Электроизоляционный заливочный компаунд Советский патент 1985 года по МПК C03B33/02 

Изобретение относится к электроизоляционным материалам, в частност к эпоксидно-полиэфирным компаундам, и может быть использовано в электро технической промышленности для создания литой изоляции узлов электрических аппаратов, например дросселей, резисторов, трансформаторов . Использование эпоксидно-полизфир ньЕс олигомеров в составе заливочных компаундов является распространенны методом улучшения релаксационных характеристик компаундов. . гйвестны электроизоляционные заливочные компаунды с повышенными ре лаксационными свойствами на основе блок-олигомера Э11С-1, представляюще го собой продукт химического взаимо действия эпоксидных смол ЭД-8 и ЭДс полиэтиленглшсольсебацинатом. Так на основе олигомера ЭПС-1 готовятся заливочнь1й компаунд ЭПК-Т ij соста ва, мае.ч.: Эпоксидно-полиэфирный олигомер 3IIC-1 100 Изометилтетрагидрофталевьй ангидрид 38 Нитрид бора45 Триэтаноламин1,1 Кварц пьшевидный молотьй60 и компаунд № 15 2 состава, мае.ч. Эпоксидно-полиэфирный олигомер ЭПС-1 100 Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 38 Нитрид бора75 Однако эти компаунды отличаются высокой стоимостью и имеют недостаточно высокую, теплостойкость. Известны также электроизоляционные компаунда, являющиеся продуктами соотверждения эпоксидного блок-олиг мера с эпоксидными смолами в присут ствии изометнлтетрагидрофталевого ангидрида |з. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является эпоксиднополиэфирный компаунд ЭПК-101 fij со тава, мае.ч.: Эпоксидно-полиэфирный олигомер ЭПС-Т100 Изометилтетрагидрофталевьй ангидрид 38 Наполнитель - кварц пьшевидный молотый KII-2 100 Ускоритель триэтаноламин 1,2 Этот компаунд обладает хорошими релаксационными свойствами, устойчивостью к термоциклическим нагрузкам и используется для создания литой Изоляции узлов, насыщенных металлом без нанесения демпфера. Однако он имеет недостаточно высокие теплостойкость, электртсческую и механическую прочность. Цель изобретения - повышение теплостойкости, механической и электрической прочности. Поставленная цель достигается тем, что электроизоляционньн заливочньш компаунд, содержащий эпоксиднополиэфирньй олигомер ЭПС-1, представлякмций собой продукт взаимодействия 50 мае.ч. эпоке1адной смолы ЭД-20, 50 мае.ч. эпоксидной смолы ЭД-8 и 60 мае .Ч. полиэтиленгликольеебацината е киелотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным чиелом 9-10, отвердитель изометилтетрагндрофталевьй ангидрид, уекоритоггт, - триэтаноламин и наполнитель - пылевидный кварц, дополнительно еодержит продукт взаимодейетвия эпоксидной диановой емолы е изометцлтетрагидрофталевым ангидр одом с вязкостью 60-140 П при 25 с и эпоксидным числом 4,5-5,0 при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольеебацината е кислотным чиелом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным чиелом 9-10 100 Изо-метилтетрагидрофталевьш ангидрид 28-38 Триэтанеламин1-2 Пылевидньй кварц 100-200 Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы е изометилтетрапздрофталевым ангидридом с вязкостью 60-140 П при 25 С и эпокеидным чие. лом 4,5-5,08-25 Указанный продукт первичного химического взаимодейетвия может предетавлять собой отход пропиточного компаунда ПК-11, являющийся продуктом первичного химнчеекого вза1-пуюдействия эпоксидной емолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевым ангидридом в массовом соотнон ении 100:80, которьй в процес се применения для вакуум-нагнетатель ной пропитки при повышенной теьшературе () в результате химических превращений достиг предельно допусти мой для пропитки вязкости (60-140 П при 25 С) и заменен на свежеприготов ленный . При этом отходы пропиточного компаунда не.являются отвержденными, а. предстаззляют собой вязкую жидкость, полностью растворимую во многих органических растворителях (ацетон, метилэтилкетон и др.). Конверсия эпоксидных групп в используемых в со таве предлагаемого электроизоляционного кo шayндa отходах пропиточного компаунда ПК-11 достигает 68%. Содер жание эпоксидных групп в них (эпоксидное число) 4,5-5,0. Использование в составе компаунда продуктов первичного взаимодействия эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтет рагидрофталевого ангидрида не эквива лентно применению соответствующего количества эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида, что обусловлено различием структуры, молекулярных масс, концентраций функциональных групп веществ в механ1-гческой смеси эпаксидгюй диановой смолы ЭД-22 и изомет штетрагид рофталейого ангидрида и первичного взаимодействия этих веществ. Повышенная начальная концентрация эпоксидных групп в композиции с использованием механической смеси эпок сидной смолы ЭД-22 и отвердителя (контрольный образец),.как показывают эксперименты, приводит, по сравне нию с предлагаемым компаундом, к повышению (на 35-54 С) температур.само разогрева за счет вьщеления тепла реакции, особенно при значительных массах компаунда и в условиях затруд ненного отвода тепла, в результате чего образуготся более хрупкие образцы,склонные к растрескиванию притер мических ударах. В табл. 1 приведены составы предлагаемого компаунда и рецептура конт ролыюго образца. Свойства предлагаемого компаунда, известньтх и контрольного образца представлены в табл. 2. Состав контрольного образца отличается от состава предлагаемого компазгида по npiiMepy 5 тем, что отход пропиточного компаунда ПК-11 заменен тем же количеством смеси эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида в соотношении . 100:80. Как из приведенных в табл.2 данных, использование в составе предлагаемого компаунда отходов пропиточного компаунда ПК-11 (продукта первичного взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-22 с изометилтет- рагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60-140 П при и эпоксидным числом 4,5-5,0) улучшает теплостойкость, механическзто и электрическую прочности, по сравнению с известным компаундом ЭПК-101 и контрольной коьшозиции, при сохранении вЕ)1Соких релаксационных свойств компаунда. При этом продукт совместного отверждения эпоксидно-полиэфирного блок-олигомера ЭПС-1 и эпоксидной смолы ЭД-22 изомети-птетрапедрофталевым ангидридом имеет худшие свойства, чем предлагаемый компаунд, и уступает соответствующим показателям прототипа. Так, например, у контрольного образца ниже электрическая прочность, прочность при изгибе, теплостойкость, заметно ухуда аются релаксационные свойства композиции, о .чем свидетельствует уменьщение количества циклов нагрева и охлаждения до ращрушения и относительного удли.нения при растяжении. Улучшение указанных свойств пред лагаемого компаунда по сравнению с прототипом является результатом совместного исполхтзоваипя в составе композиция эпоксидно-полиэфирного блок-олигомера с продукта.ми первичного ззаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-22 с изометклтетрагидрофталевым .Л Г1 дрпдом с уТСазанными вязкостью :; содержанием эпоксидных групп Е присутствии остальных компонентов в предлагаемом соотношении. Это подтвержается тем, что механическая смесь эпоксидиановой смолы с изометилтетрагидрофталевым ангидидом при введении ее в состав ком- азнда на основе как олигомера ЭПС-1 (контрольны образец, табл. 2), так СМОЛЫ УП-563 в составе KOMnayiiа УП-5-219 аналогичного назначения, казанного эффекта не дает. Образцы меют более низкую теплостойкость, лектр1гческую и мехаиическуто прочность, обладают худшими релаксационными свойствами, что видно из сопоставления устойчивости к действию термоциклических нагрузок (табл. 2). Компаунд по примерам 1-5 готовят следующим образом. Разогретые до 80-100°С эпоксиднополиэфирные олигомеры ЭПС-1 смешивают при перемешивании с расчетным количеством разогретого до 100-110 С высушенного пылевидного кварца и вакуумирзпот при остаточном давлении .1-5 мм рт.ст. в течение 1 ч. К приготовленной смеси добавляют расчетное количество отходов пропиточного компаунда ПК-11, изометилтетрагидрофталевого ангидрида и триэтаноламина при перемешивании. После 15-минутног перемешивания компаунда при остаточном давлении 10-15 мм рт.ст. компаунд разливают в подготовленные нагре тые до 80-100 С металлические формоч ки для изготовления стандартных образцов. Отверждают компаунд в воздуш ном термостате по режиму 100 С/8 ч 120 С/24 ч. Все виды испытаний проводят через 48 ч после окончания отверждения. Свойства предлагаемого компаунда, как следует из примеров 2 и 4, не зависят от вязкости используемых отходов пропиточного компаунда ПК-11, оптимальная добавка которых, определенная в ходе экспериментов, 18,5 мае.ч. на 100 мае.ч. олигомера ЭПС-1. Более вьюокие теплостойкость, механическая и электрическая прочность предлагаемого компаунда позволяют получать более надежную электрическую изоляциюили несколько уменьшить толщину изоляции при сохранении надежности изделия на прежнем уровне. Использование отходов пропиточного компаунда ПК-11 в составе заливочного электроизоляционного компаунда уде- . шевляет его производство и решает проблему утилизации отходов компаунда ПК-11 на предприятиях электромашино- rf аппаратостроения. Предлагаемый компаунд можно приготовить и перерабатывать на существующем оборудовании для эпоксидных компаундов. Таблица 1

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД, содержащий продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с ки.слотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным числом 9-10, отвердитель изометилтетрагидрофталевый ангидрид, ускоритель - триэтаноламин и наполнитель - пылевидный кварц, отличающийся тем, что, с целью повышения теплостойкости, механической и электрической прочности при сох ранении высоких релаксационных свойств, он дополнительно содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с изометиптетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60 140 П при 25 С и эпоксидным числом 4,5-5,0 при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с кислотным числом 4,0-5,5 мг КОН и W эпоксидным числом 9-10 100 Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 28-38 Триэтаноламин . 1-2 Пылевидный кварц 100-200 Продукт взаимодействия эпоксидной диановой 00 4 СЛ СМОЛЬ с изометилтетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60-140 П при 25°С и эпоксидным 00 со числом 4,5-5,08-25

Отход пропиточного компаунда ПК-11 вязкостью 140 П. ()

60 П (25°С)

То же с вязкостью 112 П () и эпоксидным числом 4,8

25

18,5

18,5