Диэлектрическая композиция для композиционных полимерных материалов

Заявляемая диэлектрическая композиция относится к композиционным полимерным материалам и может применяться для создания радиопрозрачных изделий и покрытий приемо-передающих радиотехнических комплексов для авиакосмической, морской, сухопутной техники гражданского и специального назначения. Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение термостойкости, прочности и повышение диэлектрических характеристик композиции для композитных полимерных материалов. Поставленная задача решается за счет композиции, состоящей из эпоксидиановой смолы, полиэтиленполиамина, полиметилфенилсилоксана, оксида алюминия и керамических полых микросфер в следующих соотношениях, мас.ч.: эпоксидиановая смола 100, полиэтиленполиамин 10, полиметилфенилсилоксан 10-60, оксид алюминия 5-15, микросферы керамические полые 10-40. При содержании керамических полых микросфер в полимерной композиции менее 10 мас.ч. диэлектрические характеристики практически не изменяются. При содержании керамических полых микросфер в полимерной композиции более 40 мас.ч. происходит нарастание вязкости полимерной композиции, что существенно затрудняет равномерное распределение наполнителя по объему и, как следствие, приводит к ухудшению и нестабильности диэлектрических свойств изделий. 1 табл.

 

Заявляемая диэлектрическая композиция относится к композиционным полимерным материалам и может применяться для создания радиопрозрачных изделий и покрытий приемо-передающих радиотехнических комплексов для авиакосмической, морской, сухопутной техники гражданского и специального назначения.

Наиболее распространенными полимерными композициями, обладающими хорошими диэлектрическими свойства, являются композиции на основе полимерных связующих, наполненные полыми стеклянными микросферами. Введение микросфер способствует повышению электрической прочности и удельного объемного сопротивления композиций. Увеличение значений указанных характеристик за счет введения микросфер обусловлено тем, что полые микросферы способствуют уменьшению теплопроводности композиции, создают дискретную пространственную решетку, препятствующую распространению электрического разряда по объему полимерного материала.

В патенте RU №2185398 описан состав диэлектрической полимерной композиции на основе полипропилена, где в качестве наполнителей используются полые стеклянные микросферы и стекловолокно. Данная диэлектрическая полимерная композиция, получаемая методом литья под давлением, может использоваться для изготовления конструкционных электротехнический изделий.

Повышение электрической прочности и удельного объемного сопротивления данной полимерной композиции достигается за счет использования микросфер, а введение стекловолокна обеспечивает значительное повышение физико-механических показателей композиции, так как стекловолокно, как известно, является армирующим материалом.

Недостатком данной композиции является то, что введение наполнителей минерального происхождения значительно снижает текучесть полимерной композиции. Так как композицию предполагается перерабатывать методом литья под давлением, в данном случае использование стеклянных микросфер и стекловолокна нежелательно, вследствие резкого увеличения вязкости расплава и возникновения возможных проблем при переработке.

Известен композиционный диэлектрической материал (патент RU №2307432), содержащий в качестве связующего эпоксидную смолу, а в качестве наполнителей - полые стеклянные микросферы и двуокись титана. Данный композиционный диэлектрической материал предназначен для использования в радиотехнике и, в частности, в технике линзовых антенн и обладает заданной диэлектрической проницаемостью и плотностью, работоспособностью в условиях вибрационных нагрузок в интервале температур от -60 до +85°С. Использование эпоксидной смолы обеспечивает технологичность и смачивающую способность, высокую адгезионную и когезионную прочность, малую усадку при отверждении без выделения побочных продуктов, стабильность физико-механических и диэлектрических свойств и, соответственно, стабильность радиотехнических характеристик изделия.

Использование стеклянных полых микросфер и двуокиси титана обеспечивает получение композиционного диэлектрического материала с заданной диэлектрической проницаемостью и плотностью.

Недостатком данной композиции является невысокая термостойкость, что значительно уменьшает диапазон практического применения полимерных композиций данного состава и пониженная водостойкость, обусловленная использованием в данной композиции гидрофильного наполнителя двуокиси титана, что приводит к снижению диэлектрических характеристик изделий.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для термостойкой диэлектрической композиции (патент RU №2670840), содержащий в качестве связующего эпоксидиановую смолу, аминный отвердитель полиэтиленполиамин, полиметилфенилсилоксан, в качестве наполнителей - оксид алюминия и полые стеклянные микросферы. Данная композиция обладает стабильностью диэлектрических характеристик и физико-механических свойств. Недостатками данной композиции являются недостаточная термостойкость, прочность и невысокие диэлектрические свойства, обусловленные использованием в составе композиции полых стеклянных микросфер.

Техническими задачами, на решение которых направлено предполагаемое изобретение, являются повышение термостойкости, прочности и повышение диэлектрических характеристик композиции для композиционных полимерных материалов.

Поставленная задача решается за счет композиции, состоящей из эпоксидиановой смолы, полиэтиленполиамина, полиметилфенилсилоксана, оксида алюминия и керамических полых микросфер в следующих соотношениях, мас. ч: эпоксидиановая смола 100, полиэтиленполиамин 10, полиметилфенилсилоксан 10-60, оксид алюминия 5-15, микросферы керамические полые 10-40.

Для получения диэлектрической полимерной композиции используется эпоксидная диановая смола марки ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) с массовой долей эпоксидных групп 20-22,5%, динамической вязкостью 13-20 Па*сек (при Т=25±0,1)°С.

Для отверждения эпоксидиановой смолы используется отвердитель полиэтиленполиамин (ТУ 2413-214-00203312-2002).

В качестве наполнителя используются керамические полые микросферы, полученные флотационной обработкой дымовых выбросов теплоэлектростанций (ТЭС), работающих на твердом топливе. Использованные керамические полые микросферы имели следующий состав: 57% SiO2, 28% A12O3, остальное оксиды CaO, MgO, Na2O, Fe2O3

Использование в полимерной композиции в качестве наполнителя керамических полых микросфер позволяет повысить диэлектрические характеристики композиции и, в частности, снизить диэлектрическую проницаемость, повысить термостойкость и прочность полученных композиционных полимерных материалов.

Добавление полиметилфенилсилоксана (ТУ 2228-277-05763441-99) способствует получению более гомогенизированной композиции с равномерным распределением керамических полых микросфер по всему объему полимерной композиции и, следовательно, получить более равномерное распределение поля диэлектрической проницаемости композиции.

Использование в качестве наполнителя оксида алюминия (III) марки Г-2 (ГОСТ 30559-98) способствует повышению и стабильности диэлектрических характеристик изделий.

При содержании керамических полых микросфер в полимерной композиции менее 10 мас. ч. диэлектрические характеристики практически не изменяются. При содержании керамических полых микросфер в полимерной композиции более 40 мас. ч. происходит нарастание вязкости полимерной композиции, что существенно затрудняет равномерное распределение наполнителя по объему и, как следствие, приводит к ухудшению и нестабильности диэлектрических свойств изделий.

Заявляемое изобретение может быть осуществлено следующим образом: в эпоксидиановую смолу добавляют отвердитель полиэтиленполиамин, тщательно перемешивают. Затем добавляют полиметилфенилсилоксан и также тщательно перемешивают. К полученной композиции постепенно добавляют керамические полые микросферы и оксид алюминия при постоянном перемешивании состава. Время гелеобразования состава 1,5 часа.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Свойства композиционных полимерных материалов, полученных с использованием известной и предлагаемой композиции, приведены в таблице 1.

Диэлектрическая композиция на основе эпоксидиановой смолы, полиэтиленполиамина, полиэтиленфенилсилоксана, оксида алюминия и полых микросфер, отличающаяся тем, что в качестве полых микросфер содержит керамические полые микросферы при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.:

Эпоксидиановая смола 100
Полиэтиленполиамин 10
Полиметилфенилсилоксан 10-60
Оксид алюминия (III) 5-15
Керамические полые микросферы 10-40



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термостойкой резиновой смеси для уплотнительных элементов, которые могут использоваться в нефтегазодобывающей промышленности. Резиновая смесь содержит гидрированный бутадиен-нитрильный каучук, новоперокс БП-40, триаллилизоцианурат, оксид цинка, 2-меркаптобензтиазол, стеариновую кислоту, диафен ФП, наугард 445, сонгнокс 1010, аэросил А 300, ковелос 35/01 Т, олигоэфиракрилаты МГФ-9 и ТГМ-3, наполнитель волокнистый - арамидное волокно.

Изобретение относится к композициям для термостойких теплоизоляционных пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной теплоизоляции, работающей в условиях окислительной среды.

Изобретение относится к полимерным композитам и предназначено для изготовления теплозащитных покрытий корпусов гиперзвуковых летательных аппаратов. Наномодифицированный эпоксидный композит, включающий эпоксидную смолу, отвердитель, неорганический наполнитель и наночастицы оксида алюминия, или оксида циркония, и/или оксида иттрия в качестве наномодификатора, где в качестве наполнителя содержит кварцевую или кремнеземную ткань объемного переплетения, а наномодификатор выполнен в форме сфер, полученных методом испарения-конденсации, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: смола эпоксидная 100, отвердитель 10, наполнитель 60-65, сферические наночастицы Al2O3, или ZrO2, и/или Y2O3 17-22.

Изобретение относится к литому изделию из композиционного материала с отвержденным полимерным связующим и введенными в него частицами наполнителя. В связующее (6) введены стохастически распределенные полиамидные волокна (8), причем волокна имеют длину 5-20 мм и диаметр 0,05-0,2 мм, и доля волокон (8) составляет 0,02-0,5 вес.% от полного веса литого изделия (1).

Группа изобретений относится к композитной волокнистой панели, в частности для применения в дверных конструкциях иди сэндвич-панелях. Описана композитная волокнистая панель, сердцевина которой содержит от 20 до 70 мас.

Изобретение относится к технологическим процессам получения и рецептурным составам полимерных композиционных материалов на основе алифатических полиамидов, которые могут быть использованы для изготовления деталей конструкционного, электротехнического и общего назначений изделий автомобильной, авиационной, специальной, бытовой и других видов техники.
Изобретение относится к способу производства дисперсии, состоящей из микрофибриллированной целлюлозы и наночастиц, который включает получение суспензии, состоящей из предварительно обработанных волокон целлюлозы, где волокна целлюлозы были предварительно обработаны при помощи механической обработки, ферментативной обработки, карбоксиметилирования, окисления действием ТЕМПО, графтинга КМЦ, химического набухания или гидролиза кислотами, введение наночастиц в суспензию и обработку суспензии путем механического разрушения таким образом, что образуется дисперсия, содержащая микрофибриллированную целлюлозу, в которой наночастицы абсорбируются на поверхности микрофибриллированной целлюлозы и/или абсорбируются внутри микрофибриллированной целлюлозы.

Изобретение относится к комплексным модификаторам, улучшающим свойства органического вяжущего и материалов на его основе, используемых в строительстве, таких как слои дорожной одежды, защитные, изоляционные, гидрофобные покрытия, композитные материалы и т.д.

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе термопластичных полимеров и может быть использовано в судостроительной, машиностроительной и других областях промышленности при изготовлении высоконапряженных узлов трения различного назначения методом спекания материала.
Настоящее изобретение относится к отверждаемой заливочной массе для изготовления фасонных деталей из пластмассы. Описана отверждаемая заливочная масса для изготовления фасонных деталей из пластмассы, включающая в себя связующий материал и наполняющий материал, при этом наполняющий материал имеет долю примерно 40-85 массовых процентов от заливочной массы и включает в себя две или более фракций наполнителя, при этом первая фракция наполнителя состоит из цельных гранулярных минеральных частиц, а вторая фракция наполнителя состоит из устойчивых по форме полых микросфер, изготовленных из силикатного материала, и при этом доля второй фракции наполнителя в заливочной массе составляет примерно 1 объемный процент или более.

Заявляемая диэлектрическая композиция относится к композиционным полимерным материалам и может применяться для создания радиопрозрачных изделий и покрытий приемо-передающих радиотехнических комплексов для авиакосмической, морской, сухопутной техники гражданского и специального назначения. Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение термостойкости, прочности и повышение диэлектрических характеристик композиции для композитных полимерных материалов. Поставленная задача решается за счет композиции, состоящей из эпоксидиановой смолы, полиэтиленполиамина, полиметилфенилсилоксана, оксида алюминия и керамических полых микросфер в следующих соотношениях, мас.ч.: эпоксидиановая смола 100, полиэтиленполиамин 10, полиметилфенилсилоксан 10-60, оксид алюминия 5-15, микросферы керамические полые 10-40. При содержании керамических полых микросфер в полимерной композиции менее 10 мас.ч. диэлектрические характеристики практически не изменяются. При содержании керамических полых микросфер в полимерной композиции более 40 мас.ч. происходит нарастание вязкости полимерной композиции, что существенно затрудняет равномерное распределение наполнителя по объему и, как следствие, приводит к ухудшению и нестабильности диэлектрических свойств изделий. 1 табл.

Наверх