Полевой прибор для техники автоматизации и способ его изготовления
Полевой прибор для технологии автоматизации содержит измерительный датчик для определения измерительного сигнала и измерительный преобразователь для выдачи полученной с использованием измеряемого сигнала физической величины среды в ёмкости и/или трубе, и/или полученного на основе измеряемого сигнала свойства материала среды, причем полевой прибор содержит, по меньшей мере, один корпус для измерительного датчика и/или измерительного преобразователя, в котором расположены электронные компоненты измерительного датчика и/или измерительного преобразователя, отличающийся тем, что указанные электронные компоненты заделаны в эпоксидно-полимерную пену, являющуюся продуктом реакции самовспенивающегося заливочного компаунда, содержащего, по меньшей мере, следующие компоненты: диглицедилэфирную смолу в количестве от 25 до 75 % мас.; по меньшей мере одну аминсодержащую систему отверждения, включающую основание Манниха, по меньшей мере один пенообразователь, и способ изготовления полевого прибора для технологии автоматизации. Технический результат - создание полевого прибора и способа его изготовления, где указанный полевой прибор пригоден для применения в широком диапазоне температур и характеризуется низкой частотой отказов под действием температурных изменений. 2 н. и 9 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к полевому прибору для технологии автоматизации согласно родовому понятию пункта 1 формулы изобретения, а также к способу его изготовления.
По разным причинам в полевых приборах применяются заливочные компаунды (массы). В DE 10 2007 058 608 А1 раскрыт полевой прибор с массой для заделки, содержащей сферические, заполненные газом полые тела, обеспечивающие взрывобезопасность.
Вследствие широкой сферы их применения полевые приборы могут подвергаться особенно резким температурным колебаниям. Это вызывает расширение и сжатие материала внутри корпуса, что может привести к погрешностям измерения или, в экстремальном случае, к выходу из строя электронных компонентов.
С учетом этого уровня техники, задачей настоящего изобретения является создание полевого прибора и способа его изготовления, где указанный полевой прибор пригоден для применения в широком диапазоне температур и характеризуется низкой частотой отказов под действием температурных изменений.
Указанная задача решается в изобретении посредством полевого прибора, определенного в пункте 1 формулы изобретения, и способа, определенного в пункте 11 формулы изобретения.
Полевой прибор по изобретению для технологии автоматизации содержит датчик для определения измеряемого сигнала и измерительный преобразователь для выдачи полученной с использованием измеряемого сигнала физической величины среды в емкости и/или трубе, и/или полученного на основе измеряемого сигнала свойства материала среды.
Датчиком может служить, например, в случае применения магнитно-индуктивного измерения потока, устройство из магнитной системы и расположенных по периметру измерительной трубы измерительных электродов. Измерительным сигналом служит напряжение, снимаемое с измерительных электродов.
На основе этого напряжения измерительный преобразователь может определять поток или скорость протекания среды через измерительную трубу. В таком случае это и есть упомянутая выше физическая величина. У других полевых приборов физической величиной может, например, являться уровень заполнения емкости средой или давление среды или ее температура.
В отношении свойства вещества среды речь может идти, например, о теплопроводности, электропроводности, вязкости, показателе рН или, при необходимости, об отдельных компонентах среды.
Полевой прибор включает по меньшей мере один корпус измерительного датчика и/или измерительного преобразователя. Т.е. корпус может быть предназначен для измерительного датчика, измерительного преобразователя или для них обоих. Так, например, известны компактные термометры или магнитно-индуктивные измерители потока, у которых как измерительный преобразователь, так и температурный датчик размещены в одном корпусе. Однако чаще измерительные преобразователи и измерительные датчики располагаются отдельно друг от друга. Так, например, разделение может достигаться посредством шейки датчика.
В упомянутом выше корпусе обычно располагаются электронные компоненты, которые могут быть предназначены для измерительного датчика и/или измерительного преобразователя.
Такими электронными компонентами могут быть, например, платы и расположенные на них элементы, планарные катушки, обычные катушки, резисторы, в частности измерительные резисторы, кабели и т.п.
Описанные выше типовые полевые приборы известны, например, в области техники для измерения потока. Однако обычно такие полевые приборы калибруются при различных температурах и на практике применяются в совершенно разных температурных условиях.
В целях снижения обусловленных температурой напряжений в материале электронные компоненты по изобретению заделываются в эпоксидно-полимерную пену, представляющую собой продукт реакции самовспенивающегося заливочного компаунда, в частности текучего самовспенивающегося заливочного компаунда, содержащего, по меньшей мере, следующие компоненты:
а) диглицидилэфирная смола в количестве 25-75 % мас.;
б) по меньшей мере одна амин-содержащая система отверждения, включающая основание Манниха;
в) по меньшей мере один пенообразователь.
Самовспенивающийся заливочный компаунд может быть приготовлен, например, непосредственно перед заделкой в него электронных компонентов. Самовспенивание означает, что заливочный компаунд сам по себе образует полимерную пену.
Эпоксидно-полимерная пена, полученная из приведенного выше самовспенивающегося заливочного компаунда, обладает особенно оптимальной сжимаемостью. Кроме того, выемки в монтажном пространстве корпуса также заполняются пеной. В целом, в особенно предпочтительном случае можно заполнить пеной весь свободный объем корпуса. Однако в таком случае предпочтительно речь идет не о чисто поверхностном нанесении пены на отдельные электронные компоненты, а о таком заполнении, которое проводится по всей ширине корпуса. В результате достигается особенно оптимальное и изолирующее закрепление электронных компонентов. Предпочтительно полимерная пена заполняет по меньшей мере 50 объемных % корпуса, особо предпочтительно - весь корпус.
Благодаря применению указанной выше специальной эпоксидно-полимерной пены для заделки электронных компонентов существенно снижаются обусловленные температурой напряжения в материале при температурах, характерных для полевых приборов, используемых в технологии автоматизации. Кроме того, эпоксидно-полимерная пена характеризуется высокой стабильностью, благодаря чему электронные компоненты не смещаются. В дополнение к этому, усилие воздействия пены на электронные компоненты является незначительным, вследствие чего не происходит их повреждения при вызванных температурой напряжениях.
Оптимальные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Любая эпоксидно-полимерная пена, получаемая с использованием приведенных выше компонентов, может найти применение в рамках настоящего изобретения.
Тем не менее компоненты заливочного компаунда, в большинстве случаев, не полностью расходуются во время вспенивания. Поэтому компоненты заливочного компаунда могут быть обнаружены и в эпоксидно-полимерной пене. Каждый из компонентов а)-в) эпоксидно-полимерной пены предпочтительно содержится в остаточном количестве более, чем по меньшей мере 100 ч./млн., предпочтительно по меньшей мере 500 ч./млн.
Диглицидилэфирной смолой предпочтительно может быть диглицидилэфирная смола бисфенола А и/или бисфенола F.
Пенообразователем может предпочтительно быть полиметилгидросилоксан, предпочтительно содержащийся в заливочном компаунде в количестве до 5 % мас. Этот пенообразователь может выделять СО2 при комбинировании с амином и/или спиртом. Данный амин или спирт может обеспечиваться, например, отвердителем.
Предпочтительно, чтобы основание Манниха являлось продуктом реакции пара-формальдегида с 4-трет-бутилфенолом и/или продуктом реакции 4,4'-изопропилидендифенола с 1,3-фенилендиметанамином, предпочтительно содержащимся в заливочном компаунде в количестве до 15 % мас. Оба эти продукта реакции обеспечивают оптимальное время гелеобразования, обеспечивающее вспенивание. Они позволяют получать оптимальный размер пор пены, предпочтительно составляющий от 0,1 до 0,5 мм (анализ изображений), и/или заданную консистенцию пены при предпочтительной твердости по Шору D 65-75 (согласно стандарту ISO 868).
Заливочный компаунд может дополнительно содержать в качестве дополнительного компонента:
г) реакционноспособный разбавитель, который предпочтительно содержит алифатический диглициловый простой эфир общей структурной формулы:
где R означает бутил или гексил. Благодаря этому может обеспечиваться оптимальная вязкость или текучесть пены.
Кроме того, заливочный компаунд может содержать в качестве дополнительного компонента:
д) не поддерживающий горение и/или стабилизирующий пену наполнитель.
Такой компонент может содержать, например, оксид алюминия и/или гидроксид алюминия в качестве не поддерживающего горение компонента, в то время как применение диоксида кремния и/или карбоната кальция обеспечивает, скорее, стабилизирующие пену свойства.
Также предпочтительно заливочный компаунд может содержать в качестве дополнительного компонента:
е) диспергирующую добавку для стабилизации наполнителя в заливочном компаунде.
Заливочный компаунд, в частности система отверждения, может предпочтительно содержать один или несколько из следующих дополнительных компонентов:
ж1) одну или несколько кислот жирного ряда, предпочтительно с длиной цепочки более 18 атомов углерода, особо предпочтительны ненасыщенные кислоты жирного ряда с длиной цепочки более 18 атомов углерода, в частности в виде димеров и/или олигомеров;
ж2) один или несколько продуктов реакции жирных кислот таллового масла с полиаминами, предпочтительно с ТЕТА (триэтилентетрамин) и/или ТЕРА (тетраэтиленпентамин);
ж3) один или несколько полимеров, полученных в результате реакции 4,4'-изопропилидендифенола и/или 4,4'-метиленбисфенола с продуктом реакции 1-хлор-2,3-эпоксипропана и 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексана и/или с продуктом реакции 1-хлор-2,3-эпоксипропана и триметилгексан-1,6-диамина;
ж4) триметилгексан-1,6-диамин; 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексан и/или 1,3-фенилендиметанамин;
ж5) ароматический спирт, предпочтительно 4,4'-изопропилидендифенол, бензиловый спирт, салициловая кислота, 4-трет-бутилфенол и/или фенол;
и/или
ж6) жидкость, полученная из кожуры орехов кешью.
Предпочтительно наполнители могут иметь две разные зернистости, а именно первую зернистость от 0,3 до 2,5 мкм и вторую зернистость от 15 до 25 мкм (определяется прибором для лазерной дифракции Mastersize 3000 от Malvern), причем отношение между наполнителями первой зернистости и наполнителями второй зернистости составляет от 1:3 до 2:3. Наполнители с большей зернистостью дополнительно стабилизируют пену, а наполнители с меньшей зернистостью препятствуют выпадению в осадок наполнителей с большей зернистостью.
Способ изготовления полевого прибора для технологии автоматизации согласно любому из предыдущих пунктов формулы изобретения включает следующие этапы:
а) размещение электронных компонентов и, при необходимости, других элементов полевого прибора внутри корпуса измерительного датчика и/или измерительного преобразователя. При этом, другие элементы могут быть неэлектронными, например механическими;
б) подачу самовспенивающегося заливочного компаунда, в частности текучего самовспенивающегося заливочного компаунда, в корпус для электроники с образованием эпоксидно-полимерной пены, и
в) закрытие, в частности герметичное, корпуса по истечении времени реакции для вспенивания и отверждения эпоксидно-полимерной пены и получение готового к применению полевого прибора.
Такое изготовление может включать в себя также, например, запись программного обеспечения в полевой прибор и программирование.
Ниже предмет изобретения более подробно поясняется с помощью конкретного примера осуществления.
В технологии автоматизации, в частности в технологии автоматизации технологических процессов, широко применяются полевые приборы, служащие для регистрации переменных величин процесса и/или воздействия на эти переменные величины. Для регистрации переменных процесса служат датчики, встроенные, например, в приборы для измерения уровня заполнения, приборы для измерения потока, приборы для измерения давления и температуры, приборы для измерения рН и восстановительно-окислительного потенциала, приборы для измерения проводимости и т.д., которые регистрируют соответствующие технологические переменные, такие как уровень заполнения, поток, давление, температура, показатель рН и проводимость. Для воздействия на переменные процесса служат исполнительные элементы, например клапаны или насосы, посредством которых может регулироваться поток жидкости на участке трубопровода или уровень заполнения в емкости. Полевыми приборами называют, в принципе, все приборы, которые применяются вблизи от технологического процесса и которые обеспечивают или обрабатывают информацию об этом процессе. В связи с настоящим изобретением, под полевыми приборами понимаются также дистанционные приборы удаленного ввода/вывода (Remote I/O), радиоадаптеры и общие электронные компоненты, расположенные на полевом уровне. Множество таких полевых приборов выпускается и продается фирмой Endress+Hauser.
При этом, полевой прибор в частности выбирают из группы, состоящей из приборов для измерения потока, приборов для измерения уровня заполнения, приборов для измерения давления, приборов для измерения температуры, приборов для измерения предельного уровня и/или аналитических измерительных приборов.
Приборами для измерения потока являются, в частности, расходомеры Кориолиса, ультразвуковые расходомеры, вихревые, тепловые и/или магнитно-индуктивные расходомеры.
Приборами для измерения уровня заполнения являются, в частности, микроволновые уровнемеры, ультразвуковые уровнемеры, динамические рефлекторные уровнемеры (TDR: динамический рефлектометр), радиометрические уровнемеры, емкостные уровнемеры, индуктивные уровнемеры и/или чувствительные к температуре уровнемеры.
Приборами для измерения давления являются приборы измерения абсолютного, относительного или дифференциального давления.
Приборами для измерения температуры являются, в частности, измерительные приборы с термоэлементами и зависимыми от температуры резисторами.
Приборами для измерения предельного заполнения являются, в частности, ультразвуковые и/или емкостные приборы измерения предельного заполнения.
Аналитическими измерительными приборами являются, в частности, датчики рН, датчики проводимости, кислородные датчики и датчики активного кислорода, (спектро)-фотометрические датчики и/или ионоселективные электроды.
Обычно в случае перечисленных выше полевых приборов проводят различие между измерительными датчиками и измерительными преобразователями. Эти узлы могут устанавливаться на расстоянии друг от друга и могут быть связаны друг с другом так называемой шейкой датчика. В числе прочего, это служит для теплового разъединения измерительного преобразователя и места измерения. Правда, известны также полевые приборы, в которых измерительный датчик и измерительный преобразователь объединены в виде компактной конструкции в одном корпусе.
Как измерительный датчик, так и измерительный преобразователь содержат электронные компоненты. Типичные электронные компоненты измерительного датчика могут быть связаны с сенсорными компонентами и представлять собой, например, катушки магнитной системы, измерительный резистор для определения температуры среды, ультразвуковой преобразователь биморфного привода и/или ему подобный. Электронными компонентами измерительного преобразователя могут быть, например, усилительные элементы измерения, узлы памяти данных, центральный процессор (CPU), и вычислительные устройства и/или им подобные.
Электронные компоненты располагаются внутри корпуса измерительного датчика и/или измерительного преобразователя и заделаны в пену.
При закреплении электронных компонентов в корпусе полевого прибора посредством эпоксидно-полимерной пены требуется соблюдение определенных условий.
Определяющим свойством эпоксидно-полимерной пены является ее сжимаемость. Она необходима для отработки обусловленных колебаниями температуры напряжений в материале для защиты чувствительных электронных компонентов. Такие напряжения в материале могут приводить, в числе прочего, к погрешностям измерения, а в экстремальном случае - к выходу электронного компонента из строя.
При этом полевые приборы, подверженные изменениям температуры, нуждаются в чаще всего совершенно необходимой калибровке. Кроме того, полевой прибор для автоматизации технологического процесса может использоваться в очень разных условиях окружающей среды. Так, например, полевой прибор может использоваться как для измерения потока криогенных жидкостей, так и потока нагретых масляных смесей или паров.
В идеальном случае эпоксидно-полимерная пена должна обеспечить также тепловую изоляцию электронных компонентов от стенок охватывающего эти электронные компоненты корпуса полевого прибора.
Ниже более подробно поясняется исходный состав для приготовления эпоксидно-полимерной пены. Эпоксидно-полимерная пена изготавливается из самовспенивающегося заливочного компаунда.
Самовспенивающийся заливочный компаунд имеет в своей основе диглицидилэфирную смолу, предпочтительно диглицидилэфирную смолу бисфенола А и/или бисфенола F. Эта базовая смола содержится в реакционной смеси в количестве от 25 до 75 % мас. Следовательно, речь может идти предпочтительно об однокомпонентной базовой смоле, в которой протекает реакция.
Предпочтительная средняя молекулярная масса диглицидилэфирной смолы составляет более 500 г/моль, предпочтительно более 700 г/моль.
Предпочтительная вязкость диглицидилэфирной смолы согласно стандарту DIN 53019 составляет от 8 до 13 Па⋅с при 25°С.
Самовспенивающийся заливочный компаунд дополнительно содержит пенообразователь. Им предпочтительно является полиметилгидросилоксан. В заливочном компаунде пенообразователь, в частности полиметилгидросилоксан, может предпочтительно содержаться в количестве до 5 % мас. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения полиметилгидросилоксан содержится в заливочном компаунде в количестве от 0,3 до 2 % мас.
Обычно полиметилгидросилоксан используется в качестве гидрофобного агента. Однако в данном случае используется побочная реакция данного агента. Он реагирует с амином и/или со спиртом с образованием СО2. Этим амином может служить, например, амин, содержащийся в заливочном компаунде. Выгодным образом оказалось, что полиметилгидросилоксан при таком образовании СО2 обладает оптимальной скоростью выделения СО2.
Кроме того, дополнительным компонентом заливочного компаунда выступает система отверждения, содержащая по меньшей мере один амин и/или спирт. Такая система отверждения дополнительно содержит основание Манниха. Амин и/или спирт может предпочтительно вводиться в ходе предварительной реакции вместе с диглицидилэфирной смолой и другими оптимальными компонентами для последующей реакции. Затем добавляется основание Манниха, в результате чего образуется гель.
Неожиданно было установлено, что в результате добавления основания Манниха можно задать оптимальное время отверждения, так что образование геля начинается во время выделения пенообразователя, и отверждение эпоксидной массы происходит сразу после вспенивания.
Таким образом, полное отверждение заливочного компаунда с образованием эпоксидно-полимерной пены происходит в предпочтительном промежутке времени от около 0,4 до 2 часов, в частности от 0,5 до 1 часа. В целом, в результате использования основания Манниха в содержащей амин и/или спирт системе отверждения заливочному компаунду обеспечивается достаточное время для вспенивания.
При этом, заливочный компаунд не спадается и не расширяется слишком быстро, оставаясь достаточно вязким, вследствие чего пустоты внутри корпуса электронной части заполняются полимерной пеной, чего не происходит в случае многих других систем пен, например при использовании конструкционного пеноматериала.
Таким образом, благодаря применению описанной выше системы отверждения, может происходить контролируемый и неспешный подъем полимерной пены из заливочного компаунда без спадания системы. Самовспенивающийся заливочный компаунд может использоваться при комнатной температуре.
В качестве компонентов системы отверждения самовспенивающийся заливочный компаунд предпочтительно содержит по меньшей мере один или несколько из описанных ниже компонентов.
В качестве компонента системы отверждения может применяться одна или несколько кислот жирного ряда. Предпочтительные кислоты жирного ряда содержат цепочку длиной более 18 атомов углерода. Кислоты жирного ряда предпочтительно представляют собой ненасыщенные жирные кислоты. Предпочтительно кислотами жирного ряда выступают димеры и/или олигомеры. В качестве альтернативы или дополнительно к кислотам жирного ряда в качестве компонента системы отверждения может также использоваться один или несколько продуктов реакции жирных кислот таллового масла с полиаминами, в частности с ТЕТА и/или ТЕРА. Концентрация одной или нескольких кислот жирного ряда или названного выше продукта реакции и/или продуктов реакции в заливочном компаунде предпочтительно составляет до 15 % мас.
В качестве альтернативы или дополнительно в качестве компонента системы отверждения в самовспенивающемся заливочном компаунде может содержаться полимер, полученный из 4,4'-изопропилидендифенола и/или 4,4'-метиленбисфенола, введенных в реакцию с 1-хлор-2,3-эпоксипропаном, который вступает в реакцию с 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексаном и/или триметилгексан-1,6-диамином. Этот полимер может содержаться в заливочном компаунде в количестве до 15 % мас.
В качестве другого альтернативного или дополнительного компонента системы отверждения в заливочном компаунде может содержаться триметилгексан-1,6-диамин и/или 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексан и/или 1,3-фенилендиметанамин в количестве до 15 % мас.
В качестве альтернативного или необязательного компонента системы отверждения может содержаться продукт реакции пара-формальдегида с 4-трет-бутилфенолом и/или продукт реакции 4,4'-изопропилидендифенола с 1,3-фенилендиметанамином. Этот компонент может присутствовать в заливочном компаунде в количестве также до 15 % мас.
Кроме того, в качестве альтернативного или необязательного компонента системы отверждения в заливочном компаунде может содержаться по меньшей мере один ароматический спирт в количестве до 15 % мас. Такой ароматический спирт может быть предпочтительно выбран из группы, состоящей из 4,4'-изопропилидендифенола, бензилового спирта, салициловой кислоты, 4-трет-бутилфенола и/или фенола.
Кроме того, в альтернативном или необязательном варианте заливочный компаунд может содержать жидкость в количестве до 10 % мас., полученную из кожуры орехов кешью.
Помимо базовой смолы, системы отверждения и пенообразователя в самовспенивающемся заливочном компаунде могут содержаться и другие компоненты, дополнительно улучшающие свойства эпоксидно-полимерной пены.
Таким образом, заливочный компаунд может необязательно содержать один или несколько реакционноспособных разбавителей. Такой реакционноспособный разбавитель снижает вязкость заливочного компаунда, обеспечивая, таким образом, лучшее затекание заливочного компаунда в корпус и лучшую заделку и смачивание электронных компонентов и стенок корпуса. При этом, реакционноспособный разбавитель не следует путать с разбавителем, так как в большинстве случаев реакционноспособный разбавитель расходуется в заметно меньшем количестве для снижения вязкости заливочного компаунда до заданной целевой величины. В качестве реакционноспособного разбавителя для самовспенивающегося заливочного компаунда в рамках настоящего изобретения могут предпочтительно применяться алифатический диглициловый простой эфир или несколько алифатических диглициловых простых эфиров общей структурной формулы:
где R может означать бутил или гексил.
Самовспенивающийся заливочный компаунд может необязательно содержать наполнители. Эти наполнители предпочтительно предназначены для обеспечения огнестойкости и/или для дополнительной стабилизации пены и могут предпочтительно содержаться в заливочном компаунде в количестве до 70 % мас., особо предпочтительно от 50 до 70 % мас. Такие наполнители содержат одно или несколько из следующих соединений: диоксид кремния, карбонат кальция, гидроксид алюминия и/или оксид алюминия.
Согласно предпочтительному варианту осуществления в заливочном компаунде содержатся наполнители по меньшей мере двух разных зернистостей. Первая зернистость имеет, согласно измерению путем лазерной дифракции, D10 0,5 мкм, D50 1 мкм и D90 2,4 мкм. Наполнители с такой первой зернистостью содержатся согласно предпочтительному варианту осуществления в заливочном компаунде в количестве по меньшей мере до 10 % мас.
Вторая зернистость соответствует, согласно измерению путем лазерной дифракции, D10 3 мкм, D50 20 мкм и D90 50 мкм. Наполнители с такой зернистостью содержатся, согласно предпочтительному варианту осуществления, в заливочном компаунде в количестве по меньшей мере до 30 % мас.
Отношение наполнителя с первой зернистостью к наполнителю со второй зернистостью в заливочном компаунде лежит в диапазоне от 1:3 до 2:3.
Применение наполнителей с по меньшей мере двумя зернистостями дополнительно улучшает стабильность полимерной пены и снижает осаждение наполнителей с большей зернистостью.
Также в самовспенивающемся заливочном компаунде необязательно может применяться диспергирующая добавка, контролирующая флокуляцию наполнителей в заливочном компаунде. Подобные диспергирующие добавки предупреждают, в частности, осаждение и потерю наполнителей из заливочного компаунда. В качестве предпочтительной диспергирующей добавки может применяться один или несколько полимеров поликарбоновой кислоты. При этом рекомендуемая концентрация диспергирующей добавки предпочтительно составляет 5 % мас. или менее.
Ниже приводится конкретный пример осуществления, в котором в рамках настоящего изобретения самовспенивающийся заливочный компаунд подается в корпус измерительного датчика и/или измерительного преобразователя и отверждается с образованием эпоксидно-полимерной пены, заделывая находящиеся в корпусе электронные компоненты.
Ниже приводится пример конкретного заливочного компаунда.
Заливочный компаунд 1 (всего 130 частей)
| Эпикотовая смола 169 | 40 |
| Модификатор Heloxy BD | 5 |
| BYK-P 105 | 2 |
| Bluesil WR 68 | 1 |
| Apyral 2E | 60 |
| Aradur HY 842 | 10 |
| D.E.H. 615 | 5 |
| Аддукт эпикотовой смолы 169 (40 мас. частей) и Vestamin TMD (100 мас. частей) | 7 |
При этом эпикотовая смола 169 является базовой диглицидиловой эфирной смолой;
модификатор Heloxy BD является алифатическим диглицидиловым простым эфиром в качестве реакционноспосбного разбавителя;
BYK-P 105 представляет собой полимер поликарбоновой кислоты в качестве диспергирующей добавки;
Bluesil WR 68 представляет собой полиметилгидросилоксан в качестве пенообразователя;
Apyral 2E представляет собой не поддерживающий горение наполнитель в виде гидроксида алюминия;
Aradur HY 842 представляет собой полиамидоаминовый отвердитель как часть системы отверждения;
D.E.H. 615 представляет собой основание Манниха как часть системы отверждения; и
продукт реакции эпикотовой смолы 169 (40 массовых частей) и Vestamin TMD (100 массовых частей) является частью системы отверждения.
Последний вводят в реакцию перед внесением добавки в заливочный компаунд, причем часть добавленного избыточного количества Vestamin TMD вступает в реакцию с базовой смолой. Большая часть Vestamin не реагирует с базовой смолой и присутствует в обнаруживаемых количествах после реакции образования эпоксидно-полимерной пены, так же, как и основание Манниха.
Самовспенивающийся заливочный компаунд готовят лишь непосредственно перед заливкой им электронных компонентов, предпочтительно менее чем за 5 минут, например менее чем за 3 минуты до заливки. Самовспенивающийся заливочный компаунд готовят, примешивая пенообразователь и/или отдельные отверждающие компоненты в диглицидилэфирную смолу. Происходит гелеобразование при одновременном вспенивании, и в течение, например, 40 минут корпус может быть заполнен эпоксидно-полимерной пеной. В случае использования полиметилгидросилоксана в качестве пенообразователя образование пены может предпочтительно происходить при нормальной температуре окружающей среды, составляющей от 20 до 40°С.
Согласно предпочтительному варианту осуществления заливочный компаунд содержит бисфенол, но не содержит других фенолов и/или их производных.
1. Полевой прибор для технологии автоматизации, содержащий измерительный датчик для определения измеряемого сигнала и измерительный преобразователь для выдачи полученной с использованием измеряемого сигнала физической величины среды в емкости и/или трубе, и/или полученного на основе измеряемого сигнала свойства материала среды, где указанный полевой прибор дополнительно содержит, по меньшей мере, один корпус для измерительного датчика и/или измерительного преобразователя, в котором расположены электронные компоненты измерительного датчика и/или измерительного преобразователя, отличающийся тем, что указанные электронные компоненты заделаны в эпоксидно-полимерную пену, являющуюся продуктом реакции самовспенивающегося заливочного компаунда, содержащего, по меньшей мере, следующие компоненты:
а) диглицедилэфирную смолу в количестве от 25 до 75 % мас.;
б) по меньшей мере одну амин-содержащую систему отверждения, включающую основание Манниха, и
в) по меньшей мере один пенообразователь.
2. Полевой прибор по п. 1, отличающийся тем, что каждый из компонентов а)-в) содержится в эпоксидно-полимерной пене в остаточном количестве более чем по меньшей мере 100 ч./млн., предпочтительно по меньшей мере 500 ч./млн.
3. Полевой прибор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что диглицидилэфирной смолой является диглицидилэфирная смола бисфенола А и/или бисфенола F.
4. Полевой прибор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пенообразователем является полиметилгидросилоксан, предпочтительно содержащийся в заливочном компаунде в количестве до 15 % мас.
5. Полевой прибор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что основанием Манниха является продукт реакции пара-формальдегида с 4-трет-бутилфенолом и/или продукт реакции 4,4'-изопропилидендифенола с 1,3- фенилендиметанамином, предпочтительно содержащийся в заливочном компаунде в количестве до 15 % мас.
6. Полевой прибор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что заливочный компаунд содержит в качестве дополнительного компонента:
г) реакционно-способный разбавитель, который предпочтительно содержит, по меньшей мере, алифатический диглициловый простой эфир общей структурной формулы:
где R означает бутил или гексил.
7. Полевой прибор по любому из предыдущих пунктов , отличающийся тем, что заливочный компаунд дополнительно содержит в качестве компонента:
д) не поддерживающий горение и/или стабилизирующий пену наполнитель, которым предпочтительно является оксид алюминия, гидроксид алюминия, диоксид кремния и/или карбонат кальция.
8. Полевой прибор по п. 7, отличающийся тем, что заливочный компаунд дополнительно содержит в качестве компонента:
е) диспергирующую добавку для стабилизации наполнителя в заливочном компаунде.
9. Полевой прибор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что заливочный компаунд, в частности система отверждения, содержит один или несколько следующих дополнительных компонентов:
ж1) одну или несколько кислот жирного ряда, предпочтительно с длиной цепочки более 18 атомов углерода, особенно предпочтительно ненасыщенных кислот жирного ряда с длиной цепочки более 18 атомов углерода, в частности в виде димеров и/или олигомеров;
ж2) один или несколько продуктов реакции жирных кислот таллового масла с полиаминами, предпочтительно с ТЕТА и/или ТЕРА;
ж3) один или несколько полимеров, полученных в результате реакции 4,4'-изопропилидендифенола и/или 4,4'-метиленбисфенола с продуктом реакции 1-хлор-2,3-эпоксипропана и 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексана и/или с продуктом реакции 1-хлор-2,3-эпоксипропана и триметилгексан-1,6-диамина;
ж4) триметилгексан-1,6-диамин; 3-аминометил-3,5,5-триметилциклогексан и/или 1,3-фенилендиметанамин;
ж5) ароматический спирт, предпочтительно 4,4'-изопропилидендифенол, бензиловый спирт, салициловая кислота, 4-трет-бутифенол и/или фенол;
и/или
ж6) жидкость, полученная из кожуры орехов кешью.
10. Полевой прибор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что наполнитель имеет две разных зернистости, при этом первая зернистость составляет от 0,3 до 2,5 мкм, а вторая - от 15 до 25 мкм, причем отношение между наполнителем первой зернистости и наполнителем второй зернистости составляет от 1:3 до 2:3.
11. Способ изготовления полевого прибора для технологии автоматизации по любому из предыдущих пунктов, включающий следующие этапы:
а) размещение электронных компонентов и, при необходимости, других элементов полевого прибора внутри корпуса измерительного датчика и/или измерительного преобразователя;
б) подачу текучего самовспенивающегося заливочного компаунда в корпус для электроники с образованием эпоксидно-полимерной пены,
в) закрытие, в частности герметичное, корпуса по истечении времени реакции для вспенивания и отверждения эпоксидно-полимерной пены и получение готового к применению полевого прибора.
