Патент на изобретение №2269551

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области получения полимерных композиций, предназначенных для герметизации электротехнических изделий. Техническая задача – увеличение электропрочности заливаемых изделий после термоциклирования и повышение максимальной рабочей температуры до +200°С. Предложена полимерная композиция, включающая электроизоляционный компаунд КП-303Б на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы (90-110 мас.ч.), силоксановый низкомолекулярный каучук СКТН (9-11 мас.ч.), катализатор №68 (0,3-0,5 мас.ч.), кварц пылевидный (60-70 мас.ч.), окись алюминия (60-70 мас.ч.) и тальк молотый (30-35 мас.ч.). Предложен способ получения заявленной композиции, заключающийся во введении в смесь КП-303Б, СКТН и катализатора №68 предварительно подготовленных пылевидного кварца, окиси алюминия и талька молотого с последующим вакуумированием и ступенчатым отверждением полученной смеси. Полученная композиция пригодна для заливки высоковольтных металлонагруженных изделий. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области получения полимерных композиций, предназначенных для герметизации электротехнических изделий: трансформаторов, дросселей и др. электрорадиоэлементов.

Известен компаунд электроизоляционный марки КП-303Б [ТУ 2257-030-40245042-2002], представляющий собой смесь полимеризационно-способных полиэфиров с целевыми добавками (на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы). Компаунд КП-303Б предназначен для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов и для заливки электротехнических изделий, работающих до температуры +155°С. Однако для заливки многослойных моточных изделий, например катушек трансформаторов, дросселей, не может быть использован, так как он растрескивается после отверждения и изделия не выдерживают испытания на электропрочность. Приготовление компаунда производится смешиванием компонентов при комнатной температуре, а отверждение осуществляется при 160-165°С в течение 15 минут.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция [RU патент 2222558], включающая титанкремнийорганический олигомер – продукт ТМФТ, компаунд КП-303Б на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Способ получения полимерной композиции включает смешивание компонентов при температуре 25±10°С и отверждение при 150-160°С в течение 1 часа.

Однако данная полимерная композиция не может быть использована для заливки высоковольтных металлонагруженных изделий, требующих ее высокую электропрочность после термоциклирования от -60 до +85°С и воздействия температуры до +200°С.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение электропрочности заливаемых изделий после термоциклирования от -60 до +85°С и повышение максимальной рабочей температеры до +200°С.

Технический результат достигается за счет того, что полимерная композиция, включающая в себя компаунд КП-303Б на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы отличается тем, что дополнительно содержит каучук силоксановый низкомолекулярный СКТН, катализатор №68, кварц пылевидный, окись алюминия и тальк молотый при следующем соотношении компонентов, в массовых частях:

Компаунд КП-303Б состоит из олигоэфиракрилата марки ТГМ-3 (триэтиленгликольдиметакрилата, ненасыщенной эпоксиэфирной смолы, перекиси дикумила и ускорителя (сиккатива) [ТУ 2257-080-40245042-2002]. Каучук СКТН представляет собой силоксановый низкомолекулярный каучук [ТУ 2294-002-00152000-96]. Катализатор №68 имеет ТУ 38.303-04-05-90 и представляет собой кремнийорганический амин в органическом растворителе. Кварц пылевидный имеет ГОСТ 9077-82. Окись алюминия – ТУ 6-09-426-75. Тальк молотый, например ТМК-28, имеет ГОСТ 21234-75.

Способ получения полимерной композиции основан на смешивании и отверждении компонентов. Новым в предлагаемом способе получения полимерной композиции является то, что в компаунд КП-303Б вводят каучук СКТН и катализатор №68, их смешивают, в смесь вводят предварительно прокаленные при температуре 800°С в течение 3-5 часов, охлажденные до комнатной температуры, просеянные, смешанные и вновь нагретые до температуры 100°С-120°С, пылевидный кварц, окись алюминия и тальк молотый. Полученный состав выдерживают при температуре 90-100°С в течение часа, периодически перемешивая, затем его вакуумируют при давлении 0,6-1,3 кПа до прекращения активного выделения пузырей не более 20 минут. Отверждение производят ступенчато при температуре 100°С в течение 1 часа, затем при температуре 120°С в течение 2 часов, далее при температуре 140°С в течение 2 часов и при температуре 160°С в течение 5 часов.

В таблице 1 приведены составы полимерной композиции по изобретению (в мас.ч.).

Указанный диапазон соотношений компонентов выбран вследствие того, что при избыточных количествах каучука СКТН не происходит смешивание и полимерная композиция расслаивается, а при меньших количествах не достигаются требуемые свойства. Избыточное количество катализатора №68 уменьшает жизнеспособность композиции, а недостаток ведет к неоднородности композиции из-за недоотверждения каучука СКТН.

Указанное новое сочетание компонентов и их количество обеспечивают необходимую вязкость при вакуумировании и заливке изделий, отсутствие расслаивания полимерной композиции и повышение электропрочности и теплоустойчивости изделий.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, предлагаемая полимерная композиция имеет ряд преимуществ:

– большую рабочую температуру (200°С против 155°С);

– устойчивость к термоциклированию от -60 до +100°С (>3 циклов против 0);

– повышение электропрочности: при 25±10°С (25 МВ/м против 20 МВ/м);

– после воздействия температуры +200°С в течение 10 часов (20 МВ/м против 10 МВ/м);

– повышение электропрочности изделий после термоциклирования (40 кВ против 20 кВ);

– увеличение сопротивления изоляции изделий после испытаний на теплоустойчивость при температуре +200°С в течение 4 часов (500 MOM против 30 MOM).

Формула изобретения

1. Полимерная композиция, включающая компаунд КП-303Б на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит каучук синтетический низкомолекулярный СКТН, катализатор №68, кварц пылевидный, окись алюминия и тальк молотый при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

2. Способ получения полимерной композиции, основанный на смешивании компонентов и их отверждении, отличающийся тем, что в компаунд КП-303Б вводят каучук СКТН и катализатор №68, их смешивают, в смесь вводят предварительно прокаленные при температуре 800°С в течение 3-5 ч, охлажденные до комнатной температуры, просеянные, смешанные и вновь нагретые до температуры 100-120°С пылевидный кварц, окись алюминия и тальк молотый, полученный состав выдерживают при температуре 90-100°С в течение часа, периодически перемешивая, затем его вакуумируют при давлении 0,6-1,3 кПа до прекращения активного выделения пузырей не более 20 мин, а отверждение производят ступенчато при температуре 100°С в течение 1 ч, затем при температуре 120°С в течение 2 ч, далее при температуре 140°С в течение 2 ч и при температуре 160°С в течение 5 ч.