Препрег

 

Использование: для нанесения полупроводящих покрытий на стержни обмотки электрических машин и изготовления полупроводящих стеклопластиков. Сущность изобретения: препрег содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: эпоксидная диановая смола 5,85-7,65, эпоксидная смола на основе полифенола 14.15-23,40, 50%-ный р-р комплекса ВГ с моноэтаноламином в диэтиленгл.иколе 0,75-1.25, термопластичный полимер из группы:поливинилацетали, полистирол, сополимеры стирола с акрилонитрилом и акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком 0.35-0.70, сажа (углерод.технический) 8,20- 12,50, литопон 11,7-17,8, стеклоткань остальное . 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (54) ПРЕПРЕГ

О

1 o (Л о ,>

0,75 — 1,25

8,2 — 12,5

11,7-17,8 (21) 4927784/05 (22) 15.04,91 (46) 07.04.93. Бюл. N. 13 (71) Ленинградское производственное электромашиностроительное обьединение

"Электросила" им. С. М. Кирова (72) M. 3. Циркин, В. В. Петров В. В. Федорова и А, А. Житомирский (56) Авторское свидетельство СССР

N 497321, кл. С 08 J 5/24, 1970.

Авторское свидетельство СССР

М 711052, кл. С 07 J 5/24, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N 1073252, кл. С 08 К 5/24. 1983.

Изобретение относится к области электромашиностроения. в частности к производству полупроводящих предварительно пропитанных материалов (пренрегов) для нанесения полупроводящих покрытий на стержни обмотки электрических машин и изготовления полуп роводя щих стеклопластиков.

Целью изобретения является улучшение технологичности и повышение теплостойкости стеклопластика. прессованного из препрега, Указанная цель достигается тем, что препрег на основе стеклоткани и связующего, включающий эпоксидную смолу, отвердитель, сажу и литопон. связующее . содержит в качестве эпоксидной смолы смесь эпоксидной диановой смолы и эпоксидной смолы на основе полифенола, взятых в соотношении 1;1,85-4, в качестве

„„ЯЛ„„1807059 А1 (я)з С 08 J 5/24, С 08 (63/00, Н 01В 1/12 (57) Использование: для нанесения полупроводящих покрытий на стержни обмотки электрических машин и изготовления полупроводящих стеклопластиков. Сущность изобретения: препрег содержит компоненты в следующем соотношении, мас. : эпоксидная диановая смола 5,85-7,65, эпоксидная смола на основе полифенола

14.15 — 23,40, 50%-ный р-р комплекса ВГ с моноэтаноламином в диэтиленгликоле

0,75 — 1,25, термопластичный полимер из группы: поливинилацетали, полистирол, сополимеры стирола с акрилонитрилом и акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком

0.35-0,70, сажа (углерод. технический) 8,2012,50, литопон 11,7-17,8, стеклоткань остальное. 2 табл. отвердителя — комплекс трехфтористого бора с моноэтаноламином в виде 50%-ного раствора в диэтиленгликоле и дополнительно содержит термопластичный полимер, выбранный из группы, содержащей поливинилацеталь, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом и сополимер стирола с акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эпоксидная диановая смола 5,85 — 7,65

Эпоксидная смола на основе полифенола 14,15-23,4

Комплекс трехфтористого бора с моноэтанолал ином в виде 50% раствора в диэтиленгликоле

Сажа

Литопон

1807059

Термопластичный полимер, выбранный иэ группы, содержащей поливинилацеталь, полистирол, сополимер стиро- 5 ла с акрилонитрилом и сополимер стирола с акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком 0,35 — 0,7

Новизна заключается в новой совокупности известных признаков, среди которых новым, ранее не описанным, является введение термопластичного полимера для устранения слипания препрега в рулонах (роликах) и повышение адгезии к меди стержня, Применение смеси эпоксидной диановой смолы и смолы на основе полифенола в соотношении 1:1.85 — 4 обеспечивает высокую теплостойкость стеклопластика из пре- 20 прега и необходимую технологическую эластичность, позволяющую в течение всего срока хранения накладывать на стержень ленту из препрега без подогрева. При этом, при эксплуатационной температуре сохраняется значительная доля межслойной прочности, а. следовательно, монолитность прессованного из препрега материала.

Использование в качестве отвердителя

50 Д-ного раствора комплекса трехфтори- 30 стого бора (ВЕз) с моноэтаноламином в диэтиленгликоле позволяет изготовить препрег с большой жизнеспособностью и сохранением эластичности ° в течение всего срока хранения, а прессованный материал из та- 35 кого препрега имеет высокую теплостойкость. обеспечивающую сохранение значительной части свойств при повышенных температурах. В СССР имеется недорогое и недифицитное сырье для про,изводства этого отвердителя, а технология его производства очень проста и не требует специального оборудования.

Выбранное соотношение компонентов препрега обеспечивает увеличение его >кизнеспособности, хорошую технологичность в течение всего срока хранения, повышение теплостойкости прессованного из препрега материала и сохранение хороших свойств при повышенной температуре, в том числе высокой межслойной прочности, Таким образом, дополнительное введение термопластичного полимера из вышеуказанной группы, использование в качестве эпоксидной смолы смеси эпоксидной диановой и эпоксидной смол на основе полифенола в указанных соотношениях, а в качестве отвердителя 50 Д -ного раствора в диэтиленгликоле комплекса ВРз с моноэтаноламином в предло>кенных соотношениях компонентов обеспечивает появление новых свойств.

Несовпадение свойств известного и заявленного препрега дает основание признать существенность отличий и ведет к появлению сверхсуммарного положительного эффекта, выражающегося в повышении его жизнеспособности, улучшении технологичности и повышении монолитности при повышенной температуре, т.е. в возможности рационального ведения технологического процесса изготовления обмотки крупных электрических машин или полупроводящих стеклопластиковых деталей для них, Сущность изобретения иллюстрируется графиками, на которых приводятся: на фиг, 1 — зависимость свойств препрега от содержания в нем термопластичного полимера, взятого из указанной в формуле группы; на фиг. 2 — зависимость свойств полупроводящего стеклопластика из препрега от соотношения диановой и эпоксидной смолы на основе полифенола; на фиг. 3 — деформационная теплостойкость полупроводящего стеклопластика из препрега в зависимости от количества взятого отвердителя, Состав препрегов, их свойства и свойства прессованного из препрега материала представлены в табл. 1, а рецептура эмалей для изготовления этих препретов — в табл. 2.

Как видно из табл. 1, предлагаемый препрег обладает высокой технологичностью, он эластичен при комнатной температуре и сохраняет эластичность в течение длительного срока хранения, превышающего срок хранения препрега по прототипу.

Предлагаемый препрег имеет более высокую скорость отвеждения, чем прототип, и практически полностью(до степени отверждения 95 — 98 ) отверждается за 4 ч при

160 С (прототип достигает этих параметров за 16 ч при 160 С). Опрессованный из препрега материал обладает высокой адгезией к меди и высокой деформационной теплостойкостью, обеспечивает сохранение значительной части межслойной прочности материала при повышенных температурах и его хорошую монолитность, Введение термопластичного полимера из вышеуказанной группы полимеров позволяет снизить липкость преп рега Осл. и повысить адгезию прессованного из него материала к меди, причем наиболее эффективно (фиг. 1) при содержании полимера в препрег не менее 0,35 мас., при содержании полимера бол е 0,7 мас, изменение

î . и o ïðàêòè÷åñêè прекращается. Поэтому

1807059 оптимальное содержание полимера в препреге составляет 0,35 — 0,7 мас.7,.

Применение в качестве эпоксидной смолы смеси эпоксидной диановой и эпоксидной смолы на основе полифенола позволяет значительно повысить деформационную теплостойкость прессованного материала, сохранив при этом эластичность препрега. В зависимости от содержания в

Смеси смол диановой смолы изменяется адгезия к меди. гт. деформационная теплостойкость Т и степень отверждения Сп прессованного из препрега материала (фиг, 2). Адгезия наиболее интенсивно увеличивается до содержания диановой смолы

20 мас. /, затем при медленном росте достигает максимума при 50 -ном содержании. В то же время теплостойкость снижается до приемлемых значений при содержании диановой смолы до 35 мас.%, а при дальнейшем его увеличении начинается резкое увеличение скорости снижения теплостойкости. Поэтому оптимальное содержание в смеси смол диановой смолы составляет 20-35 мас./. что соответствует соотношению диановой смолы и эпоксидной смолы на основе полифенола 1:1,85-4, Деформационная теплостойкость Т прессованного из предлагаемого препрега полупроводящего стеклопластика резко падает при количестве отвердителя УП605/4Р, составляющем менее 2.5 и более

4,2 на 100 мас.ч. смеси зпоксидных смол (фиг, 3). Таким образом, оптимум содержания отвердителя в препреге соответствует количеству 0,75-1,25 мас. /,.

Препрег изготавливали следующим образом.

Из эпоксидных смол в смеси растворителей ацетон:этиловый спирт -- 1:1 изготавливали раствор, куда добавляли в соответствии с рецептурой 50,-ный раствор в диэтиленгликоле комплекса BF3 с моноэтаноламином и раствор в небольшой части растворителя термопластичного полимера. В полученный лак добавляли расчетное количество липотона и сажи и тщательно перетирали в дисковой краскотерке полученную эмаль. Готовой эмалью пропитывали стеклоткань на горизонтальной пропиточной машине при скорости пропитки 0,5 — 1 мlмин и температуре сушки

110-130 С. Готовый препрег наматывали в рулон и при необходимости нарезали «а ролики требуемой ширины, Из полученных препрегов прессовали полупроводящий стеклопластик по режиму:

Температура, С 160+5

Удепьное давление, МПа 3

Время прессования. ч 5

Пример 1. В смеситель загружают

29,5 кг этилового спирта и 26.5 кг ацетона.

15,1 кг смолы ЭТФ разогревают до температуры 130"Ñ, постепенно при включенной мешалке загружают ее в смеситель с растворителями и растворяют при перемешивании в течение 12 ч. 5,40 кг смолы ЭД-16 разогревают до 60" С, вводят в смеситель с раствором смолы ЭТФ и растворяют при перемешивании в течение 4 ч. В отдельную емкость загружают 0,35 кг сополимера САН, заливают 3 кг ацетона и выдерживают при периодическом перемешивании до полного растворения Затем вливают в зту емкость

0,75 Kl отвердителя УП-605/4Р, тщательно перемешивают до однородности и полученный раствор при перемешивании вливают в смеситель с растворенными смолами. Полученный лак сливают, добавляют в него 8.2 кг сажи ПМ-15 и 11.2 кг липотона, все тщательно перетираюг в дисковой краскотерке.

Получают эмаль черного цвета с вязкостью по ВЗ-4 при 20"С 19 с и содержанием сухого остатка около 40/. Этой эмалью на горизонтальной пропиточной машине пропитывают стеклоткань марки ЭЗ-62. Сушку препрега в камере машины проводят при температуре 120+10"С в течение 8 мин.

Получают препрег с содержанием связующего 52,09 / и стеклоткани 47.91 Я,. который наматывают в рулон при приемной оправке, При необходимости наложения полупроводящего покрытия на стержень обмотки, рулон нарезают на ролики шириной 25 мм.

Для испытания полупроводящего стеклопластика его прессуют из препрега при температуре 160"С, давлении 3 МПа и выдержке в прессе при этой температуре в течение 5 ч.

Пример ы 2 — 8. По технологии, описанной в примере 1, готовят эмали в соответствии с их рецептурой, приведенной в табл. 2. Получают эмали черного цвета с вязкостью по ВЗ-4 17-21 с и содержанием сухого ос-.àòêà 30 — 53О/,. Пропитывая этими эмалями по описанной в примере 1 технологии стеклоткань ЭЗ вЂ” 62, получают препреги, различающиеся содержанием компонентов. Из этих препрегов по вышеописанной технологии и режиму прессуют полупроводящий стеклопластик для испытаний.

Препреги по примерам 1-6 обладают высокой технологичностью, эластичны при комнатной температуре и сохраняют эластичность в течение длительного срока хра нения.. Стеклопластик из препрегов имеет высокую деформационную теплостойкость, что обеспечивает сохранение значительной части межслойной прочности при повышен1807059 ных температурах и хорошую монолитность.

Препрег по примеру 7 (при содержании компонентов ниже минимальных значений, укаэанных в формуле), имеет повышенную прочность слипания, слипается в рулоне (роликах) и после нескольких суток хранения размотать его очень сложно.

Препрег по примеру 8 (при содержании компонентов выше максимальных значений, указанных в формуле), имеет укороченный срок хранения и после шестимесячного хранения становится совершенно нетехнологичен, т.к. ломается на сгибах при наложении на стержень. Кроме того, большое содержание Связующего в препреге приводит к получению стеклопластика с малым содержанием стеклоткани и невысокой абсолютной механической прочнрстью, Использование препрега на связующем повышенной теплостойкости в качестве внутренней полупроводящей оболочки на токоведущей части стержня обеспечивает улучшение адгезии изоляции к стержню и повышение устойчивости изоляции к внешним механическим воздействиям.

Увеличение срока хранения материала при комнатной температуре, обусловленное применением отвердителя латентного типа гарантирует сохранение стабильных технологических свойств препрега и возможность его наложения без разогрева в течение б — 7 мес.

Экономический. эффект от использования препрега может быть достигнут за счет уменьшения отбраковки препрега из-за повышения допустимого срока хранения, исключения предварительного нагрева перед нанесением, Кроме того, исключается брак изолированных стержней, связанный с частичным отслоением изоляции от токоведущей части в процессе изготовления, ®ормула изобретения

14.15- 23,4

Препрег на основе стеклоткани и связующего, включающего эпоксидную смолу, от5 вердитель, сажу и литопон. о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью улучшения технологичности и повышения теплостойкости стеклопластика на его основе, связующее содержит в качестве эпоксидной смолы

10 смесь эпоксидной диановой смолы и эпоксидной смолы на основе полифенола, взятых в соотношении 1:1,85-4, в качестве отвердителя — комплекс трехфтористого бора с моноэтаноламином в виде 50 /-ного

15 раствора в диэтиленгликоле и дополнительно содержит термопластичный полимер, выбранный из группы, содержащей поливинилацеталь, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом и сополимер сти20 рола с акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком при следующем соотношении компонентов, мас. /,:

Эпоксидная диановая смола 5.85-7,65

25 Эпоксидная смола на основе полифенола

Комплекса трехфтористого бора с моноэтаноламином в виде 50 -но30 го раствора в диэтиленгли коле 0,75-1,25

Сажа 8.2-12,5

Литопон 11,7-17,8

Термопластичный поли35 мер, выбранный из группы, содержащей поливинилацеталь, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом и сополимер

40 стирола с акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком 0,35-0,7

Стеклоткань Остальное

1807059

I Е а х о о о

Z LAaD а 34Ъ с

Е I I

X I S

z <3 î s О о ее с о до

zzvzсх сЧ

С 4 о

СЧ л м сч сч л с 4

СО

>.О

Ю

>О л

"О

I 1

1 Э

I 1о

1 !С

43 Х X

z < az з кю3п е<- е е е ао с о m a c>3 с!

LA

ОЪ

CA

П

ОЪ

1»

LA

ОЪ

Г

-П

ОЪ ссъ м

ЪСЪ О

ОЪ О Ъ

I

1

J

I

I ! (х

zI-eхs оviz те

aOL3s ес;

ССЪ

ОЪ

Ъ>Ъ

СЧ

<4Ъ

СЧ Ю (4Ъ 34 Ъ

ОЪ

ССЪ с 4

П

LA м оъ! а о е

I

m o есх

ar co

Е Z Э I1- и

ССЪ л оъ

СО

1 с

8е, Э X х э

Б 1

X l

v е х

n. cQ cQ

<- т!о х е

ЪО

X с

1 о о

С 3Э э е

1 о и

С 1

Э

CD Е

1

I .П

v о

1 Z ! У

1 Z

I Iо

1 П<

1 (С 3

1 е а

z o

О 3- Е

Э z! е

s у Е х ео

e vLA

<О Х

s ассь

zo x ах

s e э

aI-s сох

\s о х е

<- a е л

z 1CO о а х е

s3 а е

C 1I се 1 о о

x v

V D: о z о <- х

m z ur

CQ

Е о с а о

Е IX Э

z . о" с а и

Э Ix e 3

1

Л э <-а о ее о

С !" П< Э

» Э CQ CQ а с а Ф

<"

Э

П<

33

Э> (L

3- O

1 I» о уе

33 (D3 э со за

С Д (- 3 О е 1

z s о с с о л а п< а Y

1 о е

Х Е

1 33

Э е а

Ф

CQ с а

s o

С 3о е

I (1

1 !

CC

z и

s .

3.

СЧ

ОЪ

Ю

СО

С 4 л о л

Ю

С:3

СЧ з е с e - ° соР о

И <О СО

ССЪ

LA

\ (LA

CO l

1 о

1 3 о

I cO

I СП о о е о с

1 Е Е

a z

c a

1 CU

1 е 3I Ф ID

1 <- Е о

1 >$ о

1 П<

1 С 3 1

I

I

I

l !

1 1 Y (e I X

3 1 Ie (u

a l а

1 Э I Е а

C I Y

1 Е е о.

П< I CD х о

1 >х 1

< о(ае

I >3 I e

1 (a

I 1 CD

1 I з е.п

s

u (e ь о

I a IЭ I 1

Е I 1 .П CD с(е<-с

z1 ous аос

О< CZV

I е а 1

n.st- s

xrvnz оеео

uz ac< еое I с е * o - оееах 441 о ax acnLA

СОХZССЧЛI

1

43

1 Y Х

I Э 1, cD

1- о х

vс(л с> -П сп

LA 1 ъ33 о

»

СО м

LA

Ъ(3

34Ъ ЪО м

"О

-П

1 ( о

1- х х о ! с с

I О

СЧ

-П м -П

N м л

СО

> м

° >

П

О Ъ

СЧ

О Ъ

СЧ LA СО

СО

N О

CL3 >»

1

1

1 (I >ХЭ

l Z

1- а

< v e

e z с х с с о о

I Z а

1 Э

33-

1 1 4> 4>

1 X

1 m п< Е е с ссах о х81П

LA

l

t 1

I 1 X х 3- и с о о е с ас о е оа е

z а а 1-х

Y X cf. е хо 4Р

-т

СЪ

1

1 !

I

I,

LA Ъ

I

1 I

I Э ! I" о

1 X с с с а О м о л о (1 I .П LA е lъо

m 1- I o ! 1- S 43 . о ч»л>

I

1 О Ъ

1» о.

Ln л 3<Ъ л о сч

» ь

С 4

СО ъО

° C о о

С 4

LA

С" Ъ (.

С3

1 1

I (1 I ! е <

I. С 1

gC о

I 1

1 а 1

I CO 1

1 Х I.

I. CC.t х: (v

I Х.<

<.О< (< l

1 C>I l

1 . I1

LA со

ОЪ

I I о <,м

C I

Э I I

met c= ос!» хо! о r

oe l е(е е x (<С (С>3

I.

1 I

1

1

1 ОЪ

<

< !

1 м

I СО с

l >n (6

О (.3 о

IA

> О м

< СЧ ъо

» м

1 м

LA (Ч о

CD с

СЧ, 1.

1 о о

cQ IL 1 .>" CO С:Е а Ф с>3 с

1 X !

1 ! о

I I . <.О са

l (Ъ

LA СЧ LA

ЪО М CZC

В, » °

Ч< 3<Ъ

CO

° О

% л, О\ 34\

<СЪ

° » с \О 34Ъ

ОО с (В с х< л

1

1

l

I (1

1 ! !

1

I

I !

l !

1 !

1 !

1

I

1

1 !

1

1

l

I с<П о

I Е

1 (»

I П<

1 Е

I n. с

1 Е

1 а

1 C

1 (D

1 Е, b (1

I

1 t 1 >х

Е S X!A е с

3((, хu( е»оеех о а<- хс м

-П.

СЧ СО м

СО Л

> (I I 1 l

LA

LA IN ОЪ

» > о о CC

1807059

Таблица 2

NN и име ов

Содержание компонентов в эмали, мас.

6,0

11,0

4,5

17,8

4,85

15,2

Смола ЭД-16

Смола ЭТФ

Смола УП вЂ” 643

Отвердитель

УП вЂ” 605/4Р

Полистирол

Сополимер стирола с акрилонитрилом САН

Поливинил формаль этилоль (винифлекс)

Сажа (углерод технический МП-15)

Литопон

Спирт этиловый

А етон

5,4

15,1

5,95

17,7

6,3

19,7

4,3

10,5

5,0

10,5

11,8

0,8.

0,6

0,25

0,75

0,9

0,55

0,95

0,45

0,65

1,15

0,25

0,35

0,45

0.7

0,15

0,45

6,6

10,5

32,5

32,5

6,9

10, 25

32,5

32,5

8,3

9;0

29,5

29,5

9,6

10,3

29,5

29,5

8,2

11,2

29,5

29,5

9,3

13,6

26,0

26,0

6,0

8,6

10,55

14,6

23,5

23,5

Составитель В.Чистякова

Редактор Т.Никольская Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Проиаеодстееино-иадатепьский комбинат "Патент". г. Ужгород. уа.Гагарина, 101

Заказ 1360 Тираж Подписное

ЧНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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