Электроизоляционный композиционный материал

 

1. ЭЛЕКТРОИЗОЛШИОННЬЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, состошций из полимераой пленки.с авухсторо ним покрытием, имеюшям когезионный характер расслаивания, отличаю ш и и с я тем, что, с целью повышенна иаформационно-прочностных свойств, KjpEdTue выполнено из материала с относительным уалинением большим и плот ностью энергии когезии меньшей, чем у полимерной пленки на величины, достаточные аля блокировки первоначальных и предотвращения появ;шния вторичных дефектов на поверкности пленки, вызванных разрывами в покрытии при деформации материала, например, на 200% и на 19О%, соответственно. 2.Мате{жал по п. 1, о т л и ч а ю ш в и с а тем, что в качестве покрытия он сооермсит .продукт термообработ- . ля композиции, включаюший, мае.ч: Н изкомопе| уля рный кремнийорганическнй каучук1ОО Окись цинка или окись кремниа7О-10О Соедвнен формулы ffHtCj Si (OCt Hi-)j5-10 О{ганическую 1юрекись2-4 Ллвфатвческий спирт о6|«вй рмутвл Сп Й2п Н iCO где п -2-4, - 1О-ЗО 0 00 ел РбЮ воритэль9О-11 о а в качест&е пленки - полярную, напри& мер, полнимипную или попиэтилентерефта лвтную.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„I 030857

g g Н 01 В 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

70-100,л

° °

° Ф

Н," ф

1 ва

:Cn

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ е (21 ) . 3419871/24-07 (22) 07,04,82 (46).23.07.83. Бкщ. % 27 (72) g. А. Шапиро, Э. И. Хофбауэр, С. Б. Шагалов, B. Е. Басин,А. И. пе рашко и Л. М. Корсунакий

{71) Всесоюзный научно-исследователь ский и проектно технологический институт электроизоляцнонных материалов и фольгированных диалектриков (83) 621.315 (088.8) (56),1. Справочник по электротехничеокнм материалам, т. 2. Под реа. Ю.В.Ка рицкого и др. Изд. 2-е, перераб., М., "Энергия», 1974, с. 132.

2. Суворов Н. И. Исследование ком позиционного пленочного материала клао са нагревостойкости F на основе пслиэти лентерефталатной пленки и полиарялатно .го покрытия. Отчет 17 с (BHTHU, Б814829) (прототин) ° (34) (67) 1. ЭЛЕКТРОИЗОЛЯБИОННЫИ

КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕ РИАЛ, состо яжий из полимерной пленки.с двухсторон» ним покрытием, имеющнм когезионный характер расслаивания, о т л и ч а ю

m и и с s тем, что, с целью повышения деформационно-прочностных свойств, по» (I крытие выполнено из материала с относительным удлинением болыпим я плоъ ностью энергии когезин меньшей, чем у полимерной пленки на величины, достаточные для блокировки первоначальных и предотвращения появления вторичных дефектов на поверхности пленки, выз ванных разрывами в нокрытин при деформации материала, например, на 200% и на 190%, соответственно.

2.Nampaan w n. 1, o w a s a toшийся кем, что в качестве покрьмтия он содеркит продукт термаобработ ки композиции, включаюшиц, мас.ч:Н изкомолекулярный крэмннйоргвнический

O каучяс 100

Окись цинка или окись кремния

Соединение формулы фЩ Q @$ (ОС Hj) 5 10

Органическую перекясь 2-4

Алифатический спирт бцей форму C„Htn 3 OH, где п 2-4, 1030

Растворнтель, 90 1 1 О а в качестве пленки - поляряую, напряг: мер, полинмидную или полиатиленте рефта»

FIR .

1030857

5-10

2-4

Изобретение относится к полимерным пленкам и материалам на их основе, которые могут быть использованы в качестве электроиэолядионных.

Известны электронэоляцнонныэ материалы на основе полимерных пленок, которые применяются в различных электро-, технических конструкциях. Использование указанных материалов обеспечивает высокие электрофизические и механические 10 свойства изрляции электрических машин, снижает их габариты и трудоемкость изготовления.

Известны электроизоляционные компо» зиционные. материалы, представляющие 5 собой полимерные пленки с двусторонним покрытием из синтетических бумаг (пленкосинтокартоны). Сочетание пленок с бумагой прнцает материалу повышенную жест кость, прочность на надрыв, сопротивле 20 ние проколу, что обеспечивает возможность механизации процесса изоарровки электрических машин t 1 1 .

Однако ппенкосинтокартонам присуши определенные нецостатки, главной иэ 25 которых заключается в том, что прочностные и диэлектрические свойства пленко синтокартонов определяются только соот ветствуюшими свойствами пленки.

Наиболее близким к предлагаемому З0 является электроизоляционный композиционный материал на основе пленки, выполненной из полиэтилентерефталата, с эпоксиарилатным покрытием, непосрец ственно прилегающим к пленке и связанным в ней ацгеэионными и когеэионными .силами (2 1.

Указанный материал облацает рядом ценных технологических свойств: глацко стью поверхности, жесткостью, прочно- . ° 40 стью на нацрыв, а также имеет более высокие относительные уцлинения при разрыве по сравнению с чистой пленкой.

Исцользуемое покрытие, в отличие от подложек в пленкосинтокартонах, HBJlsleT

45 ся жестким с высоким уровнем механи ческой прочности материалом, что делает его. конструкционным элементом в изо ляции. Повьпнение относительного удлинения материала обусловлено взаимоцействием эпоксиарилатного покрытия с пленкой. Указанное взаимодействие за ключается в блокировке дефектов, имею шихся.на поверхности пленки, s рэзуль

m высокой адэионной прчности ме 55 ду покрытием н пленкой. Вследствие это: го развитие дефектов íà ш(енке сушесь венно замедляется, а следовательно, 1 увеличивается величина относительного удлинения материала. .Однако, учитывая, что эпоксиарилаъ ное покрытие представляет собой жесткий, с высокой плотностью энергии «агеэии материал, в процессе деформирования в нем будут возникать разрывы с высво-. бождением импульсов энергии, которые будут воздействовать на пленку, вызывая

s ней вторичные цефекты. Причем, величина этих импульсов будет возрастать по мере увеличения цеформацни материала. Указанные вторичные дефекты снижа-. ют прочность пленки, а слецовательно, и всего материала. Таким образом, в процессе деформации в указанном мате риале имеют место два процесса: один, вецуший к повышению деформацианнопрочностных свойств материала, второй к снижению этих свойств. В результате у материала наблюдается повышение оъносительного удлинения (на 80%) и снижение прочностных свойств (на 15%) по сравнению с. чистой пленкой.

Белью изобретения является создание электроизоляционного композиционного материала с повышенными значениями деформационно»прочностных свойств.

Поставленная цель цостигается тем, что в электроизопяционном композицион ном материале, состоящем из полимерной пленки с двухсторонним покрытием, име юшим когезионный характер расслаииания, покрытие выполнено из материала с относительным удлинением большим.и плотностью энергии когезии меньшей, чем у полимерной пленки на величины, цоо таточные цля блокировки первоначальных и предотвращения появления вторичных цефектов на поверхностя пленки, вызван ных разрывами в покрытии при деформвцни материала, например, на 200% и на 190%, соответственно.

В качестве покрытия электроизопяци онный композиционный материал содеркит продукт термообработки композиции, валю чающей мас.ч:

Ниэкомолекулярный кремнийорганический ка)Гчук 100

Окись цинка или окись кремния 70 100

Соединение формулы

М С Нь5 (qeZH5)5

Органическая перекись

Алифатический спирт общей формулы

С Н „: „ОН, гцеп24 ° 10;.30

8CTSOPETOJlb 90&,10, 1030857 а в качестве пленки - полярную, например, попиимицную или полиэтилентерефталатную.

Покрытие иэ данной композипии представляет собой эластичный, с низким значением плотности энергии когезии материал. При использовании полярных пленок (полиэтилентерефталатной или . полиимицной) в электроизоляционном композиционном материале реализуются оптимальные соотношения межцу плотностями энергии когезии 2-1, и относитель ными уцлинениями 1:3-1:7 пленок и покрытия. При этом обеспечивается опти мальный характер взаимоцействия межцу покрытием и пленкой, так как при этом за счет низкой плотности энергии когезии и высокого относительного уцлинения, а следовательно, снижения величины энергетических импульсов, возникаюI щих при разрывах В HoxpbITKH прецотвра щается-в отличие от прототипа появление вторичных цефектов на поверхности пиен» ки в процессе деформирования scего маTe paar»

Одновременно сохраняется блокировка первичных дефектов на пленке, так как при данном соотношении плотностей энер 30 гии когезии покрытия и пленки обеспечи вается максимальный молекулярный контакт межцу ними. Таким образом, в процессе деформирования оба процесса, обусловленные взаимодействием покрытия с пленкой, ведут к повышению деформа» циоино-прочностных свойств материала по сравнению и с чистой пленкой и с прото» типом. казанный характер юаимодействия в матефмле может быть обеспечен и неко» торымя другими композициями на основе низкомолекулярных кремнийорганических каучуков (составы РТМ. Однако цанная ком

:позиция облацает целым рядом технологиче 45 ских преимуществ: высокая жиэнеспособность, широкий диапазон вязкости, высокая адгеэия к цоляриым пленкам, что цоэволяет выпускать материал на станцартном обо рудовании по оцностадийной технологии с высокой призводительностью: до 20«

40 м /ч. При этом возрастает и нагрево» стойкость материала при использовании, например, полиэтилентерефталатной плеа ки, 55

Повышение деформационнопрочностных

: характеристик материала в случае исполь зования полиэтилентерефталатной или полиимицной пленок позволяет производить процессы изолировки электрических машин механизированным способом, так как известные материалы с необхоцимым уровнем электрофизических свойств не .выиерживают механических усилий, кото» рые имеют место в современных иэолировочных станках цо 300 МПа. Увеличение относительного уцлинения прецлагаемого материала позволяет также обеспечить более плотную H&MOTKyl a слецова тельно, и более высокие электрафизические и теплофизическне характеристики изоляции, 1

Кроме того, поскольку уровень механической прочности чистых пленок в про цессе эксплуатации машин быстро снижается, увеличение цеформационно-прочностных свойств материала в исхоцном состо янии позволяет повысить срок эксплуатации оборуцования.

Пример 1 . Попиэтилентерефта латную пленку {ПЭТФ-пленку) толщиной 50 мкм заправляют в лакировальную . машину и с помощью вращающихся валиков непрерывно наносят на обе стороны движущейся . пленки спой композиции,. включающий мас.ч: низкомолекулярный кремнийорганический каучук (СКТН) 100, окись цинка 7.0, соединение формулы

1ЧН2С Н %(ОС2Н ) (АГМ-9) 5, пере» кнсь бензоила 2, этиловый спирт 10, толуол 90. Скорость движения пленки с нанесенной композицией через термокаме» ру должна обеспечивать термообработку матепиала в течение 3 15 мин при 120

150 С. При выходе из термокамеры материал упаковывают в рулон. Предел проч

-ности я относительное удлинение нри раз рыве определяют по ГОСТ 13526.1-79 на образцах (20х2) мм.

Для определения свойств покрытия указанную композицию наносят на тефлоновую поцложку, термообрабатывают цри 140 С в течение 10 мин, а затем осторожно снимают без повреждений.

Относительное удлинение при разрыве определяют по ГОСТ 18299 72 на об» зца (2Ох2). .

Величину ацгезии покрытия к ПУФ» пйенке определяля по методу отслаивания (ГОСТ 13526.1 79). Характер раз рушения когеэионный, со стороны псерытия, Данные о плотностях энергии когезии материалов взяты иэ справочной иитературыв

П р и.м е р 2 . Аналогично примеру 1 изготавливают и испытывают матери1030857

an на осною цойиимидной пленки марки ПМ-40.

Пример 3 . Аналогично приме ру 1 изготавливают и испытывают материал с покрытием, явпяюшимся продук 5 том термообработки композиции, включаюшвй маа.ч: СКТН 100, окись цинка 80, АГМ-4 8, перекись бензоипа 3, пропиловый спирт 20 и топуоп 100.

Пример 4 . Аналогично примеру 2 изготавливают и испытывают мате риал с покрытием, ssnsRMIlHMñl продуктом термообработки композиции, включа юшей мас.ч; CKTH 100, окись крем ния 90, АГМ 9 10, перекись бензоила 4, 15 бутиловый спирт 3О и твпуол 110.

Деформационнопрочностные свойства пленок и материалов приведены в табл. 1.

Таáлиuà 1

Эпоксиарилатнов . покрытие (прототип) 493.10

Предлагаемое покрытие (примвры 1 и 2) 170

242,10

Предлагаемое покрытие (примеры 3 и 4) 200

230.10

442.10

ПЭТФ-пленка

МПЭ«ЭПА Р (прототип) 90

230

Поли имидная ппвйка марки

ПМ-40

110

350

Пример 1

Пример 2

Пример 3

Пример 4

ПЭТФ-пленка

460. 10

270

Из данных таблицы видно, что соотно-. шения деформационно»прочностных свойств пленок и покрытий в известном и в пред лагаемом материалах сушвстввнно разпи

35 ч а ются. Если в извес тн ом ма те риапе ис пользуется малодвформирувм06 пОкры» тие (до 10%), в предлагаемых матери» адах покрытие представляет собой эпао» тичный продукт с величиной относительного удлинения в 3-7 раз больше, чвм у соответствуюших пленок»

Существанное различие имеет: место и в соотношениях плотностей энергии ко» гезии покрытие/пленка: дпя известного

4> материала oso составляет 1:1, в то время как дпя предлагаемых матвриалов бпизко к 1:2.

110

350

270

240

Попиимидная пленка ПМ-40 180 видно из приведенных данных, ве личина механической прочности при растяжении у предлагаемого материала на 40-450% выше, чем у известного, и на 40% выше, чем у соответствующих полимерных пленок, а величина относительного удлинения на 15MO% выше, 6 чем у известного, и на 90-100% «чем у соответствующих пленок.

Свойства компонентов (покрытий и плв нок) предлагаемых материалов и прототи>Ia приведены в табп. 2. Т а б и лица 2

Составитель Ю. Быбупьников

Редактор A. Шандор Техред Ж.Кастепввич КорректорА ™око

Заказ 5223/52 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4