Герметик для изоляции электротехнических установок

 

Изобретение относится к производству силикатных герметиков для электроизоляции шин в многовитковых обмотках магнитов ускорителей заряженных частиц и для межкорпусной электроизоляции ускорителей заряженных частиц, работающих в вакууме и при криогенных температурах. С целью повышения диэлектрических свойств, криогенной стойкости и адгезии, герметик содержит, мас.%: жидкое стекло 40-44

кремнефтористый натрий 2,3-2,8

полифосфат натрия 3,7-5,5

уайт-спирит 0,3-0,5

окись кальция - 1,0-1,7 перлит остальное. Герметик имеет удельное электрическое сопротивление (1,3-2,5)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">13</SP> Ом<SP POS="POST">.</SP>см, угол диэлектрических потерь 0,04-0,09, предел прочности при отрыве 0,45-0,5 МПа, при сдвиге 1,2-1,5 МПа, криогенную стойкость 0,93-1,0. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

151) 4 С 04 В 28/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

u I 1,.-A

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4377933/23-33 (22) 17.02. 88 (46) 07.11.89. Бюл. Р 41 (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский институт по защите металлов от коррозии (72) Н.К. Наркевич, С.И. Платонова, О.П, Семикова, В.Б. Дубровский, В.В. Кореневский, А.И. Балабанов, Е.С. Санаев, Н.A. Маркушин и С.И. Дубский (53 ) 666.973 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 937408, кл. С 04 В 28/26, 1 980.

Авторское свидетельство СССР

М 885197, кл. С 04 В 28/26, 1979. (54) ГЕРМЕТИК ДПЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТАНОВОК (57)Изобретение относится к производству силикатных герметиков для

Изобретение относится к области получения герметиков, предназначенных для изоляции устройств с повышенными требованиями к электроизоляционным свойствам в условиях вакуума и криогенных температур.

Целью изобретения является повышение диэлектрических свойств, криогенной стойкости и адгезии гермети-. ка.

Характеристика входящих компонентов . Используют жидкое н атриевое стекло с модулем М = 2,6 — 2,8; перлит с удельной поверхностью 500 см /г химического состава, мас.7.: 810т

72,32-34,76; А1тО g 13,39-14,76;

„„Я0„„1520049 А1

2 электроизоляции шин в многовитковых обмотках магнитов ускорителей заряженных частиц и для межкорпусной электроизоляции ускорителей заряженных частиц, работающих в вакууме и при криогенных температурах. С целью повышения диэлектрических свойств, криогенной стойкости и адгез ии, re рметик содержит, мас . 7: жидкое стекло 40-44; кремнефтористый натрий 2,3-2, 8; полифосфат натрия 3,7-5,5; уайт-спирит 0,3-0,5, окись кальция 1,0-1,7, перлит остальное. Герметик имеет удельное электри— э ческое сопротивление I 3-2,5 10

Ом см, угол диэлектрических потерь

0,04-0,09, предел прочности при отрыве 0,45-0,5 MIla при сдвиге 1,21,5 MIla, криогенную стойкость 0,931,0 ° 2 табл.

Fe О > 0,14 — 1,41; СаО 0,1-1,1; Ng0

0,38-0,61; Кто 4,79-8,21; Бо О,!0О, 34, п.п. и. 2, 33-4,51; кремнефтористый натрий, полифосфат натрия, окись кальция, уайт-спирит..

Пример. Сухие компоненты в количествах, указанных в табл.1, тщательно перемещивают в течение 10-15 мин, затем затворяют жидким стеклом и перемешивают в течение 1 0-15 мин. В предлагаемьп":- состав после жидкого стекла вводят уайт-.спирит и еще перемешивают 3-5 мин.

Из известного и предлагаемого составов готовят образцы в виде

1 520049 дисков диаметром 50 мм и толщиной

5 мм для определения диэлектрических свойств и цилиндры диаметром и высотой 20 мм для определения криогенной стойкости материала.

Для определения предела прочности при сдвиге составы наносят на склеиваемые стальные пластины площадью 90«50 мм с защищенной до блеска поверхностью.

Для определения предела прочности на отрыв составами склеивают

"грибки" с площадью 50v50 мм.

Диэлектрические свойства измеряют на тераомметре Е6-13А, на мосту P-5058.

Криогенную стойкость измеряют как отношение 6,„ „ после 1 0 циклов замораживания образцов в жидком азоте к 5 с„ „,контрольных образцов.

Результаты испытаний приведены в табл.2

Из результатов испытаний, приведенных в табл. 2, видно,что предлагаемая композиция обладает лучшими диэлектрическими свойствами, адгезией и криогенной стойкостью. После

10 циклов выдержки в жидком азоте

-свойства предлагаемой композиции не изменяются. Удельное электрическое сопротивление предлагаемого состава на 10 выше чем у известного г до испытаний, а после цикличного

Ф замораживания в жидком азоте на 10

Адгезия предлагаемого состава к металлу до испытаний выше чем у известного на 20 ., а после испытаний на 50%. Криогенная стойкость предлагаемого состава выше известного на 40-60 .

Повышению диэлектрических свойств жидкостекольных композиций способствуют увеличение кремнеземистого модуля и концентрации растворов щелочного силиката, увеличение плотности материала, медленное его твердение, уменьшение свободной влаги в материале.

Повышению диэлектрических свойств предлагаемого герметика способствует использование в качестве наполнителя перлита — растворяясь в жидком стекле он повышает его мо— дуль.

Герметик наносят на изолируемую поверхность тонким слоем (не бопее

5 мм). Введение в состав герметика уайт-спирита значительно снижает скорость испарения воды иэ материала. Это позволяет частицам колло5 идного кремнезема сильно укрупниться без изменения его заряда. Более крупные мицеллы кремнезема обладают о более низкой энтропией Бzes . Вео щества с меньшей оSz 8 обладают большим удельным сопротивлением.

Медленное испарение влаги способствует образованию более крупной структуры с меньшими внутренними напряжениями, что улучшает адгезионные свойства материала. В силикатном герметике уайт-спирит является также и пластификатором, что позволяет использовать жидкое стекло с э высокой плотностью 1,40-1,42 г/см

Окись кальция вводится для связывания свободных ионов F в недиссоциирующее соединение, так как наличие свободных ионов повышает электропроводимость материала. Ионы кальция связывают также и свободные ионы натрия в соединение Nazp ЗСаО 6Sipz, Введение полифосфата натрия способствует уплотнению структуры герметика и улучшению адгезии, так как между полифосфатом натрия и металлом подложки происходит реакция замещения ионов Na на двухвалентные ионы

Fe с образованием Na4FeP< 01я или

Na

35 При введении менее 3,7 полифосфат натрия не влияет на адгезионные свойства компаунда, при его введении более 5,5 из-за резкого сжатия геля увеличивается усадочная деформация, 40 .Повышаются внутренние напряжения в материале, благодаря которым уменьшаются криогенная стойкость материала и его адгезия.

Повышению криогенной стойкости

45 способствует использование в качестве наполнителя перлита. Благодаря его пористой структуре имеющаяся в материале адсорбционная вода при замерзании не разрывает капиллярные

50 поры а только растягивает их и проч1 ность материала при многократном замораживании и оттаивание не изменяются. Наличие в материале компаунда полифосфата натрия и уайтспирита повышает стойкость материа55. ла к перепаду температур.

Герметик на основе жидкого стекла может быть применен для электроиэоляции шин в многовитко5 152004 вых обмотках магнитов ускорителей заряженных частиц и для межкорпусной электроизоляции ускорителей заряженных частиц, работающих в вакууме и. при криогенных температурах. Композиция на основе жидкого стекла и перлита (аморфного кремнезема) обладает высокой радиацион— ной стойкостью.

Формула изобретения

Таблица!

Содер!канне, мас.i, в составе

Компоненты предлагаемом (г 1 з (известном

1 2 3 1 5

40

44

52

44 48

Жидкое стекло

Кремнефтористый натрий

Трннатрнйфосфат

Зола теплоэлектростанцнй

Полнфосфат натрия

Окись кальция

Уайт-спирит

Перлит

2,5 2,3

7 8 10

4 5 6

2,3

2,8

2,8

45 38 32

3,0

0,5

0,2

54,0

3,7

li0

0,3

52,7

4,6

1,5

0,4

49,0

5,5

1,7

0,5

45,5

6., 5

2, 0

1,0

43,7

Табпицаг

Показатели для состава

Свойства известного

I 1 I

2 3 4 5

l г

Удельное электрическое сопротивлео ние, Ои см

6010 68!О 1 3 10 2510@20 !О 5710 а А А а А

4,0 l 0> 8,7 lоя 1,0 1О" 2,4 О з г,о 107 5,0 I O »

6 6 10 а

4 01Оч

49 10 а

3,3 10

Диэлектрическая проницаемость при т = !о гц

Угол диэлектрических дотерь

Предел прочности, МПа: . прн отрыве 1

l l,8 10,0 9,7, 9,7

13! о о,г

0109 0,05 0,04 Оэ04 Оз08

0,7

0,5

O4!

=2

0,25 о,so

0,50

О,4О

0,23

0 38

0,25

О 97 ь

О,7О

О 49

0,49

О 45 а

О 47

0,47 а

О 30

О;25

0,40! го а—

1,11 а

1 3

l,3

О 7 а

0,7! oo

0,80

О 99

А

0,80

1 50

I,50! го ь

1,оо прн сдвиге

Криогенная стойкость после

10 циклов

О ° 4 0,6 0,93 0,95 1,0 0,7

0,5

0,6

П р и и е ч а н и е. В знаменателе приведены данные после 10 циклов заиораяивания в кидком азоте.

Герметик для изоляции электротехнических установок, включающий жидкое стекло, кремнефтористый натрий, фосфорсодержащую добавку и наполнитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения удельного электрическогo сопротивления, криогенной стойкости и адгез!ш, он содержит уайт-спирит, окись кальция, в качестве фосфорсодержа— щей добавки — полифосфат натрия, в качестве наполнителя — перлит при следующем соотноыении компонентов, мас.X:

Жидкое стекло 40-44

Кремнефтористый нат рий 2,3-2з8

Полифосфат натрия 3,7-5,5

Уайт-спирит 0,3-0,5

Окись кальция 1,0-1, 7

Перлит Остальное