Электроизоляционный состав

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 В 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф\

° еа

° °

ЪФ.1 (2 1) 4898902/07 (22) 02.01.91 (46) 15.12.92,.Бюл. ¹ 46 (71) Отделение новых физических проблем

Института проблем материаловедения . АН.УССР (72) B.È.Ïàâëåíêî, H,ß Чукреев, В.Д.Ры. ин и И.Ф,Пельтек (56) ОСТ 4.ГО,029.026, Авторское свидетельство СССР

hL 1148854, кл. С 08 63/00, 1985, Авторское свидетельство СССР

N. 417454, кл. С 08 49/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N- 528616, кл, Н 01 В 3/02, 1976, Авторское свидетельство СССР № 686087, кл. Н 01 В 3/02, 1979.

Изобретение относится к электроизоляционным материалам, в частности к теплопроводным электроизоляционным герметизирующим компаундам. и может быть использовано в радиотехнической, приборостроительной и электротехнической промышленности для заливки тепловыделяющих элементов, например, дросселей, резисторов, модулей, блоков питания,.трансформаторов, Известны электроизоляционные составы, состоящие из связующего (эпоксидной смолы), отвердителя и минерального наполнителя с достаточно высокой теплопроводностью (1,2-2,0 Вт./м К). Недостатком укаэанных составов являются их невысокие диэлектрические характеристики, обусловленные применением в качестве наполнителя кварца пылевидного.

< >59,, 1781704 А1 (54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СОСТАВ (57) Использование: в радиотехнической, приборостроительной и электротехнической промышленности. С целью улучшения диэлектрических характеристик при сохранении требуемой теплопроводности, электроизоляционный состав содержит связующее при следующем соотношении компонентов, мас.g: эпоксидная смола 1235; окись алюминия 11-14; нитрид алюминия 40-70 и отвердитель — остальное.

Эпоксидную смолу используют с добавками эпоксидного модификатора в соотношении

5 .1, Порошок нитрида алюминия применяют с диаметром частиц 40-63 мкм. 2 табл.

Известны электроизоляционные со- и ставы, включающие связующее на основе эпоксидной смолы, отвердитель и смеси Qj минеральных наполнителей (нитрид бора и кремний кристаллический; окись алюминия и нитрид бора), имеющие высокую теплопроводность(2,0-4,2 Вт/M К). Однако электроизоляционные их свойства также 4 недостаточны ввиду несовершенства структуры отвержденных компаундов, проявляющегося в процессе полимериэа- э ции. Низки также технологические свойства вышеназванных составов ввиду их склонности к быстрому загустеванию, ухудшающей соответственно заливочные свойства компаундов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является электроизоляционный состав, выбранный в

1781704. качестве прототипа, содер>кащий связующее на основе эпоксидной смолы, отвердитель и наполнитель из окиси алюминия и нитрида бора. Недостатком известного состава являются невысокие диэлектрические характеристики (удельное объемное электрическое сопротивление и электрическая прочность) ввиду несовершенства структуры отвержденного компаунда, вызванного влиянием на материал в процессе полимеризации минеральных наполнителей, в частности нитрида бора.

Целью изобретения является улучшение диэлектрических характеристик при сохранении требуемой теплопроводности.

Поставленная цель достигается тем, что электроизоляционный состав, содер>кащий связующее на основе эпоксидной смолы, отвердитель и наполнитель, включающий окись алюминия и нитрид элемента и! группы, согласно изобретению в качестве нитрида содер>кит нитрид -алюминия, и компоненты, взятые в следующем соотношении, мас.%:

Связующее на основе эпоксидной смолы 12 — 35 .Окись алюминия, 11-14

Нитрид алюминия 40-70

Отвердитель Остальное . Использованив гфедлагаейого-электроизоляционного состава эа счет повышения диэлектрических свойств при сохранении требуемой -теплопроводности позволяет значительно повысить надежность электро: " :- -изоляции тепловыделяющего элемента при обеспечении эффективности теплоотвода.

Кроме того, использование в качестве наполнителя более дешевого, по сравнению с нитридом бора, нитрида алюминия приводит к снижению себестоимости предлагаеМого электроизоляционного состава.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Применяемый в качестве наполнителя, по прототипу, порошок нитрида бора состоит из частиц пластинчатой формы со слоистой структурой и резкой анизотропией кристаллической решетки с малым сопротивлением срезу в направлении базовых плоскостей. В результате в процессе полимеризации компаунда, содержащего в качестве наполнителя нитрид бора, в материале возникают механические напряжения, приводящие к образованию в его структуре микротрещин и пор, что делает компаунд гигроскопичным, Гигроскопичный компаунд адсорбирует влагу, в результате чего происходит снижение его электрической прочносги.

Кроме того, механические напряжения в отвержденном компаунде вызывают отслоения последнего от тепловыделяющего эле мента, что ухудшает его герметизацию и снижает эффективность теплоотвода. Введение в электроизоляционный состав в ка5 честве наполнителя нитрида алюминия, частицы которого изотропны, исключает появление при полимериэации механических напря>кений, приводящих к образованию

" микротрещин, снижающих диэлектриче10 ские характеристики состава и теплоотвод.

Предложенный электроизоляционный состав отличается от прототипа введением в наполнитель нитрида алюминия и соотношением компонентов.

15 Изобретение осуществляется следующим образом. Порошок нитрида алюминия с диаметром частиц 40-63 мкм и порошок окиси алюминия перед использованием просушивают. Затем отвешивают навески

20 компонентов смеси наполнителя в заданном соотношении. В качестве связующего используют эпоксидную смолу с добавкой эпоксидного модификатора. Отвердителем служит полиэтиленполиамин.

25 Электроизоляционный состав готовят путем смешения порошков наполнителя со связующим в заданном соотношении при

40-45ОС, Затем в смесь добавляютотвердитель и перемешивают. Полученный компа30 унд заливают в формы при 40-45 С и отверждают. Составы электроизоляционные эаливочных компаундов (известного и предлагаемого) приведены в табл.1. Основные характеристики компаундов в сравнении

35 с известным электроизоляционным составом (по прототипу) представлены в табл.2, Из табл.2 видно, что оптимальными свойствами обладают электроизоляционные составы, содержащие от 11 до 14 мас.%

40 окиси алюминия и от 40 до 70 мас. нитрида алюминия, при общем содержании смеси минеральных наполнителей от 51 до 84

Mac.%, связующего от 12 до 35 мас.о и отвердителя от 4 до 14 мас.%, 45 Формула изобретения

Электроиэоляционный состав, содержащий связующее на основе эпоксидной смолы, отвердитель и наполнитель, включающий окись алюминия и нитрид элемента 1И

50 группы, отл и ч а ю щи и с ятем, что, с целью улучшения диэлектрических характеристик при сохранении требуемой теплопроводности, в качестве нитрида он содержит нитрид алюминия, и компоненты, взяты в следую55 щем соотношении, мас.%:

Связующее на основе эпоксидной смолы 12 — 35

Окись алюминия 11-14.

Нитрид алюминия . 40-70

Отвердитель Остальное

1781704

Таблица 1

Составы электроизоляционного компаунда

Таблица 2

Основные характеристики электроизоляционных компаундов

Составитель Л.Архарова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Бучок

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4276 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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