Электроизоляционная теплопроводящая композиция

 

Изобретение относится к электроизоляционным теплопроводящим композициям и может быть использовано в электротехнике, в частности, для создания прессованных изделий, например теплопроводящих электроизоляционных прокладок, которые применяются в высоковольтной силовой преобразовательной технике. Техническим результатом изобретения является повышение теплопроводности и электрической прочности композиции. Сущность изобретения состоит в том, что в композиции на основе эпоксиноволачного связующего и минеральных наполнителей из оксида алюминия и нитрида бора наполнители взяты в заданном гранулометрическом составе - на 100 мас.% крупных 150-165 мас.% мелких частиц. 1 з. п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизоляционным теплопроводящим композициям для создания прессованных изделий, например теплопроводящих электроизоляционных прокладок, которые могут быть использованы в высоковольтной силовой преобразовательной технике.

Известен электроизоляционный состав с теплопроводностью 4.2 Вт/(мград) на основе полиамидной смолы и неорганических наполнителей: нитрида бора и оксида алюминия, покрытых эпоксиноволачным блоксополимером [1]. Недостатком этого состава является относительно низкая теплопроводность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав [2] на основе эпоксидного связующего (состав 3, таблица), где в качестве наполнителя используется смесь оксида алюминия и нитрида бора, а электрическая прочность и теплопроводность составляют 18 кВ/мм и 4.3 Вт/(мград) соответственно.

Недостатками этого состава являются относительно низкие электрическая прочность и теплопроводность, не удовлетворяющие потребностям современной высоковольтной силовой преобразовательной техники.

Задача настоящего изобретения заключается в создании электроизоляционной теплопроводящей композиции с коэффициентом теплопроводности 8,5-9,0 Вт/(мград) и электрической прочностью 25 кВ/мм и решается в два этапа, результаты каждого из которых представляют самостоятельный технический интерес.

В частности, заданный уровень теплопроводности достигается тем, что минеральные наполнители, используемые в [1 и 2], взяты в определенном гранулометрическом соотношении: на 100 мас. % крупных (0,1-1,5 мм) приходится 150-165 мас.% мелких (0,0002-0,05 мм) частиц.

Указанный гранулометрический состав позволяет достичь такой упаковки частиц наполнителя в композиции, которая обеспечивает коэффициент теплопроводности 8,5-9,1 Вт/(мград). Количество наполнителя и его гранулометрический состав определен эмпирическим путем.

При этом композиция имеет состав, мас.%: Связующее: Эпоксиноволачная смола - 25-26 Латентный отвердитель - 0,6-0,7 Наполнитель: Нитрид бора (размер частиц 0,0002-0,005 мм) - 20-21 Оксид алюминия (размер частиц 0,1-1,5 мм) - 28-29 Оксид алюминия (размер частиц 0,005-0,05 мм) - Остальное Пример 1 Композиция готовится в следующей последовательности: наполнитель просеивается через сита для получения указанных размеров частиц и прокаливается при 650oС в течение 4 часов. Затем навески составных частей наполнителя: 20,5% нитрида бора (размер частиц 0,0002-0,005 мм), 28,9% оксида алюминия (размер частиц 0,1-1,5 мм) и 24,45% оксида алюминия (размер частиц 0,005-0,5 мм) вводятся в нагретое до 905oС связующее из 25,5% эпоксиноволачной смолы и 0,65% латентного отвердителя. Смешивание производится на вальцах, полученная композиция прессуется давлением 270-300 кг/см2 при температуре 1805oС и термообрабатывается. Данные о свойствах полученной композиции приведены в таблице.

Заданное значение электрической прочности при сохранении полученного уровня теплопроводности достигается тем, что на поверхностях частиц наполнителя указанного выше состава создается подложка, обеспечивающая высокую адгезию связующего в пристенном слое частиц наполнителя. Для этого наполнитель смешивается с промежуточным связующим и термообрабатывается.

Смесь имеет состав, мас.%:
Эпоксидиановая смола - 14,5-15,9;
Изометилтетрагидрофталевый ангидрид - 11,6-12,7;
Наполнитель - Остальное.

Далее готовится композиция на основе эпоксиноволачной смолы, латентного отвердителя и порошкообразного наполнителя, частицы которого покрыты подложкой.

Один из возможных вариантов состава предлагаемой композиции показан в примере 2. Технология приготовления композиции отличается от приведенной в примере 1 только наличием процесса создания подложки на поверхностях частиц наполнителя.

Пример 2
Наполнитель, частицы которого покрыты подложкой, состоящий из 20% нитрида бора (размер частиц 0,0002-0,005 мм), 28,4% оксида алюминия (размер частиц 0,1-1,5 мм) и 26% оксида алюминия (размер частиц 0,005-0,05 мм) смешивается со связующим из 25% эпоксиноволачной смолы и 0,6% латентного отвердителя. Данные о свойствах полученной композиции приведены в таблице.

Таким образом, использование наполнителей определенного грануломерического состава дает возможность получить теплопроводность композиции 8,5-9,1 Вт/(мград), а нанесение на поверхности частиц наполнителя подложки позволяет достичь электрической прочности композиции 25 кВ/мм при том же уровне теплопроводности.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 528616, кл. Н 01 В 3/02, опубл. 15.09.76.

2. Авторское свидетельство СССР 643978, кл. Н 01 В 3/40, опубл. 25.01.79.


Формула изобретения

1. Электроизоляционная теплопроводящая композиция, содержащая эпоксиноволачное связующее, оксид алюминия и нитрид бора в качестве минеральных наполнителей, отличающаяся тем, что оксид алюминия и нитрид бора введены в композицию с заданным гранулометрическим составом: на 100 мас.% крупных частиц размером 0,1-1,5 мм 150-165 мас.% мелких частиц размером 0,0002-0,05 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эпоксиноволачная смола - 25-26
Латентный отвердитель - 0,6-0,7
Нитрид бора с размером частиц 0,0002-0,005 мм - 20-21
Оксид алюминия с размером частиц 0,1-1,5 мм - 28-29
Оксид алюминия с размером частиц 0,005-0,05 мм - Остальное
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что на поверхностях частиц минеральных наполнителей создана подложка на основе эпоксидиановой смолы и изометилтетрагидрофталевого ангидрида при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эпоксидиановая смола - 14,5-15,9
Изометилтетрагидрофталевый ангидрид - 11,6-12,7
Минеральные наполнители - Остальноее

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к приборам, основанным на импульсном лазерном излучении, применяемым в терапии

Изобретение относится к электротехнике , точнее к термочувствительным материалам для датчиков

Изобретение относится к .электротехнике и может применяться в частности, для макетирования диэлектриков

Изобретение относится к материалу изоляционной ленты, к способу его изготовления и применения, в частности для изготовления электроизоляционной бумаги, такой как слюдяная бумага, которая содержится в теплопроводных изоляционных лентах, которые используются, например, в высоковольтной изоляции. Материал изоляционной ленты имеет армирование волокном посредством ткани, причем ячейки ткани заполнены - предпочтительно теплопроводным - композитом на основе частиц. Изобретение обеспечивает повышение теплопроводности волокнистого композита. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к кабелю, содержащему одну или более жилу, на которую нанесено покрытие, включающее по меньшей мере один слой (а) из материала на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), содержащего от 5 до 80 мас.% наполнителя, и по меньшей мере один слой (b) из материала на основе ПТФЭ, содержащего менее 8 мас.% наполнителя, и при этом слой (b) расположен снаружи слоя (а), а также изобретение относится к способу получения такого кабеля и к набору для изготовления такого кабеля, который может использоваться для сборки электрический цепи для авиационной промышленности. Технический результат – обеспечение кабеля, имеющего повышенное сопротивление высоким температурам и механическую прочность и/или улучшенную электрическую изоляцию, позволяющего в определенных условиях эффективно снижать эффект коронирования. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к электротехнической листовой стали с изоляционным покрытием с превосходными штампуемостью и адгезионными свойствами. Электротехническая листовая сталь с изоляционным покрытием содержит электротехническую листовую сталь и изоляционное покрытие, сформированное на электротехнической листовой стали. Изоляционное покрытие содержит Si и Fe. Масса Si в изоляционном покрытии в пересчете на SiO2 составляет от 50 до 99% от общей массы покрытия. Мольное отношение (Fe/Si) содержания Fe к содержанию Si в изоляционном покрытии составляет от 0,01 до 0,6. Изоляционное покрытие может содержать органическую смолу и/или смазку, причем в изоляционном покрытии отношение (С (органическая смола + смазка)/(Fe2O3 + SiO2)) массы в покрытии органической смолы и/или смазки в пересчете на С к сумме массы в покрытии Fe в пересчете на Fe2O3 и массы в покрытии Si в пересчете на SiO2 составляет от 0,05 до 0,8. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.

Изобретение относится к электроизоляционным теплопроводящим композициям и может быть использовано в электротехнике, в частности, для создания прессованных изделий, например теплопроводящих электроизоляционных прокладок, которые применяются в высоковольтной силовой преобразовательной технике

Наверх