Способ сшивки электроизоляционных материалов и диэлектрических изделий из термопластичного эластомера, устойчивых к циклическому воздействию температур Российский патент 2025 года по МПК H05B3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к технологии переработки термопластичных эластомеровв изделия для радиотехники, электроники и др., работающие в СВЧ-диапазоне и устойчивых к циклическому изменению температур в отрицательном и положительном интервале.

Уровень техники

Известен способ получения диэлектрического композиционного материала (патент РФ №2790058 от 14.02.2023), включающий измельчение термопластичного полимера до среднего размера частиц, смешение полимера с микросферами, загрузку смеси в пресс-форму и последующее индукционное прессование. Микросферы выполнены из материала, включающего диоксид кремния, оксид натрия, оксид бора и оксид кальция, и обработаны гамма-аминопропилтриэтоксисиланом. Термопластичный полимер может быть выбран из полиолефинов, поликарбонатов, фторопластов, полифениленоксидов или полисульфонов.

Недостатком известного диэлектрического материала является его низкая устойчивость к циклическому изменению температур в отрицательном и положительном интервале.

Известен способ получения диэлектрического эластомерного композиционного материала (патент РФ №2713223 от 04.02.2020), включающий введение в порошок диэлектрика состава K1.46Ti8-xFexO16, где х=0,3-0,9, имеющего структуру голландита, органического растворителя в количестве 10-30% от массы порошка и механохимическую активацию полученной смеси до полного испарении растворителя, введение полученной дисперсии в 10-15% раствор поливинилбутираля в органическом растворителе с последующей их гомогенизацией, формирование из полученной смеси пленки поливным способом и ее высушивание при температуре, не превышающей температуру структурной деградации поливинилбутираля, до полного испарения органического растворителя.

Недостатком диэлектрического материала, полученного известным способом является его низкий интервал рабочих температур и высокие значение тангенса угла диэлектрических потерь в СВЧ-диапазоне.

Наиболее близким способом получения материала обладающий высокой теплостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами (патент SU 66 028 A1), является способ, где синтетический натрий - бутадиеновый каучук в смеси с наполнителями или без таковых подвергают нагреву при 280-330 °С под давлением 80-200 кг/см или же сырью вначале придают нужную форму прокаткой, штамповкой или прессовкой при 150-250 °С, после чего этот предварительно заполимеризованный материал прогревают при 200-250 °С.

Недостатком наиболее близкого способа, являются неподходящие временные выдержки под давлением и температурные режимы для полимеризации термопластичных эластомеров.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом заявленного изобретения является создание технологии изготовления электроизоляционных материалов и изделий для радиотехники, электроники и др., работающие в СВЧ-диапазоне и устойчивых к циклическому изменению температур в отрицательном и положительном интервале c низким показателем тангенса диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемостью.

Технический результат достигается тем, что в способе сшивки электроизоляционных материалов и диэлектрических изделий из термопластичного эластомера устойчивых к циклическому воздействию температур, синтетический натрий - бутадиеновый каучук подвергают приданию нужной формы прессованием и нагреву, а переработка диэлектрического термопластичного эластомера, включает технологию высокотемпературной сшивки полимера по двойной связи без вулканизирующих агентов, где в предварительно прогретый пресс-инструмент до 50 °С загружают материал, от 20 до 30 минут температуру плавно поднимают до 200 - 215 °С, при достижение заданной температуры материал запрессовывают на термопрессе под давлением равным 30 кгс/см2, затем температуру пресс-инструмента поднимают в течение 50 - 60 мин до 280 – 300 °С и выдерживают под давлением в течение 70 - 90 мин, по окончанию выдержки пресс-инструмент плавно охлаждают в течение 50 - 60 мин до 180 - 200 °С, после чего температура формы опускается до комнатной путем естественного охлаждения и происходит выпрессовка полученного образца диэлектрического материала.

Оценка устойчивости материала к циклическому изменению температур, полученных по технологии высокотемпературной сшивки полимера по двойной связи без вулканизирующих агентов, к циклическому изменению температур в отрицательном и положительном интервале с последующим определением тангенса диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, осуществляется в следующем температурном режиме: подъем температуры до 90 °С и выдержка в течение 2 часов, понижение температуры до - 60 °С и выдержка в течение 2 часов (3 цикла).

Осуществление изобретения

Пример 1.Блоксополимера бутадиена и стирола типа СБС (в виде порошка) засыпают предварительно прогретый пресс-инструмент до 50 °С загружают материал, от 20 до 30 минут температуру плавно поднимают до 200 - 215 °С. При достижение заданной температуры материал запрессовывают на термопрессе под давлением равным 30 кгс/см2. Затем температуру пресс-инструмента поднимают в течение 50 - 60 мин до 280 – 300 °С и выдерживают под давлением в течение 70 - 90 мин. По окончанию выдержки пресс-инструмент плавно охлаждают в течение 50 - 60 мин до 180 - 200 °С, после чего температура формы опускается до комнатной путем естественного охлаждения и происходит выпрессовка полученного образца диэлектрического материала.

Оценка устойчивости материала к циклическому изменению температур осуществляется в следующем температурном режиме: подъем температуры до 90 °С и выдержка в течение 2 часов, понижение температуры до - 60 °С и выдержка в течение 2 часов (3 цикла).

После оценки устойчивости материала к циклическому изменению температур, проведены исследования по определению тангенса диэлектрических потерь при 10 МГц равный и диэлектрической проницаемости равной 2,41.

Пример 2. Термопластичный эластомер на основе сополимераэтиленпропиленового каучука засыпают предварительно прогретый пресс-инструмент до 50 °С загружают материал, от 20 до 30 минут температуру плавно поднимают до 200 - 215 °С. При достижение заданной температуры материал запрессовывают на термопрессе под давлением равным 30 кгс/см2. Затем температуру пресс-инструмента поднимают в течение 50 - 60 мин до 280 – 300 °С и выдерживают под давлением в течение 70 - 90 мин. По окончанию выдержки пресс-инструмент плавно охлаждают в течение 50 - 60 мин до 180 - 200 °С, после чего температура формы опускается до комнатной путем естественного охлаждения и происходит выпрессовка полученного образца диэлектрического материала.

Оценка устойчивости материала к циклическому изменению температур осуществляется в следующем температурном режиме: подъем температуры до 90 °С и выдержка в течение 2 часов, понижение температуры до - 60 °С и выдержка в течение 2 часов (3 цикла).

После оценки устойчивости материала к циклическому изменению температур, проведены исследования по определению тангенса диэлектрических потерь при 10 МГц равный и диэлектрической проницаемости равной 2,3.

Изобретение относится к технологии переработки термопластичных эластомеров в изделия для радиотехники и электроники. Техническим результатом является создание технологии изготовления электроизоляционных материалов и изделий для радиотехники и электроники, работающих в СВЧ-диапазоне и устойчивых к циклическому изменению температур в отрицательном и положительном интервалах c низким показателем тангенса диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемостью. Технический результат достигается тем, что в способе сшивки электроизоляционных материалов и диэлектрических изделий из термопластичного эластомера синтетический натрий-бутадиеновый каучук подвергают приданию нужной формы прессованием и нагреву, причем переработка диэлектрического термопластичного эластомера включает технологию высокотемпературной сшивки полимера по двойной связи без вулканизирующих агентов, где в предварительно прогретый пресс-инструмент до 50 °С загружают материал, от 20 до 30 мин температуру плавно поднимают до 200-215 °С, при достижение заданной температуры материал запрессовывают на термопрессе под давлением, равным 30 кгс/см², затем температуру пресс-инструмента поднимают в течение 50-60 мин до 280-300 °С и выдерживают под давлением в течение 70-90 мин, по окончании выдержки пресс-инструмент плавно охлаждают в течение 50-60 мин до 180-200 °С, после чего температура формы опускается до комнатной путем естественного охлаждения и происходит выпрессовка полученного образца диэлектрического материала.

Способ сшивки электроизоляционных материалов и диэлектрических изделий из термопластичного эластомера, устойчивых к циклическому воздействию температур, где синтетический натрий-бутадиеновый каучук подвергают приданию нужной формы прессованием и нагреву, отличающийся тем, что переработка диэлектрического термопластичного эластомера включает технологию высокотемпературной сшивки полимера по двойной связи без вулканизирующих агентов, где в предварительно прогретый пресс-инструмент до 50 °С загружают материал, от 20 до 30 мин температуру плавно поднимают до 200-215 °С, при достижении заданной температуры материал запрессовывают на термопрессе под давлением, равным 30 кгс/см², затем температуру пресс-инструмента поднимают в течение 50-60 мин до 280-300 °С и выдерживают под давлением в течение 70-90 мин, по окончании выдержки пресс-инструмент плавно охлаждают в течение 50-60 мин до 180-200 °С, после чего температура формы опускается до комнатной путем естественного охлаждения и происходит выпрессовка полученного образца диэлектрического материала.