Суспензия для получения токопроводящего покрытия

Авторы патента:

H01B1/24 - Кабели; проводники; изоляторы; выбор материалов для получения требуемых характеристик электрической проводимости, изоляции и диэлектрической постоянной (выбор материалов для получения магнитных свойств H01F 1/00; волноводы H01P; прокладка кабелей и проводка линий электропередачи или объединенных электрических и оптических кабелей или линий электропередачи H02G)

H01B1 - Кабели; проводники; изоляторы; выбор материалов для получения требуемых характеристик электрической проводимости, изоляции и диэлектрической постоянной (выбор материалов для получения магнитных свойств H01F 1/00; волноводы H01P; прокладка кабелей и проводка линий электропередачи или объединенных электрических и оптических кабелей или линий электропередачи H02G)

Владельцы патента RU 2277733:

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова) (RU)

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве пленочных нагревательных покрытий и электронагревателей. Суспензия для получения токопроводящего покрытия включает метасиликат натрия, графит, оксид алюминия, оксид железа (III), карбонат стронция, титанат калия, оксид бария и соляную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: метасиликат натрия 28-30, графит 11-15,5, оксид алюминия 3,5-3,7, оксид железа (III) 3,5-3,7, карбонат стронция 3,5-3,7, титанат калия 4,2-4,5, оксид бария 1,2-1,5, соляная кислота 4,9-5,1, вода остальное. Техническим результатом изобретения является создание токопроводящего покрытия с положительным температурным коэффициентом сопротивления для придания ему высокой сопротивляемости тепловым нагрузкам. 1 табл.

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в производстве пленочных нагревательных покрытий и электронагревателей.

Известна электропроводящая композиция на основе полиацетальной смолы, содержащая оксиметиленовый полимер, электропроводящую сажу и эластомерный полиуретан [Патент РФ №2179762, «Полупроводящая полуацетальная композиция», МПК ⁷ Н 01 В 1/24, С 08 К 3/04, опубл. 20.02.02, бюл. №5].

Известен электропроводящий материал, полученный полимеризацией пропилена на поверхности частиц углеродного материала, предварительно обработанного алюминийорганическим соединением, в присутствии металлоорганической каталитической системы [Патент РФ №2200170, «Способ получения тепло- и электропроводящего материала и материала, полученного этим способом», МПК ⁷ C 08 F 292/00, С 08 L 23/12, С 08 К 3/04 // Н 01 В 1/24, опубл. 10.03.2003, бюл. №7].

Данные составы не могут использоваться для нанесения электропроводящей пленки на материалы с температурой размягчения ниже 2200°С, например стекло.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является суспензия для получения токопроводящего покрытия, содержащая метасиликат натрия, графит, воду, оксид алюминия и оксид железа (III) при следующем содержании компонентов, мас.%:

Метасиликат натрия	18-26
Графит	10-20
Оксид алюминия	4-12
Оксид железа (III)	4-12
Вода	Остальное

[А.с. СССР №1791852, «Суспензия для получения токопроводящего покрытия», МПК⁵ Н 01 В 1/00, опубл. 30.01.93, бюл. №4].

Недостатком известной пленки является отрицательный температурный коэффициент сопротивления, что придает пленочному покрытию низкую сопротивляемость тепловым нагрузкам.

Изобретение направлено на создание токопроводящего покрытия с положительным температурным коэффициентом сопротивления для придания ему высокой сопротивляемости тепловым нагрузкам.

Это достигается тем, что суспензия, включающая метасиликат натрия, графит, оксид алюминия и оксид железа (III), дополнительно содержит карбонат стронция, титанат калия, оксид бария и соляную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Метасиликат натрия	28-30
Графит	11-15,5
Оксид алюминия	3,5-3,7
Оксид железа (III)	3,5-3,7
Карбонат стронция	3,5-3,7
Титанат калия	4,2-4,5
Оксид бария	1,2-1,5
Соляная кислота	4,9-5,1
Вода	Остальное

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав суспензии отличается от известного введением новых компонентов, а именно: карбоната стронция, титаната калия, оксида бария и соляной кислоты. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна». Анализ известных токопроводящих составов показал, что для получения свойств пленок, какие они проявляют в заявляемом решении, а именно наличие положительного температурного коэффициента сопротивления в графитовой системе, приводящего к высокой сопротивляемости тепловым нагрузкам; предложенный состав ингредиентов используется впервые и полученный результат не обусловлен известными свойствами новых компонентов. Таким образом, данный состав придает пленке новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».

Для экспериментальной проверки заявляемого состава было изготовлено несколько составов смесей ингредиентов, пять из которых представлены в таблице. Смеси получали простым смешиванием компонентов. Суспензию кистью наносили на поверхность слюдяных пластин. Толщина пленки - 0,2-0,4 мм.

Образцы слюдяных пластин с нанесенной пленкой прокаливали при температуре 300°С в течение 5-7 часов. В таблице представлены полученные свойства образцов, прошедших термическую обработку с различным соотношением ингредиентов.

№ пп	Соотношение компонентов, мас. %.	Температурный коэффициент сопротивления, α_R, Ом/°С	Примечание
1	Метасиликат натрия - 28,5; графит - 14; оксид алюминия - 3,6; оксид железа (III) - 3,6; карбонат стронция - 3,6; титанат калия - 4,3; оксид бария - 1,4; соляная кислота - 5; вода - 36.	20
2	Метасиликат натрия - 30; графит - 11; оксид алюминия - 3,7; оксид железа (III) - 3,7; карбонат стронция - 3,7; титанат калия - 4,5; оксид бария - 1,2; соляная кислота - 5,1; вода - 37,1.	15
3	Метасиликат натрия - 28; графит - 15,5; оксид алюминия - 3,5; оксид железа (III) - 3,5; карбонат стронция - 3,5; титанат калия - 4,2; оксид бария - 1,5; соляная кислота - 4,9; вода - 35,4.	15
4	Метасиликат натрия - 35; графит - 14; оксид алюминия - 3,5; оксид железа (III) - 3,5; карбонат стронция - 2,8; титанат калия - 5,7; оксид бария - 0,7; соляная кислота - 5; вода - 29,8.	-0,5	Отрицательный температурный коэффициент сопротивления, вспучивание при сушке
5	Метасиликат натрия - 18; графит - 14; оксид алюминия - 3,6; оксид железа (III) - 3,5; карбонат стронция - 3,5; титанат калия - 4,2; оксид бария - 2,8; соляная кислота - 5; вода - 45,4.	-10	Низкая прочность пленочного покрытия, отрицательный температурный коэффициент сопротивления

Суспензия предлагаемого состава (пп.1-3) обладает положительным температурным коэффициентом, что придает пленочному покрытию высокую сопротивляемость тепловым нагрузкам и, следовательно, позволяет повысить срок службы изделий.

Из таблицы следует, что уменьшение содержания силиката натрия ниже 28% нецелесообразно из-за уменьшения прочности пленки и снижения тепловой нагрузки. Увеличение содержания метасиликата натрия более 30% приводит к вспучиванию покрытия при термообработке и исчезновению положительного температурного коэффициента сопротивления.

При выходе из оптимальных пределов концентраций оксида алюминия и оксида железа наблюдается снижение механической прочности и тепловой нагрузки пленочного покрытия.

Избыточное содержание графита нежелательно из-за малого омического сопротивления и исчезновения положительного температурного коэффициента сопротивления. Содержание графита менее 11% приводит к резкому увеличению сопротивления, что отрицательно сказывается на технологических характеристиках пленочного покрытия (снижение температуры греющей поверхности).

Выход из оптимальных пределов концентраций карбоната стронция, оксида бария и титаната калия приводит к снижению температурного коэффициента сопротивления. Оптимальная концентрация соляной кислоты регулирует рН суспензии.

Суспензия стабильна при оптимальных концентрациях в течение трех месяцев, в течение этого времени она может храниться в герметичной таре при комнатной температуре без увеличения вязкости и потери функциональных свойств.

Суспензия для получения токопроводящего покрытия, включающая метасиликат натрия, графит, оксид алюминия и оксид железа (III), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбонат стронция, титанат калия, оксид бария и соляную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Метасиликат натрия	28-30
Графит	11-15,5
Оксид алюминия	3,5-3,7
Оксид железа (III)	3,5-3,7
Карбонат стронция	3,5-3,7
Титанат калия	4,2-4,5
Оксид бария	1,2-1,5
Соляная кислота	4,9-5,1
Вода	Остальное

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сооружении опорных конструкций подстанций, распределительных устройств и других электроустановок, предназначенных для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц в сетях в диапазоне напряжений 35, 110, 150, 220 кВ.

Электропроводящая параарамидная пульпа // 2265680

Изобретение относится к получению электропроизводящей пульпы для изготовления бумаги, армирования полимерных материалов, упаковочной пленки. .

Протонный проводник, способ его получения и электрохимическое устройство с его использованием // 2265257

Изобретение относится к области электротехники, в частности к протонному (Н+) проводнику, способу его получения и электрохимическому устройству с его использованием.

Электроактивный полимер и материал на его основе // 2256967

Изобретение относится к области электротехники. .

Электропроводящая резистивная композиция // 2240616

Изобретение относится к электропроводящей резистивной композиции и может быть использовано при изготовлении нагревательных и резистивных элементов в бытовых и промышленных электроприборах.

Электропроводный термопластичный эластомер и изделие из него // 2237303

Изобретение относится к области электрорадиотехники, в частности к электропроводным термопластичным эластомерам, а также герметизирующим и/или экранирующим электромагнитные помехи изделиям, содержащим по существу неэлектропроводный материал матрицы и электропроводный наполняющий компонент, содержащий металл.

Композиционный резистивный саморегулирующийся нагревательный материал // 2237302

Изобретение относится к области электротехники, в частности к композиционным резистивным электропроводящим материалам, и может быть использовано при изготовлении резисторов и нагревательных элементов, используемых в системах обогрева.

Полимерная композиция // 2234156

Изобретение относится к полимерной композиции. .

Коллоидные изолирующие и охлаждающие жидкости // 2229181

Приемное устройство с двухэтапным поиском шумоподобного сигнала по частоте и задержке // 2209478

Способ получения длинномерного композиционного провода на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений // 2276418

Изобретение относится к области технической сверхпроводимости, в частности к технологии получения длинномерных композиционных многожильных проводов на основе высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) соединений, предназначенных для создания электротехнических изделий.

Способ получения длинномерного композиционного провода на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений // 2276417

Оптический кабель связи // 2276416

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в конструкциях волоконно-оптических линий связи, проложенных в коллекторах, тоннелях и земле.

Способ получения тетрафторсилана, метод анализа примесей в тетрафторсилане и газ на его основе // 2274603

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения тетрафторсилана и газу на его основе. .

Комбинированный сверхпроводник // 2273906

Изобретение относится к области прикладной сверхпроводимости и может быть использовано для изготовления сверхпроводников при сильно механически нагруженных сверхпроводящих обмоток (с напряжением проводника больше 100 МПа при работе), а также для сверхпроводящих обмоток и устройств, работающих в переменных режимах, например сверхпроводящих индуктивных накопителей энергии, дипольных и квадрупольных магнитов для ускорителей заряженных частиц.

Зажим наборный проходной // 2273905

Изобретение относится к области электротехники и может быть предназначено для соединения медных или алюминиевых проводников при размещении их в стационарных установках и на подвижных транспортных средствах.

Симметричный высокочастотный экранированный кабель // 2273904

Изобретение относится к одной из отраслей электротехнической промышленности - кабельной технике, более конкретно, к симметричным высокочастотным экранированным кабелям для передачи данных.

Модульная электроустановка и ее приемный узел // 2267843

Соединение, имеющее высокую электронную проводимость, электрод для электрохимической ячейки, содержащий это соединение, способ изготовления электрода и электрохимическая ячейка // 2279148

Изобретение относится к области электротехники, в частности к соединению, имеющему высокую электронную проводимость и характеризующемуся тем, что оно относится к типу АВСО(х- )Hal(у- ) со структурой калиевоникелевого флюорита, причем х+у=4, и лежат в интервале между -0,7 и +0,7