Способ получения электроизоляционного компаунда
Владельцы патента RU 2247752:
Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ им. А.Н. Туполева) (RU)
Изобретение относится к способу получения электроизоляционного компаунда, который может быть использован для пропитки и заливки высоковольтных и низковольтных элементов электро- и радиоаппаратуры, трансформаторов, дросселей. Способ заключается в том, что при температуре 50-60°С перемешивают эпоксидиановую смолу молекулярной массы 1000-6000 с фосфоросодержащим модификатором, а затем добавляют стехиометрическое количество ароматического аминного отвердителя. В качестве фосфоросодержащего модификатора используют триглицидилфосфат или диглицидилфосфат или диглицидилметилфосфонат, в качестве отвердителя 4,4’-диаминодифенилметан или 4,4’-диаминодифенилсульфон или 4,4’-диаминодифенилоксид. Изобретение позволяет создать компаунд с пониженной вязкостью, повышенными электроизоляционными и электропрочностными свойствами, а также позволяет упростить способ приготовления композиции. 2 табл.
Изобретение относится к способу получения электроизоляционного самозатухающего эпоксидного компаунда, предназначенного для пропитки и заливки высоковольтных и низковольтных элементов электро- и радиоаппаратуры, трансформаторов, дросселей.
Известен способ получения электроизоляционного эпоксидного самозатухающего компаунда путем совмещения первого компонента, включающего 30-54 мас.ч. мелкодисперсного гидрата окиси алюминия, смешанного и тщательно перемешанного при 50°С с 15-25 мас.ч. продукта конденсации тетрабромдифенилолпропана с эпихлоргидрином, расплавленного при (90±10)°С, 35-45 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-16, 15-25 мас.ч. продукта конденсации дикарбонового олигодиэтиленгликольсебацината с эпоксидной диановой смолой и 15-25 мас.ч. продукта дегидрохлорирования эпихлоргидрина с водой, со стехиометрическим количеством второго компонента, включающего 35-55 мас.ч. изо-метилтетрагидрофталевого ангидрида и 0.05-0.25 мас.ч. 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенола [Пат. 2099368 США, МКИ6 С 08 L 63/02, Н 01 В 3/40. Способ получения электроизоляционного пропиточно-заливочного самозатухающего компаунда / В.М.Требенок, В.М.Фомина, Л.Г.Шкутова, Н.Р.Заваруева (РФ). - N 93009433/04; Заяв. 18.02.93; Опубл. 20.12.97; Бюл. N 35].
Недостатками данной композиции являются присутствие тетрабромдифенилолпропана, способного при температуре разложения выделять токсичные и коррозионноопасные бромсодержащие вещества (в том числе бромистый водород), большое число компонентов, сложность приготовления.
Известен модифицированный эпоксидный компаунд электроизоляционного назначения, получаемый совмещением и перемешиванием компонентов при следующем соотношении (мас.ч.): эпоксидная диановая смола ЭД-20 (100), отвердитель - низкомолекулярный полиамид марки ПО-300 (30), модификатор - дибутилфенилфосфат, содержащий полибутилметакрилат (30) [Пат. 2131895 РФ, МКИ6 С 08 L 63/02, 77/08, 33/12, С 09 К 3/10, С 08 К 5/521. Модифицированный эпоксидный компаунд электроизоляционного назначения / С.Е.Артеменко, Л.Г.Панова, Е.В.Мальцева, Ю.Б.Куликова, Г.Д.Бахшина, А.Б.Кочнов (РФ). - N 97120351/04; Заяв. 05.12.97; Опубл. 20.06.99]. Недостатком данного компаунда является использование нереакционноспособного модификатора, который в ходе эксплуатации может диффундировать и удаляться из состава покрытия, что приводит к ухудшению свойств. Кроме того, композиция имеет недостаточные электрическое сопротивление, электрическую прочность, огнестойкость, высокую потерю массы при горении, низкие прочностные характеристики.
Наиболее близким по технической сущности является эпоксидный заливочный компаунд [Пат. 2199561 РФ, МПК7 С 08 L 63/02, С 08 К 13/02, С 09 К 21/14. Эпоксидный заливочный компаунд / Н.А.Сергеева, Г.П.Марышева, В.В.Лазарева, Г.М.Стеклов, Т.К.Хорькова (РФ). - N 2000106223/04; Заяв. 13.03.2000; Опубл. 27.02.2003], получаемый смешением эпоксидной диановой смолы ЭД-20 молекулярной массы 390-430, разогретой до 60-80°С, с мелкодисперсной гидроокисью алюминия и расплавленным пентабромдифенилоксидом, последующим введением трихлорпропилфосфата и пеногасителя ПГКО-1001 и выдерживанием полученной смеси в течение 3-5 ч при 60-80°С в вакууме при перемешивании. В готовую основу вводят тетраэтоксисилан и Эпоксид С-1281, перемешивают, а затем вакуумируют при остаточном давлении 10-15 мм.рт.ст. при 60°С в течение 40-60 мин. В полученную смесь вводят расчетное количество расплавленной смеси изомеров диаминодифенилметана и отверждают.
Недостатками данной композиции являются присутствие хлор- и бромсодержащих соединений, способных при температуре разложения выделять токсичные и коррозионноопасные вещества (в том числе хлористый и бромистый водород), большое число компонентов, сложность и длительность приготовления, использование фосфорсодержащего нереакционноспособного модификатора, который в ходе эксплуатации может диффундировать и удаляться из состава покрытия, что приводит к ухудшению свойств. Кроме того, композиция имеет высокую вязкость, недостаточные электрическое сопротивление, электрическую прочность, огнестойкость.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение электрического сопротивления и прочности, огнестойкости компаунда, снижение вязкости композиции, упрощение способа приготовления композиции и ее состава, в том числе путем исключения хлор- и бромсодержащих соединений.
Технический результат достигается тем, что в способе получения электроизоляционного компаунда путем перемешивания при нагревании эпоксидиановой смолы и фосфорсодержащего модификатора с последующим добавлением стехиометрического количества ароматического аминного отвердителя, в качестве фосфорсодержащего модификатора используют фосфорсодержащий глицидиловый эфир, выбранный из группы триглицидилфосфат, диглицидилметилфосфат, диглицидилметилфосфонат, 100 мас. ч. которого смешивают при температуре 50-60°С с 45-55 мас.ч. эпоксидиановой смолы молекулярной массы 1000-6000, в качестве отвердителя используют 4,4'-диаминодифенилметан, или 4,4'-диаминодифенилсульфон, или 4,4'-диаминодифенилоксид.
В качестве эпоксидиановой смолы брали смолы Э-45 (Э.ч. 8%, MM 1070), Э-41 (Э.ч. 7.5%, MM 1150), Э-20 (Э.ч. 5.1%, MM 1680), Э-30 (Э.ч. 3.5%, MM 2460), Э-49П (Э.ч. 2.5%, MM 3740), Э-49 (Э.ч. 1.5%, MM 5730).
В качестве фосфорсодержащего глицидилового эфира брали: триглицидилфосфат (Э.ч. 48%), диглицидилметилфосфат (Э.ч. 38%), диглицидилметилфосфонат (Э.ч. 41%). Глицидиловые эфиры кислот фосфора (ГЭФ) представляют собой бесцветные прозрачные низковязкие жидкости, синтезируемые по методике [Ризположенский Н.И. Синтез и свойства глицидиловых эфиров некоторых кислот фосфора / Н.И.Ризположенский, М.А.Зверева, Л.В.Степашкина // В Сб.: Химия орган, соедин. фосфора. - Л.: Наука, 1967. -С.202-213.].
В качестве ароматических аминных отвердителей использовали 4,4'-диаминодифенилметан (ДАДФМ) (К 1.15), 4,4'-диаминодифенилсульфон (ДАДФС) (К 1.44), 4,4'-диаминодифенилоксид (ДАДФО) (К 1.16). Ароматические амины представляют собой твердые вещества с температурами плавления 93°С (ДАДФМ), 177°С (ДАДФС), 190°С (ДАДФО).
Композиции готовили следующим образом. К 100 мас.ч. ГЭФ при температуре 50-60°С добавляли 45-55 мас.ч. эпоксидиановой смолы и тщательно перемешивали. В полученную композицию перед употреблением при температуре 50-60°С вводили расчетное количество отвердителя и тщательно перемешивали до полного растворения. После заливки или пропитки композицию отверждали по ступенчатому температурно-временному режиму, зависящему от вида отвердителя: для ДАДФМ - 50°С-3 ч, 70°С-2 ч, 100°С-2 ч, 130°С-1 ч, 150°С-1 ч, 170°С-3 ч; для ДАДФС - 70°С-3 ч, 100°С-2 ч, 130°С-1 ч, 150°С-1 ч, 170°С-3 ч; для ДАДФО - 60°С-3 ч, 70°С-2 ч, 100°С-2 ч, 130°С-1 ч, 150°С-1 ч, 170°С-3 ч.
Составы и режимы отверждения по примерам приведены в табл. 1. Свойства компаундов приведены в табл. 2.
Из представленных в табл.2 данных видно, что предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обладает большими электрической прочностью и сопротивлением, огнестойкостью, более низкой вязкостью. В отличие от используемого в прототипе химически неактивного трихлорпропилфосфата предлагаемый фосфорсодержащий модификатор (ГЭФ) химически сшивается в сетку полимера, что предотвращает его диффузию. Кроме того, предлагаемый способ приготовления компаунда более прост и композиция не содержит хлор- и бромсодержащих соединений.
Способ получения электроизоляционного компаунда путем перемешивания при нагревании эпоксидиановой смолы и фосфорсодержащего модификатора с последующим добавлением стехиометрического количества ароматического аминного отвердителя, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего модификатора используют фосфорсодержащий глицидиловый эфир, выбранный из группы триглицидилфосфат, диглицидилметилфосфат, диглицидилметилфосфонат, 100 мас.ч. которого смешивают при температуре 50-60°С с 45-55 мас.ч. эпоксидиановой смолы молекулярной массы 1000-6000, в качестве отвердителя используют 4,4'-диаминодифенилметан, или 4,4'-диаминодифенилсульфон, или 4,4'-диаминодифенилоксид.
