Композиция связующего для слоистого электроизоляционного материала

 

Изобретение относится к получению композиции эпоксидного связующего для получения огнестойких слоистых пластиков, преимущественно фольгированных, применяемых в радиотехнике, электротехнике, электронной технике и других отраслях промышленности, где требуются негорючие электроизоляционные материалы. Технической задачей изобретения является повышение огнестойкости материала, снижение стоимости и упрощение технологии приготовления композиции связующего при сохранении прочностных и электроизоляционных свойств слоистых материалов. Технический результат достигается тем, что композиция связующего, включающая эпоксидную диановую смолу, тетрабромдифенилпропан, отвердитель смесь ароматических диаминов и органический растворитель, дополнительно содержит 3,3ʹ дихлор 4,4ʹ - диаминодифенилметан, катализатор отверждения и гликолят мышьяка (III) в виде его 50 90%-ного раствора в этиленгликоле или этилцеллозольве при следующем соотношении компонентов, мас. ч. эпоксидная диановая смола 100,0; тетрабромдифенилолпропан 6,0 15,0; смесь 4,4ʹ диаминодифенилметана и 3,3ʹ дихлор 4,4ʹ- диаминодифенилметана 8,2 - 15,5; гликолят мышьяка (III) в виде 50 90%-ного раствора в этиленгликоле или этилцеллозольве 5,8 50,2; катализатор отверждения 0,2 0,4; органический растворитель 135,0 205,0. 2 табл.

Изобретение относится к получению эпоксидных связующих для негорючих (огнестойких) электроизоляционных слоистых пластиков, преимущественно фольгированных стеклопластиков, применяемых в радиотехнике, электротехнике, электронной технике и других областях техники, где требуются негорючие материалы.

Известна композиция эпоксидного связующего для получения армированных материалов, преимущественно, фольгированных диэлектриков, включающая, мас.ч. эпоксидная диановая смола (ЭД-20, ЭД-8, ЭД-22) 76-89; отвердитель органические полиамины диаминодифенилсульфон 2,5-12,0; 4,4'-диамино-3,3'-диоксидифенилметан 5-24; органические растворители (толуол, ацетон, амидные растворители) 120-150 (1).

Известная композиция обеспечивает получение материала с хорошими электроизоляционными и прочностными свойствами: прочность сцепления фольги с основанием диэлектрика при 135^оС и 15 ч 400-420 кг/см², удельное объемное сопротивление 2,3˙10¹⁵ Ом˙см, удельное поверхностное сопротивление 2,2˙10¹⁶ Ом, но данный материал не относится к числу огнестойких материалов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является композиция эпоксидного связующего для получения электроизоляционного слоистого пластика, включающая эпоксидную смолу (ЭД-20, ЭД-8 и др. ). 100 мас.ч. отвердитель смесь ароматических диаминов смесь 4,4'-диаминодифенилметана и 4,4'-диаминодифенилсульфона в отношении от 1: 2 до 1:3 20,09-21,45 мас.ч. антипирен (огнестойкую добавку) тетрабромдифенилолпропан (ТБДП) 54,4 мас.ч. органические растворители, количество которых определяется технологическими показателями для необходимой степени пропитки стеклоткани (Технологический процесс изготовления стеклопластиков, ТУ 6-14-415-60) (2).

Существенными недостатками этой композиции являются: огнестойкость диэлектрика на основе этой композиции не ниже 16 с, а по современным требованиям МЭК этот показатель не должен превышать 10 с; прочность на отслаивание фольги от основания для этого диэлектрика не превышает 4,0 Н; антипирен ТБДП является дефицитным продуктом.

Целью изобретения является повышение огнестойкости, снижение себестоимости и упрощение технологии приготовления композиции связующего при сохранении прочностных и электрических свойств фольгированных слоистых материалов.

Данная техническая задача достигается тем, что в композиции связующего для слоистого электроизоляционного материала, включающей эпоксидную диановую смолу, тетрабромдифенилолпропан в качестве антипирена, отверждающую систему, содержащую 4,4'-диаминодифенилметан, и органический растворитель, отверждающая система дополнительно содержит 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан при соотношении 4,4'-диаминодифенилметана и 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметану от 1: 1 до 1:2 и катализатор отверждения комплексное соединение трехфтористого бора с аминами и в качестве антипирена дополнительно гликолят мышьяка (III) ввиде 50-90%-ного раствора в этиленгликоле или ацетоне, толуоле, этилцеллозольве, диоксане при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 100,0 Тетрабромдифенилол- пропан 6,0-15,0 Смесь 4,4'-диаминодифе- нилметана и 3,3'-дихлор- 4,4'-диаминодифенилметана при соотношении от 1:1 до 1:2 8,2-15,5 Катализатор отверждения 0,2-0,4 Гликолят мышьяка (III) в
виде 50-90%-ного раствора
в этиленгликоле или аце-
тоне, толуоле, этилцелло- зольве, диоксане 5,8-50,2
Органический раство- ритель 135,0-205,0
В качестве эпоксидных смол в составе используют различные эпоксидные диановые смолы, обычно применяемые в аналогичных пропиточных композициях для стеклопластиков,такие как, например, ЭД-20, ЭД-8, ЭД-16, ЭД-19, ЭД-14, Э-23, Э-44 (ГОСТ 10587-76).

Используемый в качестве антипирена гликолят мышьяка (III) в виде раствора в органическом растворителе (этиленгликоль, ацетон, толуол, этилцеллозольв, диоксан) получают путем реакционного взаимодействия мышьяковистого ангидрида с гликолем (этиленгликолем) в соотношении 1:1 или 1:2 с последующим растворением полученного гликолята мышьяка (III) в одном из указанном органическом растворителе до получения 50-90%-ного раствора.

При этом, для получения гликолята мышьяка (III) используют как чистый технический мышьяковистый ангидрид, так и мышьяковистый ангидрид в виде различных отходов различных металлургических производств, содержащих значительное количество мышьяка в виде оксида, например, мышьяковистая пыль, образующаяся при очистке технологических газов металлургических производств, пыль электрофильтров (ТУ 48-0222-12-78, мышьяковистая пыль). Последняя содержит > 50% As и < 2% Sn, а также незначительное количество Fe, Cu, S, Mn, Ti, Ni в виде оксидов.

Используемый гликолят мышьяка представляет собой прозрачную жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета без специфического запаха.

В качестве органического растворителя в композиции используют различные органические растворители, такие как, например, ацетон, толуол, спирт этиловый и другие, как в отдельности, так и их смеси.

Отверждающая система для заявляемой композиции связующего представляет собой смесь ароматических диаминов: 4,4'-диаминодифенилметана (ДАДФМ) ТУ 6-14-415-70 и 3,3'-дихлор 4,4'-диаминодифенилметана (Диамет Х) ТУ 6-14-980-73 и кислотного катализатора отверждения серии УП-605 комплексных соединений трехфтористого бора с аминами: УП-605/1-ТУ 15 П2419-68, комплекс трехфтористого бора с анилином, УП-605/3 ТУ 6-09-6099, комплекс трехфтористого бора с бензиламином, УП-605/5-ТУ-6-09-6100-69, комплекс трехфтористого бора с п-толуиди- ном.

П р и м е р 1. 100 мас.ч. эпоксидной диановой смолы ЭД-20 растворяют в органическом растворителе ацетоне. В полученный раствор вводят 6 мас.ч. тетрабромдифенилолпропана, 8,2 мас.ч. отвердителя: смеси 4,4'-диаминодифенилметана и Диамета Х в соотношении 1:1 и 0,2 мас.ч. катализатора отверждения УП-605/1.

Далее в раствор вводят 5,8 мас.ч. антипирена 50%-ного раствора гликолята мышьяка (III) в этиленгликоле.

Полученной композицией эпоксидного связующего пропитывают стеклоткань марки Э-1-1-100-18 или бумагу. Стеклоткань или бумагу сушат при 100-110^оС в течение 5-15 мин. Пропитанную стеклоткань или бумагу (препрег) нарезают на листы, собирают в пакет, облицовывают c одной или двух сторон медной гальваностойкой фольгой и прессуют.

Режим прессования: выдержка при удельном давлении 4 МПа и при 160^оС 2,5 ч для стеклоткани и бумаги, а для стеклогетинакса при удельном давлении 6 МПа и температуре 160^оС тоже 2,5 ч.

П р и м е р ы 2-9 сведены в табл.1 и иллюстрируют изобретение при различных соотношениях компонентов.

Таким образом, использование в качестве антипирена гликолята мышьяка (III) в виде раствора в органическом растворителе, выбранном из группы, включающей этиленгликоль, ацетон, толуол, этилцеллозольв, диоксан (50-90%-ные растворы) позволяют не только повысить огнестойкость, но и улучшает (упрощает) технологию приготовления связующего, существенно способствует ее удешевлению.

В табл. 2 представлены данные по свойствам фольгированных диэлектриков, изготовленных с использованием связующего по заявленному изобретению (примеры 3, 4 свойства стеклотекстолитов, 5, 6 стеклогетинаксов, 7, 8 гетинаксов).

Сама композиция имеет жизнеспособность 10-20 мин при 170^оС, а при комнатной температуре до 17 сут.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения и известного уровня техники позволяет сделать вывод о том, что заявленное изобретение отвечает требованиям "новизна", "изобретательский уровень техники" и промышленно применимо.

Формула изобретения

КОМПОЗИЦИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ СЛОИСТОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающая эпоксидную диановую смолу, тетрабромдифенилолпропан в качестве антипирена, отверждающую систему, содержащую 4,4ʹ -диаминодифенилметан, и органический растворитель, отличающаяся тем, что отверждающая система дополнительно содержит 3,3ʹ -дихлор- 4,4ʹ -диаминодифенилметан при соотношении 4,4ʹ -диаминодифенилметана и 3,3ʹ -дихлор- 4,4ʹ -диаминодифенилметана 1:1 и катализатор отверждения комплексное соединение трехфтористого бора с аминами и в качестве антипирена дополнительно гликолят мышьяка (III) в виде 50-90% -ного раствора в этиленгликоле или ацетоне, толуоле, этилцеллозольве, диоксане при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 100
Тетрабромдифенилолпропан 6 15
Смесь 4,4ʹ -диаминодифенилметана и 3,3ʹ -дихлор-4,4ʹ -диаминодифенилметана при их соотношении 1:1 8,2 15,5
Катализатор отверждения 0,2-0,4
Гликолят мышьяка (III) в виде 50-90%-ного раствора в этиленгликоле или ацетоне, толуоле, этилцеллозольве, диоксане 5,8-50,2
Органический растворитель 135-205

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2