растяжении, относительное удлинение, УОДС и время жизни), данное изобретение имеет ряд существенных недостатков: необходимость длительной (до 2 ч) высокотемпературной (до 400ºС) обработки компонентов перед приготовлением «Компонента А», содержание в составе компаунда легковоспламеняющихся органических веществ (ЛВЖ).

Известен полиуретановый электроизоляционный компаунд (патент РФ №2537862, дата публикации 10.01.2015 г.), который получается путем последовательного смешения компонентов: стирола (50%) и касторового масла (38%) с последующим их отверждением перекисью бензоила и продуктом 102Т (2,4-толуилендиизоцианат). Однако такой компаунд и процесс его приготовления имеют ряд недостатков: необходимость предварительного подогрева заливаемых изделий и вакуумирования форм (при остаточном давлении 10-15 мм рт.ст.), также необходимость применения высокотоксичных веществ (стирол и ТДИ) и мощных окислителей (перекись бензоила).

Техническим результатом изобретения является создание полиуретанового атмосферостойкого компаунда холодного отверждения с повышенной технологичностью по сравнению с известными аналогами за счет:

- исключения необходимости подогрева сырья (как при производстве компонентов, так и непосредственно при смешении компонентов компаунда и заливке в форму), заливаемой формы и/или изделия;

- сохранение жизнеспособности компаунда 1-3 ч при условии набора эксплуатационной прочности не позднее 24 ч;

- снижение вязкости до уровня не более 1 Па*с;

- снижения горючести.

Технический результат достигается подбором уникального химического состава мономерного сырья. Заявляемый полиуретановый компаунд холодного отверждения представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из Компонента «А» – полиольная составляющая и Компонента «Б» – изоцианатная составляющая, при этом Компонент «А» состоит из, масс. ч:

триглицерида жирных карбоновых кислот (ТЖКК) с содержанием рицинолиевой не менее 80-90% - 30,0-45,0;

простого полиэфира – 10,0-20,0;

наполнителя – 0,1-40,0;

антипиренов – 10,0-35,0;

осушителя - 2,0-10,0;

деаэратора – 0,1-1,0,

а Компонент «Б» представляет собой полимеризованный метилендифенилдиизоцианат (ПИЦ).

В качестве простого эфира используется простой эфир с мольной массой 300-500 и содержанием гидроксильных групп в молекуле 2-3, например, полиэфир на основе полиоксиэтиленгликоля и /или полиоксипропиленгликоля.

В качестве наполнителя используется кварцевый песок, микрокальцит, мел.

В качестве антипиренов используется ТЭФ, ТХЭФ, ТХПФ, меламин, гидрооксид алюминия 3, диоксид титана.

В качестве осушителя используются молекулярные сита, синтетический алюмосиликат.

В качестве деаэратора используется Defoamer, BYK 066,BYK 088.

В итоге полученный полиуретановый электроизоляционный компаунд не требует физических и/или химических методов подготовки сырья и может быть получен прямым смешением компонентов при комнатной температуре (20±5ºС) с последующим отверждением при указанной температуре. Необходимая чистота полиуретанового компаунда достигается введением вспомогательных агентов. При этом компаунд сохраняет свою вязкость (не более 1 Па*с) в течение 1-3 ч и достижением эксплуатационной прочности в течение 24 ч.

Также заявляемый компаунд обладает рядом преимуществ:

- имеет широкий диапазон рабочих температур от -60ºС до +80ºС;

- не горюч;

- обладает атмосферостойкостью и биостойкостью и может быть использован для дополнительной электроизоляции (высоковольтных) кабелей, проложенных под землей и в среде воздуха.

Способ получения электроизоляционного полиуретанового компаунда заключается в прямом смешении Компонентов «А» и «Б». После тщательного перемешивания полученный компаунд заливается в форму (матрицу). Отверждение компаунда происходит по методу поликонденсации между гидроксильными группами Компонента «А» и циано группами компонента «Б», после их смешения. Через 24 часа после заливки изделие извлекается из формы и готово к эксплуатации.

Пример 1.

Для получения электроизоляционного полиуретанового компаунда готовят Компонент «А» следующего состава:

№ Наименование Содержание, масс. ч. 1 ТЖКК (Касторовое масло) 39 2 Простой полиэфир (Лапрол 373) 16 3 Наполнитель (Кварцевый песок фр 0,1-0,4 мм) 15 4 Наполнитель (Микрокальцитфр до 0,315 мм) 10 5 Антипирен (Гидрооксид алюминия III) 10 6 Антипирен (ТХЭФ) 5 7 Осушитель (Силипорит) 4 8 Деаэратор (Defoamer 5% в Лапроле 373) 1

После приготовления Компонента «А» его смешивают с Компонентом «Б» в пропорциях 3:1. После тщательного перемешивания в течение 10 минут, полученный компаунд заливают в форму. Через 24 часа после заливки изделие готово к эксплуатации.

При смешении Компонентов «А» и «Б» при 20ºС, вязкость компаунда составляет 0,6 Па*с и сохраняется на уровне не более 1 Па*с в течение 50 мин, при этом время жизни компаунда составляет 1 час.

Полученный компаунд обладает следующими физико-механическими характеристиками:

№ Наименование Метод испытания Значение 1 Плотность, кг/м³ ГОСТ 15139 1320 2 Твердость по Шору, отнед ГОСТ 263 48 3 Относительное удлинение, % ГОСТ 11262-80 6 4 Удельное объемное электрическое сопротивление при 20ºС, ОМ*м ГОСТ 6433.2 4*10¹⁴ 5 Водопоглащение при 20ºС, % ГОСТ 4650 метод А 0,17

В итоге, заявляемый компаунд имеет повышенную технологичность изготовления, а также обеспечивает эффективную защиту электрооборудования от влаги, пыли, биоразрушения и прочих негативных воздействий окружающей среды.

Изобретение относится к области электротехники, применяется для герметизации электротехнических изделий и радиоэлектронной аппаратуры и служит для их защиты от негативного влияния атмосферы воздуха и/или негативного влияния различных факторов при использовании электрооборудования под землей. Полиуретановый компаунд холодного отверждения представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из Компонента «А» - полиольная составляющая и Компонента «Б» - изоцианатная составляющая, при этом Компонент «А» состоит из триглицерида жирных карбоновых кислот (ТЖКК) с содержанием рицинолиевой не менее 80-90%, простого полиэфира с мольной массой 300-500, наполнителя, антипиренов, осушителя, деаэратора, а Компонент «Б» представляет собой полимеризованный метилендифенилдиизоцианат (ПИЦ). Техническим результатом изобретения является создание полиуретанового атмосферостойкого компаунда холодного отверждения с повышенной технологичностью. 5 з.п. ф-лы.

1. Полиуретановый компаунд холодного отверждения, характеризующийся тем, что представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из Компонента «А» - полиольная составляющая и Компонента «Б» - изоцианатная составляющая, при этом Компонент «А» состоит из, мас.ч., триглицерида жирных карбоновых кислот (ТЖКК) с содержанием рицинолиевой не менее 80-90% - 30,0-45,0; простого полиэфира с мольной массой 300-500 - 10,0-20,0; наполнителя 0,1-40,0; антипиренов 10,0-35,0; осушителя 2,0-10,0; деаэратора 0,1-1,0, а Компонент «Б» представляет собой полимеризованный метилендифенилдиизоцианат (ПИЦ).

2. Полиуретановый компаунд холодного отверждения по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве простого эфира используется полиэфир на основе полиоксиэтиленгликоля и/или полиоксипропиленгликоля.

3. Полиуретановый компаунд холодного отверждения по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве наполнителя используется кварцевый песок, микрокальцит, мел.

4. Полиуретановый компаунд холодного отверждения по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве антипиренов используется ТЭФ, ТХЭФ, ТХПФ, меламин, гидрооксид алюминия III, диоксид титана.

5. Полиуретановый компаунд холодного отверждения по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве осушителя используется синтетический алюмосиликат.

6. Полиуретановый компаунд холодного отверждения по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве деаэратора используется Defoamer, BYK 066, BYK 088.