ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Советский патент 1994 года по МПК C08L67/07 C08L63/00 

Изобретение относится к электроизоляционным материалам, используемым в электротехнической промышленности и электронике.

Известен электроизоляционный компаунд без растворителя, состоящий из продукта реакции эпоксидной смолы с эндиангидридом и полиэфиракрилатов типа МГФ-9 или ТГМ-3.

Такие компаунды используются для пропитки пористых материалов, например бумаг, в том числе стеклослюдинитовых лент с целью получения монолитного устройства после его изолирования и запечки. Однако широкое применение таких компаундов ограничено большой жесткостью компаунда, высокой температурой стеклования (150^оС), низкой устойчивостью к растрескиванию, сравнительно невысокими физико-механическими характеристиками, особенно для высоких рабочих температур. Помимо перечисленных, компаунд имеет также ряд технологических и эксплуатационных недостатков, связанных с большой усадкой, наличием значительных внутренних напряжений, неустойчивостью к вибрациям, что приводит к потере монолитности готового изделия и соответственно к выходу его из строя.

Кроме того, известны рецептуры компаундов на основе эпоксидной смолы 100 мас. ч. и карбоксилсодержащего каучука 20 мас. ч. с добавлением полиэфиракрилата 20 мас. ч. , с отвердителем системы полиэтиленполиамином 10 мас. ч.

Известный компаунд обладает недостаточно высокими физико-механическими показателями и низкой термостойкостью.

Цель изобретения - повышение физико-механических показателей отвержденного компаунда и увеличение его термостойкости. Это достигается тем, что композиция, включающая эпоксидную смолу, карбоксилатный каучук, олигоэфиракрилат и отвердитель, содержит в качестве отвердителя изометилтетрагидрофталевый ангидрид и дополнительно, перекисный инициатор, причем композиция содержит следующие компоненты в количестве. , мас. ч. Эпоксидная смола 100 Жидкий карбокси- лированный каучук 1-19,5 Олигоэфиракрилат 80-120 Изометитетрагидро- фталевый ангидрид 50-80 Перекисный инициатор 0,1-1,0
Полученный компаунд отверждают при 120-160^оС в течение 24-12 ч. Наличие высокотемпературного отвердителя является весьма важным для получения компаунда с высокими технологическими и физико-механическими свойствами. Под влиянием перекиси и отвердителя эпоксидной смолы, в зависимости от условий полимеризации, в компаунде может идти как гомополимеризация, так и сополимеризация между компонентами. Эпоксидная смола полимеризуется как под влиянием отвердителя, так и под влиянием участия карбоксильных групп эластичного олигомера.

В свою очередь олигоэфиракрилат может сополимеризоваться с ним по бутадиеновым связям. Гомополимеры эпоксидной смолы и олигоэфиракрилата образуют жесткие композиции. Эластичный олигомер служит в этом случае физико-химическим модификатором.

При термическом отверждении двойных систем: эпоксидная смола - олигоэфиракрилат, эпоксидная смола - эластичный олигомер, олигоэфиракрилат - эластичный олигомер образуются прозрачные компаунды. Во всех случаях физико-механические характеристики эпоксидной смолы ухудшаются при введении двух других компонентов порознь. При введении эластичного олигомера в олигоэфиракрилат получаются механически непрочные растрескивающиеся композиции. Проведение аминного низкотемпературного отвердителя тройной смеси не дает ничего нового. Во всех случаях компаунды прозрачные, а увеличение содержания эластичного олигомера и олигоэфиракрилата приводят к уменьшению физико-механических характеристик. Заметное увеличение эластичности такого компаунда начинается с содержания эластичного олигомера более 30% .

Физико-механические характеристики при таком его содержании уменьшаются в 2-3 раза по сравнению с характеристиками отвержденной эпоксидной смолой.

Помимо этого, известные компаунды обладают плохой технологичностью из-за малого времени жизни, не позволяющего хранить его длительное время в нормальных условиях.

Высокотемпературное отверждение выбранного компаунда приводит при незначительном увеличении количества эластичного олигомера к его помутнению. Мутность в этом случае увеличивается с ростом его содержания до 50 мас. ч. после чего уменьшается. Одновременно растет предел прочности при разрушении, предел прочности при статическом изгибе и ударная вязкость до содержания эластичного олигомера 8-10 мас. ч.

Далее эти параметры уменьшаются. Эластичность образцов постоянно увеличивается. При нагревании до 100^оС они не разрушаются при перегибе на 180^оС вокруг собственной толщины.

П р и м е р. 100 мас. ч. эпоксидной смолы сплавляют 3-4 ч при 80-120^оС с олигомерным сополимером бутадиола метакриловой кислоты и акрилонитрила (СКН) или сополимером бутандиола с метакриловой кислотой (СКД). В полученную композицию добавляют олигоэфиракрилат, отвердитель ангидридного типа перекиси. Компаунд отверждают при 120-160^оС в течение 12-24 ч. Состав и характеристики композиций приведены в табл. 1.

В табл. 2. приведены термические характеристики компаундов.

Для компаундов, полученных по всем 7 примерам, предел прочности при разрушении, предел прочности при изгибе и удельная ударная вязкость линейно уменьшаются с увеличением содержания олигоэфиракрилата, остальные показатели мало зависят от его содержания. Тангенс угла потерь для композиций составляет при ω = = 50 гц и температуре 25^оС 0,003-0,006.

Предлагаемое изобретение относится к электротехническим материалам, однако такой компаунд может быть использован в электротехнике для заливки и герметизации аппаратуры и узлов. Компаунд может быть использован для изготовления стеклопластиков, полимербетонов в строительстве.

Ожидаемый технический эффект - увеличение надежности рабочей температуры узлов и аппаратов, увеличение стойкости к растрескиванию и к вибрациям. Замена известных компаундов на разработанный позволит получить экономический эффект более 1 млн. руб. (56) Авторское свидетельство СССР N 170649, кл. С 08 G, 1964.

Авторское свидетельство СССР N 183311, кл. С 09 F 3/16, 1965.

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая эпоксидную смолу, жидкий карбоксилированный каучук, олигоэфиракрилат и отвердитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения физико-механических свойств и увеличения термостойкости, в качестве отвердителя композиция содержит изометилтетрагидрофталевый ангидрид и дополнительно перекисный инициатор при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Эпоксидная смола 100
Жидкий карбоксилированный каучук 1 - 19,5
Олигоэфиракрилат 80 - 120
Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 50 - 80
Перекисный инициатор 0,1 - 1,0