Электроизоляционный заливочный компаунд

 

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД, содержащий продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с ки.слотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным числом 9-10, отвердитель изометилтетрагидрофталевый ангидрид, ускоритель - триэтаноламин и наполнитель - пылевидный кварц, отличающийся тем, что, с целью повышения теплостойкости, механической и электрической прочности при сох ранении высоких релаксационных свойств, он дополнительно содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с изометиптетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60 140 П при 25 С и эпоксидным числом 4,5-5,0 при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с кислотным числом 4,0-5,5 мг КОН и W эпоксидным числом 9-10 100 Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 28-38 Триэтаноламин . 1-2 Пылевидный кварц 100-200 Продукт взаимодействия эпоксидной диановой 00 4 СЛ СМОЛЬ с изометилтетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60-140 П при 25°С и эпоксидным 00 со числом 4,5-5,08-25

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК . (1И (И) А

4(51) С 08 L 63/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

28-38

1-2

100-200 (21) 3624702/23-05 (22) 01. 06. 83 (46) 15.01.85. Бюл. Р 2 (72) В.Ф.Колбасов и А.C.Âëàäûêèíà (71) Специальное проектно-конструкторское бюро по трансформаторам Средневолжского производственного обьединения "Трансформатор" (53) 678.686(088.8) (56) 1. Компаунд эпоксидно-полиэфирный электроизоляционный теплопроводный. ТУ ОЯШ 504.015-76.

2. Авторское. свидетельство СССР

В 686087, кл. Н 01 1979.

3. Компаунды XII-5-208 и УП-5-219

ТУ 6-05-241- 175 и ТУ-6-05-241-251-80.

Эпоксидные смолы и материалы на их основе. Каталог. НИИТЭХим, Черкассы, 1981, с. 17.

4. Компаунды эпоксидно-полиэфирные.

ТУ ОАИ 504-194-74 (прототип) ° (54)(57) ЭЛВКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД, содержащий продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с кислотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным числом 9-10, отвердитель— изометиптетрагидрофталевый ангидрид, ускоритель — триэтаноламин и наполнитель — пылевидный кварц, о т л и— чающий ся тем, что, сцелью повышения теплостойкости, механической и электрической прочности при сохранении высоких релаксационных свойств, он дополнительно содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с изометиптетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60—

140 П при 25 С и эпоксидным числом о

4,5-5,0 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с кислотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным числом 9-10 100

Изометилтетрагидрофталевый ангидрид

Триэтаноламин

Пыяевидный кварц

Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с изометилтетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60-140 П при 25 С и эпоксидным числом 4,5-5,0 8-25

1134583

15 известны электроизоляционные заливочные компаунды с повышенными релаксационными свойствами на основе блок-олигомера ЭПС-1, представляющего собой продукт химического взаимо- 20 действия эпоксидных смол ЭД-8 и ЭД-20 с полиэтиленгликольсебацинатом. Так, на основе олигомера ЭПС-1 готовятся заливочный компаунд ЭПК-Т 11 состава, мас.ч.:

Эпокеидно-полиэфирный олигомер ЭПС-1 100

Изометилтетрагидрофталевый ангидрид

Нитрид бора

Триэтанолаиин

Кварц пылевидный молотый б0 и компаунд Р 15 (2) состава, мас.ч.: .

Эпок сидно-полиэфирный 35 олигомер ЭПС-1 100

Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 38

Нитрид бора 75

Однако эти компаунды отличаются 4п высокой стоимостью и имеют недостаточно высокую. теплостойкость.

38

45 30

1,1

Известны также электроизоляционные компаунды, являющиеся продуктами, 45 соотверждения эпоксидного блок-олигомера с эпоксидными смолами в присутствии изометилтетрагидрофталевого ангидрида (3) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является эпоксиднополиэфирный компаунд ЭПК-101. (4J состава, мас.ч.:

Эпоксидно-полиэфирный 55 олигомер ЭПС-1 100

Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 38

Изобретение относится к электроизоляционным материалам, в частности к эпоксидно-полиэфирным компаундам, и может быть использовано в электротехнической промышленности для соз- 5 дания литой изоляции узлов электрических аппаратов, например дроссе лей, секций резисторов, трансформаторов.

Использование эпоксидно-полиэфир- 10 ных олигомеров в составе заливочных компаундов является распространенным методом улучшения релаксационных .характеристик компаундов.

Наполнитель — кварц пылевидный молотый КП-2 (00

Ускоритель триэтаноламин 1,2

Этот компаунд обладает хорошими релаксационными свойстваыл, устойчивостью к термоциклическим нагрузкам и используется для создания литой

Изоляции узлов, насьпценных металлом без нанесения демпфера. Однако он имеет недостаточно высокие теплостойкость, электрическую и механическую прочность.

Цель изобретения — повышение теплостойкости, механической и электрической прочности.

Поставленная цель достигается тем, |что электроизоляционный заливочный компаунд, содержащий эпоксиднополиэфирный олигомер ЭПС-1, представляющий собой продукт взаимодействия 50 мас.ч. эпоксидной смолы ЭД-20, 50 мас.ч. эпоксидной смолы ЭД-8 и

60 мас ч. полиэтнленгликольсебацината с кислотным числом 4,0-5,5 мг К0Н и эпоксидным числом 9-10, отвердитель— .изометилтетрагидрофталевый ангидрид, ускорит — триэтаноламин и наполнитель - пылевидный кварц, дополнительно содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с изометилтетвагидрофталевым ангидридом с вязо . костью 60-140 П при 25 С и эпоксидным числом 4,5-5,0 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с кислотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным числом 9-10 100

Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид 28-38

Триэтаноламин 1-2

Пылевидный кварц 100-200

Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с изометилтетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью бО-140 П при а

25 С и эпоксидным числом 4,5-5,0 8-25

Указанный продукт первичного химического взаимодействия может представлять собой отход пропиточного компаунда ПК-11, являющийся продуктом первичного химического взаимодействия эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевым ангидридом в массовом

1134583 соотношении 100:80, который в процессе применения для вакуум — нагнетательной пропитки при повышенной температуре (70 С) в результате химических превращений достиг предельно допустимой для пропитки вязкости (60-140 П при 25 С) и заменен на свежеприготово ленный.

При этом отходы пропиточного компаунда не являются отвержденнь«ми, à EO представляют собой вязкую жидкость, полностью растворимую во многих органических растворителях (ацетон, метилэтилкетон и др.). Конверсия энокс«щ««ь«х групп в используемых в сос.1 таве предлагаемого электроизоляционного компаунда отходах пропиточного компаунда ПК-11 достигает 687. Содержание эпоксидных групп в них (эпоксидное число) 4,5-5,0. 20

Использование в составе компаунда продуктов первичного взаимодействия эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида не эквивалентно применению соответствующего 25 количества эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида, что обусловлено различием структуры, молекулярных масс, концентраций функциональных групп веществ в механической смеси эпоксидпой« диановой смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида и первичного взаимодействия этих веществ.

Повышенная начальная концентрация

35 эпоксидных групп в композиции с использованием механической смеси эпоксидной смолы ЭД-22 и отвердителя (контрольный образец), как показывают эксперименты, приводит, по сравне-4 нию с предлагаемым компаундом, к повышению (на 35-54 С) температур. самоо разогрева за счет выделения тепла реакции, особенно при значительных массах компаунда и в условиях затруд-45 ненного отвода тепла, в резупьтате чего образу«отся более хрупкие образцы,склонные к растрескиванию при термических ударах.

В табл. 1 приведены составы предлагаемого компаунда и рецептура контрольного образца.

Свойства предлагаемого компаунда, известных и контрольного образца представлены в табл. 2.

Состав контрольного образца отличается от состава предлагаемого компаунда по примеру 5 тем, что отход пропкточного компаунда ПК-11 заменен тем же количеством смеси эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида в соотношении

100:80.

Как видно из приведенных в табл.2 данных, использование в составе предлагаемого компаунда отходов пропиточного компаунда ПК-11 (продукта первичного взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-22 с изометилтетрагидрофталевым ангидридом с вязкостью 60-140 П при 25 С и эпоксидным о числом 4,5-5,0) улучшает теплостойкость, механическую и электрпческую прочности, по сравнению с известным компаундом эпк-. 1 01 и ко««троль««ой кОмпОзтщии пои сохранении Ве>«соких релаксационных свойств компаунда.

При этом продукт совместного отверждения эпоксидно-полиэфирного блок-олигомера ЭПС-1 и эпоксидной смолы ЭД-22 изометилтетрагидрофталевым ангидридом имеет худп«ие свойства, чем предлагаемый компаунд, и уступает соответствующим показателям прототипа. Так, например, у контрольного образца ниже электрическая прочность, прочность при изгибе, теплостойкость, заметно ухуцшаются релаксационные свойства композиции, о

:чем свидетельствует уменьшение колиI чества циклов нагрева и охлаждения до ращрушения и относительного удли— нения при растяжении.

Улучшение указанных свойств предлагаемого компаунда по сравнению с прототипом является результатом совместного испол«>зования в составе композиция эпоксидно-полиэфирного блок-олигомера с продуктами первичного взаимодействия эпоксидной диановой смолы ЭД-22 с изометилтетрагидрофталевым .lã;läplläîì с указанными вязкость.:; содержанием зпоксидных групп

E. присутствии остальных компонентов в предлагаемом соотношении.

"ro подтвержается тем, что механическая смесь эпоксидиановой смолы с изометилтетрагидрофталевым ангидридом при введении ее в состав компаунда на основе как олигомера ЭПС-1 (контрольный образец, табл. 2), так и смолы УП-563 в составе компаунда УП-5 †2 аналогичного назначения, указанного эффекта не дает. Образцы име«ст более низкую теплостойкость, электрическую и мехаш«ческую проч1134583

Таблица 1

Компоненты

5 Контроль. ный

100 100

100

100 100 100

10,3

38 33

2 1,3

100 110

33 33 41,2

1,3 1,3 1,3

110 110 1 10

Триэтаноламин

Кварц пылевидный

200

8 18,5

25 60П (25 С) 18,5

18,5 ность, обладают худшими релаксационными свойствами, что видно из сопоставления устойчивости к действию термоциклических нагрузок (табл. 2).

Компаунд по примерам 1-5 готовят следующим образом.

Разогретые до 80-100ОС эпоксиднополиэфирные олигомеры ЭПС-1 смешивают при перемешивании с расчетным количеством разогретого до 100-110 С

О высушенного i пылевидного кварца и вакуумируют при остаточном давлении ,1-5 мм рт.ст. в течение 1 ч. К приготовленной смеси добавляют расчетное количество отходов пропиточного компаунда-III(-11, изометилтетрагидрофталевого ангидрида и триэтаноламина при перемешивании. После 15-минутного перемешивания компаунда при остаточном давлении 10-15 мм рт.ст. компаунд разливают в подготовленные нагретые до 80-100 С металлические формочО ки для изготовления стандартных образцов. Отверждают компаунд в воздушном термостате по режиму 100 С/8 ч—

t20 С/24 ч. Все виды испытаний про0

Эпоксидно-полиэфирный олигомер ЗПС-1

Эпоксидная смола ЭД-22

Изометилтетрагидрофталевый ангидрид

Отход пропитачного компаунда ПК-11 вязкостью

140 П. (25 С) То же с вязкостью

112 П {25 С) и эпоксидным числом 4,8 водят через 48 ч после окончания отверждения.

Свойства предлагаемого компаунда, как следует из примеров 2 и 4, не зависят от вязкости используемых отходов пропиточного компаунда ПК- ti оптимальная добавка которых, определенная в ходе экспериментов, 18,5 мас.ч. на 100 мас.ч. олигомера ЭПС-1.

Более высокие теплостойкость, механическая и электрическая прочность предлагаемого компаунда позволяют получать более надежную электрическую изоляцию или несколько уменьшить толщину изоляции при сохранении надежности изделия на прежнем уровне. Использование отходов пропиточного компаунда ПК-11 в составе заливочного электроизоляционного компаунда удешевляет его производство и решает проблему утилизации отходов компаунда ПК-11 на предприятиях электромашино- И аппаратостроения.

Предлагаемай компаунд можно приготовить и перерабатывать на существующем оборудовании для эпоксидных комнаундов.

Состав, мас.ч., по примерам

1134583

7 !

I

1. !

С} л о сч

1 — т ар

1 ф

М ж сф

}O, фl е

« Ъ о л

C3 I, Оо

О

CV

I гв

}l\ С"Ъ ! }-

1 о

1.

0)

Ф ф

}Ф С} о }о

«}, o о3

}«}

«Ч

D о о о

« }

D л с/ } о и . о л

Ю л о сч

С}

О} о со

CV 1 л

}и а. о

СО в о л сч

° . CO о ао

О

CV о сч ь л Щ о о} о

1

I

1

Ф

Ю л о а ч»

С}

«ч л. Я о со

ВГ} сч о оо л о о л

Ъ

v .ю

5 и й ф

& и

}!Я а

1с} о о ! о э о pi о и ж

I" C4 о м

1

1

1

E !

I

И

Ж фф

11 1

5 1 о и

K I

Ф 1

1 . C4

I 1

C}I

1

I Э 1

В

0 ! ф ь D

1 1 1 сч м

}1

I 1 о о а а }с сч с} «ч о о о о}

3 «б cv сч

Ю о ю о сч I I «ч сч

}/\

Чл

}л сч с} сч сф о о о

I tt} с«Ъ сч «ч со - о сч з . }с }«} сч. ч» ц Сл с«} ь о о сч с } Ф сч Ф7

1}I ue

I}I Э О

g C4 о, м

О о а о

Ж М Ж эс}а о

Ж b g фо Э

&4 Cf &4 ж ао

ЭО C}l о

5о в

5 Э

Й

Х о !с о мод