Электроизоляционный компаунд

 

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ КОМПАУНД , включающий связующее - форполимер на основе эпоксидной диановой смолы - и наполнитель - кварцевую муку, отличающийся тем, что, с целью снижения вязкости при температуре переработки и повьшения ударной вязкости при сохранении высоких прочностных, дизлектрических свойств и термостабильности, в качестве связующего он содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с карбоксилсодержащим аддуктом новолачной фенолформальдегидной смолы и олигоэфира адипиновой или себациновой кислоты и диэтилекСП гликоля, имеющий кислотное число 3-16мгКОН/г, эпоксидное число 4,9-5,7 и температуру размягчения 45-70 С, при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Связующее100 Наполнитель200-220 4 00 00 СП 4

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(ss> С 08 L 63/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

200-220

Связующее

Наполнитель

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИИЖРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3549357/23-05 (22) 04.02 83 (46) 07.04.85. Бюл. В 13 (72) З.Г. Бойко, А.Н. Аладышкин,.

М.С. Тризно, В.Д. Лосева и Л.Е. Самойлова (71) .Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 678.643(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1 475383, кл. С 08 L 63/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 4973 16, кл. С 08 L 63/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

В 181165 ° кл. С 08 L 63/10, 1966 °

4. Кацнельсон М,Ю., Балаев Г.А.

Пластические массы. Справочник. Л., "Химия", 1978, с. 276. (54)(57) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫИ КОМПАУНД, включающий связующее — форполимер на основе эпоксидной диановой смолы — и наполнитель — кварцевую муку, отличающийся тем, что, с целью снижения вязкости при температуре переработки и повышения ударной вязкости при сохранении высоких прочностных, диэлектрических свойств и термостабильности, в качестве связующего он содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с карбоксилсодержащим аддуктом новолачной фенолформальдегидной смолы и олигоэфира адипиновой или себациновой кислоты и диэтилекгликоля, имеющий кислотное число

3-16 мг КОН/г, эпоксидное число

4,9-5 7 и температуру размягчения

45-70 С, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

1148854

Для ускорения отверждения может вводиться до 70 мас.ч. ангидрида с О,1Изобретение относится к получению эпоксидных термореактивных композиций с повышенной текучестью и динамическими прочностными свойствами, предназначенных для получения заливочных компаундов.

Основным направлением повышения качества заливочных компаундов на основе эпоксидных смол является подбор модифицирующих добавок, ко- 10 торые способны. повышать эластичность материалов, не снижая их диэлектрических свойств. Одним из наиболее перспективных видов подобных добавок являются карбоксилсодержащие 15 олигомеры на основе алифатических

1дикарбоновых кислот и диспнртов, химически взаимодействующие с эпоксидными смолами в процессе отверждения композиций.

Известна композиция на основе жидкой диановой эпоксидной смолы, модифицированной олигоэфиром на основе диэтиленгликоля и себациновой кислоты, содержащая отвердитель и 25 наполнитель (1) .

Композиция после отверждения отличается высокой эластичностью, однако содержит токсичные и дефицитные аминные отвердители и требует многоступенчатого режима отверждения.

Известна композиция, содержащая, мас.ч.: жидкая диановая смола, модифицированная олигоэфиром на основе диэтиленгликоля и себациновой кисло35 ты 83, активный разбавитель 17; комбинированный кварцевый наполнитель

25 и отвердитель 5,6. Композиция отверждается за 13 ч при 70 С и позволяет получать материалы с повышенной.® эластичностью (2) .

Однако указанная композиция содержит специально синтезированный аминный отвердитель и имеет недостаточно высокие диэлектрические свойства при повышенных температурах.

Известна композиция )3$ на основе эпоксидной диановой смолы, карбокснлсодержащего отверждающего смолу полиэфира (на основе диэтиленгликоля и алифатической дикарбоновой кислоты) и минерального наполнителя, содержащая, мас.ч.:

Жидкая диановая смола 100

Полиэфир 50-70

Минеральный наполнитель 50-100

1 20-160

Композиция используется в качествв эаливочных формовочных составов и позволяет получать изоляцию с высокой термостабильностью и прочностью при сжатии (до 180 ИПа) j4).

Однако отвержденные материалы имеют недостаточные динамические прочностные показатели, а связующее при температуре переработки имеет относительно высокую вязкость, не позволяющую получать композиции с равномерно распределенным наполнителем при высоких (более 60 мас.7) степенях наполнения.

Цель изобретения — снижение вязкости композиции при температуре переработки и повышение ударной вяз

0,5 мас.ч. триэтаноламина. Композиция имеет высокую пропитывающую способность и легко отверждается при

130-200 С с образованием материалов, отличающихся повышенной эластичностью и хорошими диэлектрическими свойствами.

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа 20-25

Относительное удлинение при разрыве, 7

Удельное объемное сопротивление, Ом см, при температуре, С:

25 10 -10

100 10 -1О

Потеря массы при 250 С,X через 8 ч 8-16

Данная композиция характеризуется резким снижением диэлектрических свойств при повышенных температурах и недостаточно высокой термостабильностью.

Использование фенольных модификаторов в качестве отвердителей эпоксидных термореактивных композиций значительно повышает термостабиль-. ность, Наиболее близкой по технической сущности н достигаемому результату к предлагаемой является композиция на основе продукта частичного взаимодействия эпоксидной диановой смолы с фенолформальдегидной новолачной смолой н кварцевого наполнителя следующего состава, мас.Ж:

Продукт частичного взаимодействия смолы

ЭД-16 и новолачной смолы СФ-010 33,3-50,0

Кварцевый наполнитель 50-66,7

II48854 4 лы, растворимые в кетонах, эфирах гликолей и смесевых растворителях марок 646, 649, 650 и пр.

Основные физико-химические свойства форполимеров приведены в таба.2.

3а счет наличия в форполимере одновременно карбоксильных, фенольных гидроксильных и эпоксидных групп он представляет собой одноупаковояный термореактизный материал, который при нагревании в течение 4-15 ч. при 160-220 С переходит в нера".творимое состояние. Отвержденные материалы отличаются повьппенной термостабильностью, жизнеспособностью (более 12 мес), высоким уровнем физико-механических свойств и повьппенными диэлектрическими свойствами при !00-120 С.

Физико-механические и диэлектрические свойства материалов определяют на стандартных образцах: разрушающее напряжение при изгибе— по ГОСТ 4648-71, разрушающее напряжение при растяжении — по ГОСТ

11262-76, ударную вязкость — по

ГОСТ 4647 — 81, удельное объемное сопротивление и тангенс угла диэлектрических потерь — по ГОСТ 6433-71, вязкость расплава — на вискозиметре Реотест

Пример 1. А. Получение форполимер а.

55 r эпоксидной диановой смолы с содержанием эпоксидных групп 153 смешивают нри 120 С в течение 2 ч с 45 г аддукта марки АА-2 (отношение содержания карбоксильных групп и эпоксидных 1 ° 02) и получают форполимер, содержащий 5,5-5,6Ж эпоксидных групп, с кислотным числом IO-11 КОН/г и температурой размягчения 60-65 С.

В. Получение аддукта АА-2 °

Аддукт получают сплавлением компонентов при мольном соотношении

1:5,5 (новолачная смола:олигоэфир) о

160 С в течение 6 ч. В качестве новолачной фенолформальдегидной смолы берут фенолформальдегидную смолу с температурой размягчения 78-80 С, содержащую 8Х свободного фенола. кости отвержденных материалов при сохранении высоких прочностных, диэлектрических свойств и термостабильности.

Поставленная цель достигается тем, что электроизоляционный компаунд, включающий связующее — форполимер на основе эпоксидной диановой смолы — и наполнитель — кварцевую муку, в качестве связующего содер- !О жит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с карбоксилсодержащим аддуктом новолачной фенолформальдегидной смолы и олигоэфира адипиновой и себациновой кислоты !

5 и диэтиленгликоля, имеющий кислотное число 3-16 мг КОН/г, эпоксидное число 4,9-5,7 и температуру размягчения 45-70 С, при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Связующее 100

Наполнитель 200-220

Указанный аддукт получают взаимодействием олигоэфира — карбоксилсодержащего олигомерного продукта вза- > имодействия адипиновой или себациновой кислоты и диэтиленгликоля с температурой размягчения 90-130 С и кислотным числом 280-360 мг КОН/г и фенолформальдегидной новолачной смолы при мольном соотношении новолачной смолы и олигоэфира 1:4-6.

Свойства аддуктов представлены в табл. 1.

Связующее — форполимер иэ эпоксид-3g ной смолы и аддукта — получают совмещением компонентов в расплаве при соотношении, соответствующем 0,941,06 карбоксильной группы аддукта на одну эпоксидную группу смолы, 40 при 120-150 С (предпочтительно 120130 С) в течение 0,5-6 ч (предпочтительно 1,5-2 ч), Образование форполимера подтверждается наблюдаемым в процессе сов- 45 мещения компонентов снижением содержания эпоксидных и карбоксильных групп н одновременным незначительным возрастанием содержания гидроксильных групп, а также резким иэменени- $9 ем внешнего вида композиции. Смесь постепенно переходит из непрозрачной бурой массы в прозрачный смолообразный продукт. Одновременно наблюдается повьппение температуры раз- M мягчения композиции. Готовые форполимеры представляют собой легкоплавкие прозрачные светлоокрашенные смоВ. Получение и отверждение композиции.

100 г полученного форполимера смешивают в расплаве при 125 С в течение 1О мин с 200 г кварцевой муки, прокаленной при 300 С в течение 2 ч, композицию заливают в нагретую до

1148854

Т а блица

Ф

Свойства аддуктов

Мольное соотношение смола:

Марка аддукта

Олигоэфир

Температура размягчения, ОС

Кислотное число, мг КОН/г

;олиго» эфир

90-95

85-90

83- 85

90-95

85-90

80-85

220-230

1:6

Олигоэфир адипиновой кислоты и диэтиленгликоля (КЧ"" 360) 1: 5,5 160-170

АА-3 1: 5 100-110

170-180

120-130

90-95

1:4,5

1:4,25

Олигоэфир себациновой кислоты и диэтиленгликоля (КЧ 260)

АС-1

АС-2

АС-3

1;4

* Новолачная смола марки СФ-010, СФ-0112; сплавление при 160 С 4-6 ч. * КЧ - кислотное число, мг КОН/r

110 С форму, вакуумируют и отверждают при 150 С 5 ч и при 180 С 12 ч.

Пример 2. А, Получение форполимера.

65 г эпоксидной диановой смолы, содержащей 16% эпоксидных групп, смешивают с 35 г аддукта марки АС-2 (отношение содержания карбоксильных групп и эпоксидных 0,94). Получают прозрачный смолообразный форполииер, 10 содержащий 5,0-5, 1% эпоксидных групп, с кислотным числом 10 мг КОН/r и температурой размягчения 45-48 С.

Б. Получение аддукта АС-2.

Аддукт получают сплавлением ком- 1$ понентов при 165 С 4 ч при соотношении новолачная смола:олигоэфир 1:4,25.

В. Получение и отверждение композиции.

100 г полученного форполимера 20 смешивают при 125 Ñ в течение 30 мин с 220 г прокаленной кварцевой муки, заливают в нагретую до 150 С форму и вакуумируют при этой температуре в течение 30 мин. Композицию отвер- 25 ждают при 150 С в течение 4 ч и при 190 С в течение 14 ч.

Пример 3. Отличается от примера 1, тем, что соотношение содержания карбоксильных групп и эпо- щ ксидиых при смешении аддукта и эпо ксидной смолы составляет 1,06:1; а на 100 г полученного форполимера берут 210 r кварцевой муки.

Пример 4, Отличается от примера 3 тем, что при получении форполимера применяют аддукт марки

АА-З, а заливочную композицию готовят иэ 100 r форполииера и 200 r кварцевой муки.

Пример 5. Отличается от примера 3 тем, что при получении форполимера применяют аддукт марки

АА-1.

Пример 6. Отличается от примера 2 тем, что соотношение содержания карбоксий ных групп и эпоксидным при получении форполимера составляет 0,96:1, а в качестве аддукта используют аддукт марки АС-3.

Пример 7. Отличается от примера 6 тем, что при получении форполимера используют аддукт марки

АС-1.

Свойства полученных материалов представлены в табл. Э.

Как видно из табл. 3, предлагаемая композиция по сравнению с известной имеет вязкость при температуре переработки в 1,5-3 раза ниже., ударную вязкость в 1,5-2 раза выше при сохранении высоких механических и диэлектрических показателей и термостойкости, что позволяет использовать ее для герметизации электротехнических изделий в тяжелонагруженных электрических машинах.

1148854

Таблица 2

Свойства форполимеров*

Содержание эпоксидных групп, Ж

5,1

S5 5,7

5,0

16

Кислотное число, мг КОН/г

Температура размягчения, С

50-55 45-48 45

62-65 67-70

60-65

Вязкость расплава при

140 С, сП

450 500

425

* Совмещение ЗД-16 с аддуктами проводят при 125 С в течение 2 ч.

TaЬллqa 3 едлагаемая композиция по примерам

Caolctaa материалов

345 67

2-3

2-3 2,5-3 2-2, S 2-2,3

3 2,5-3

0,55-0,6 0,6-0 7

4-6

0,5-0,6 0,6-0,7 0,5-0,55 0,4-0,5 0,5-0,6

2"3

Патера масси, мЪс.Х, лри 300 С sa 10 ч

4,5-5,0 4,5-4,8 5 ° 0-5,1 4,8-5 ° 1 4,8-5,0

4 ° 2-4,5

4,5-5,0 5,0 5,2

80- 100 118-!22 120 125-130 130-135 130-135

120-122 125-130

40 40-50 50-57 40-45 50-55 50-55 40-50 разрюве

17-20 23-25 !7-19 18-22 16-18 25-28 20- 25

Ударная вязкоств, xJlx/м 5-8 уделвное объемное сопротз1вленне, Ом-си !О, 0,2-1,0

0,1-0,9 0,1-1,00,2-0,8 0,1-0,2 О 8-0 1

0,2-0,6 0,2-1,0

Чеалеироводиость связую®его, Вт!и град

0,18

0,22 0,23 0,22

0,22 0,23

0,23 0,23

5 р н и е ч а н и е. Состав известной композиции,мас.ч.: связующее 1001 Мйарцевая мука 200.

Составитель А. Зачернюк

Редактор В. Петрами. ТехредМ.Гергель

Корректор В. Синицкая

Заказ 1819/14 Тираж 475

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

baaxecta связующего П, «рн температуре, Cs

14О

Разруиающее иапряяение, Пна, прил изгибе

Марка исходного аддукта

АА-2 АА-3 АС-3

5.,0 4,9

10 14