Состав для получения теплопроводного влагостойкого теплоаккумулирующего материала

 

Изобретение относится к составам для получения полимерных композитов с фазопереходными наполнителями, в частности, предназначенным для обеспечения тепловых режимов тепловыделяющих элементов радиоэлектронной аппаратуры большей мощности, работающей в условиях повышенной влажности. Целью изобретения является повышение тепловой емкости и способности материала удерживать фазопереходный наполнитель (ФПН). Цель достигается тем, что состав для получения фазопереходного материала, состоящий из влагостойкого ФПН, отверждаемого на холоду связующего и тонкодисперсной минеральной добавки - алюминиевой пудры, содержит в качестве влагостойкого ФСН горный воск (ТУ 39-232-81), а в качестве связующего - эпоксидную смолу ЭД-16 или ЭД-20 (ГОСТ 10597-76) с аминным отвердителем УП 583 (ТУ 6-09-4227-76) или Л-20 (ТУ 6-05-241-202-78) при следующем соотношении компонентов, мас.%: горный воск 44 - 56; алюминиевая пудра 25 - 36; эпоксидная смола с отвердителем 13 - 31. Энергоемкость материала 110 - 125 Дж/г, теплопроводность 0,92 - 1,95 Вт/м · К, потери массы при 120^oС за 2 ч 0,4 - 0,8%, равновесное влагосодержание при относительной влажности воздуха 98% (25^oС) 0,9 - 1,0 относительно.%. 1 табл.

Изобретение относится к составам для получения полимерных композитов с фазопереходными наполнителями (ФПН), в частности, предназначенным для обеспечения тепловых режимов тепловыделяющих элементов радиоэлектронной аппаратуры (ТВЭ РЭА) большой мощности в условиях повышенной влажности. Целью изобретения является повышение тепловой емкости и способности материала удерживать фазопереходный наполнитель. П р и м е р. Фарфоровую ступку с навеской горного воска (ТУ 39-232-81), равной 50 г (50 мaс.), помещают в термошкаф с температурой 90±5^оС и после полного расплавления и разогрева при перемешивании добавляют 30 г (30 мас.) алюминиевой пудры (ГОСТ 5444-71). Затем, контролируя температуру в ступке (не более 90^оС), при непрерывном перемешивании добавляют эпоксидную смолу ЭД 16 или ЭД 20 в количестве 20 г (20 мас.) (ГОСТ 10597-76), предварительно совмещенную при комнатной температуре с отвердителем УП 583 (ТУ 6-09-4227-76) (содержание отвердителя 25 мас. от массы смолы) или с отвердителем Л-20 (ТУ 6-05-241-202-78) (содержание отвердителя 35 мас. от массы смолы). Композицию тщательно гомогенизируют в течение 1 мин и наносят на РЭА или заливают в форму. После отверждения в течение суток материал готов к эксплуатации. Энергоемкость составов определяют на дериватографе "Паулик, Паулик и Эрдей" по стандартной методике с точностью 3% теплопроводность на приборе ИТ-Л-400 по методике к прибору с точностью 10% стабильность композиций при смешении и деформацию образцов при термообработке определяют визуально. Потери массы определяют на образцах кубической формы (высота грани 200 мм) после термообработки при 120^оС в течение 2 ч. Точность взвешивания 0,01 г. Равновесное влагосодержание определяют путем помещения измельченных образцов материалов в эксикатор с относительной влажностью воздуха 98% при 25^оС и выдержкой до постоянной массы при указанных условиях. Точность взвешивания 0,0002 г. Энергоемкость полученного материала 110 Дж/г, теплопроводность 1,53 Вт/м. К, потери массы при термообработке в течение 2 ч при 120^оС 0,4% от начальной, композиция при смешении стабильна, равновесное влагосодержание при относительной влажности воздуха 98% и температуре 25^оС 0,9% Свойства материала неизменны при использовании перечисленных марок смол и отвердителей. Горный воск (ТУ 39-232-81) получают путем экстракции углеводородным растворителем из бурого угля. Он является сложной смесью жирных кислот, спиртов, эфиров, асфальтенов, нафтенов и т.п. веществ и смол. В качестве связующего в составе используют эпоксидную смолу марки ЭД-16 или ЭД-20 (ГОСТ 10597-76) с аминным отвердителем УП 583 (ТУ 6-08-4227-76) (25 мас. от смолы) или Л-20 (ТУ 6-05-241-202-78) (35 мас. от смолы). Связующее отличается повышенной адгезией к большинству типов поверхностей, а также обеспечивает готовому материалу стойкость к механическим и вибрационным воздействиям при использовании его в составе аппаратуры. Содержание связующего в композите должно быть в пределах 13-31 мас. при меньшем его содержании не образуется сплошной матрицы, а при большем тепловая емкость материала уступает прототипу. Содержание алюминиевой пудры должно быть в пределах 25-36 мас. При меньшем ее содержании структурирование композита неэффективно, а при большем композиция становится малопластичной и требуются значительные усилия при гомогенизации и нанесении ее на РЭА, что может повредить аппаратуру. Содержание горного воска в составе должно быть в пределах 44-56 мас. при меньшем содержании тепловая емкость материала ниже, чем у прототипа, а при большем наблюдается деформация образцов фазопереходного материала во время термообработки и увеличение потерь ФПН до уровня прототипа (см.таблицу). Свойства предложенного материала при различном соотношении ингредиентов и материала по прототипу представлены в таблице. Данные получены после проведения 30 циклов нагрев-охлаждение. Технология приготовления материала в широких пределах не сказывается на его свойстваx: температура не должна превышать 90^оС из-за значительного ускорения структурообразования связующего, длительность смешения перед нанесением композита не более 1 мин. Использование изобретения позволит повысить надежность и качество термостабилизации РЭА, особенно при высоких тепловыделениях, за счет повышения тепловой емкости и способности материала удерживать фазопереходный наполнитель при температурах выше 80^оС.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОГО ВЛАГОСТОЙКОГО ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, включающий влагостойкий фазопереходный наполнитель, отверждаемое связующее и алюминиевую пудру, отличающийся тем, что, с целью повышения тепловой емкости и способности материала удерживать фазопереходный наполнитель, состав содержит в качестве влагостойкого фазопереходного наполнителя горный воск, а в качестве отверждаемого связующего - эпоксидную смолу с отвердителем при следующем соотношении компонентов, мас.%: Горный воск - 44 - 56 Алюминиевая пудра - 25 - 36 Эпоксидная смола с отвердителем - 13 - 31

РИСУНКИ

Рисунок 1