Электроизоляционный пропиточный лак

Авторы патента:

Биржин Александр Павлович (RU)

Лапина Алла Викторовна (RU)

Сидоренко Константин Степанович (RU)

Лебедев Владимир Иванович (RU)

Евтушенко Юрий Михайлович (RU)

Крушевский Георгий Александрович (RU)

Иванов Владимир Викторович (RU)

Николаева Оксана Васильевна (RU)

H01B3/30 - смолы; воски; парафины

Владельцы патента RU 2320040:

ЗАО "Электроизолит" (RU)

Изобретение относится к электроизоляционным лакам, предназначенным для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов класса нагревостойкости F (155°С). Техническим результатом изобретения является использование более дешевых, доступных и относительно безопасных сшивающих агентов, повышение доли нелетучих веществ в лаке, повышение жизнеспособности лака и цементирующей способности отвержденного состава. В предложенном лаке в качестве сшивающих агентов используют эпоксидно-диановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 16-18% и малобутанолизированную меламино-формальдегидную смолу, а в качестве катализаторов отверждения лака при 140°С используют комплекс на основе тетрабутоксититана и 2-метилимидазола. Растворителями лака являются ксилол и циклогексанон. Предлагаемая рецептура лака предусматривает использование сырьевых материалов в соотношении, вес.ч.: гидроксилсодержащий олигоэфир 37-44, эпоксидно-диановая смола 17,9-19,0, малобутанолизированная меламиноформальдегидная смола 17,9-19,0, 2-метилимидазол 0,09-0,1, тетрабутоксититан 0,41-0,43, циклогексанон 0,42-0,56, ксилол 14-16. 2 табл.

Изобретение относится к электроизоляционным лакам, предназначенным для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов класса нагревостойкости F (155°С).

Известны лаки класса нагревостойкости F (155°С) на основе гидроксилсодержащих олигоэфиров, блокированных полиизоцианатов и органических растворителей. [Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева. Т.1. М.: Энергоатомиздат, 1986. 367 с.; В.В.Астахин, В.В.Трезвов, И.В.Суханова. Электроизоляционные лаки. М.: Химия. 1981. 216 с.].

Наиболее близким к предлагаемому является пропиточный лак [К.С.Сидоренко, Э.И.Хофбауэр, С.А.Герус и др. А.С. №1010663. Б.И. №13. 1983], в состав которого входят следующие сырьевые материалы (вес. ч.):

- Гидроксилсодержащий олигоэфир	60-65
- Сшивающие агенты, в том числе:
- Блокированный полиизоцианат	35-40
- Эпоксидная смола	5-10
- ε-капролактам	2,5-5,0
- Органический растворитель	100-120

Недостатком этого лака является использование дорогостоящего, дефицитного и токсичного блокированного полиизоцианата, относительно высокая вязкость при невысоком содержании нелетучих веществ, ограниченная жизнеспособность лака и невысокая цементирующая способность отвержденного состава.

Цель изобретения - использование более дешевых, доступных и относительно безопасных сшивающих агентов, повышение доли нелетучих веществ в лаке, повышение жизнеспособности лака и цементирующей способности отвержденного состава.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сшивающих агентов используют эпоксидно-диановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 16-18% и малобутанолизированную меламино-формальдегидную смолу, а в качестве катализаторов отверждения лака при 140°С используют комплекс на основе тетрабутоксититана и 2-метилимидазола. Растворителями лака являются ксилол и циклогексанонон. Предлагаемая рецептура лака предусматривает использование сырьевых материалов в соотношении, вес.ч.:

гидроксилсодержащий олигоэфир	37-44
эпоксидно-диановая смола	17,9-19,0
малобутанолизированная
меламиноформальдегидная смола	17,9-19,0
2-метилимидазол	0,09-0,11
тетрабутоксититан	0,41-0,43
циклогексанон	0,42-0,56
ксилол	14-16

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Изготовление олигоэфира

Олигоэфир получают конденсацией 32,3 вес.ч. диметилтерефталата, 14,0 вес.ч. олеиновой кислоты, 10,2 вес.ч. глицерина, 11,7 вес.ч. диэтиленгликоля, 1,7 вес.ч. уплотненного льняного масла в присутствии 0,3% (от веса диметилтетерефталата) ацетата цинка при температуре 180-220°С. Конечный продукт содержит 4,5% гидроксильных групп, кислотное число 2,7 мг КОН/г. Олигоэфир растворяют при 65-70°С в смеси ксилол:циклогексанон (9:1) в соотношении 65:35 и охлаждают.

Пример 2. Получение катализатора отверждения лака

В стеклянную колбу прибавляют 0,04 вес.ч. тетрабутоксититана, 0,09 вес.ч. 2-метилимидазола и 0,70 вес.ч. циклогексанона. Смесь нагревают до 60-70°С при перемешивании до получения однородного прозрачного раствора. Полученный катализатор вводят в лак в виде горячего расплава.

Пример 3. Получение лака

К раствору полиэфира (43, 9 вес.ч.) при перемешивании прибавляют эпоксидную (13,1 вес.ч.) и меламино-формальдегидную (13,5 вес.ч.) смолы. После получения однородного раствора прибавляют катализатор - расплав смеси (60-70°С) тетрабутоксититана и 2-метилимидазола. Готовый лак перемешивают до получения однородного состава и фильтруют.

Примеры 4-9. Получение лака

Лаки готовят согласно примеру 3 и в соответствии с рецептурами, представленными в табл.1.

Испытания полученных систем показали, что лаки по примерам 7 и 8 не отверждаются в толстом слое. При хранении лака, приготовленного по примеру 9, в течение 2-30 суток из раствора выпадает осадок, который не растворяется в органических растворителях.

Сопоставление свойств лаков позволяет сделать вывод о снижении содержания летучих веществ по сравнению с известными составами, что позволяет снизить долю побочных продуктов для последующей утилизации. Применение меламино-формальдегидной смолы взамен блокированного изоцианата (токсичный продукт) существенно снижает стоимость лака, а также благоприятно влияет на экологическую обстановку. В отличие от блокированных фенолом полиизоцианатов, меламино-формальдегидная смола практически не отверждает полиэфир при нормальных условиях, что способствует повышению жизнеспособности состава. Эпоксидная смола повышает цементирующую способность отвержденного пропиточного состава в обмотках электрических машин на 10-40% по сравнению с известными составами.

Важную роль играет система применяемых катализаторов - 2-метил-имидазола и тетрабутоксититана. Указанные катализаторы, вводимые по отдельности в лак, не оказывают каталитического действия на процесс отверждения. С другой стороны, введение чистого 2-метилимидазола в лак приводит к образованию микрогелей в процессе хранения готового продукта. Таким образом, синергизм действия применяемых катализаторов достигается путем введения их в виде раствора комплекса переноса заряда (КПЗ) в циклогексаноне. Установлено, что мольное соотношение 2-метилимидазола и тетрабутоксититана (1:1) или небольшой избыток последнего в составе комплекса является оптимальным и не приводит к высаждению катализатора в процессе хранения лака.

Анализ известного и предлагаемого лаков (табл.2) показывает, что сопоставимые с известным технические характеристики предлагаемого лака могут быть получены при использовании менее дорогостоящих и токсичных сырьевых материалов, обеспечивающих более высокую жизнеспособность лака и позволяющих снизить долю побочных продуктов в процессе его переработки.

Таблица 1.
Рецептуры лаков по примерам 4-9
Компоненты	Содержание, весовых частей, в лаке по примеру
4	5	6	7	8	9
1. Гидроксилсодержащий олигоэфир (раствор)	43,9	38,0	37,0	35,0	39,0	38,4
2. Эпоксидная смола	13,1	18,5	19,0	17,1	18,1	18,1
3. Меламиноформальдегидная смола	13,5	18,2	17,9	18,5	18,4	18,3
4. 2-метилимидазол	0,09	0,11	0,09	0,10	-	0,10
5. Тетрабутоксититан	0,04	0,43	0,41	-	0,43	0,86
6. Циклогексанон	0,70	0,56	0,42	0,70	-	0,70
7. Ксилол	16,3	14,2	13,2	13,4	14,0	14,6

Таблица 2.
Технические характеристики лаков
Характеристики	Лак по примеру	Лак по прототипу
	4	5	6	(сравнительный)
1. Вязкость по вискозиметру ВЗ-4 при (20±0,5)°С
- исходная	54	55	104	59
- через 6 мес	56	56	110	92
2. Содержание нелетучих веществ, %	55,5	59,7	62,9	54
3. Продолжительность просыхания в толстом слое при (140±2)°С, %	6,0	6,0	6,0	4,0(130°)
4. Продолжительность высыхания лаковой пленки при (140±2)°С, мин	60	60	60	20(130°)
5. Цементирующая способность при 15-35°С	505	445	658	405
6. Удельное объемное сопротивление, Ом×м
при 15-35°С	5.9×10¹³	1.2×10¹³	1.2×10¹³	5.7×10¹³
при (155±2)°С	3,8×10¹⁰	6,4×10¹¹	1,2×10¹⁰	1.1×10⁹
7. Электрическая прочность, МВ/м,
при 15-35°С	98,2	88,0	97,0	102,2
при (155±2)°С	65,5	60,0	86,0	80,0

Электроизоляционный пропиточный лак класса нагревостойкости F (155°С), включающий гидроксилсодержащий олигоэфир, отвердитель и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве отвердителей он содержит малобутанолизированную меламино-формальдегидную и эпоксидно-диановую (массовая доля эпоксидных групп 16-18%) смолы и дополнительно содержит комплекс на основе 2-метилимидазола и тетрабутоксититана в качестве катализатора при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

гидроксилсодержащий олигоэфир	37-44
эпоксидно-диановая смола	17,9-19,0
малобутанолизированная
меламиноформальдегидная смола	17,9-19,0
2-метилимидазол	0,09-0,11
тетрабутоксититан	0,41-0,43
циклогексанон	0,42-0,56
ксилол	14-16

Изобретение относится к электроизоляционным материалам, а именно к связующему на основе синтетических смол для изготовления слоистых пластиков или стеклотекстолитов, используемых, например, в изоляции низковольтной аппаратуры.

Смесь полимеров и способ ее приготовления // 2287198

Изобретение относится к электропроводной смеси полимеров и к способу ее приготовления. .

Композиция для наполнения кабелей // 2257395

Изобретение относится к приготовлению композиций для наполнения кабелей, используемых в области дистанционной передачи данных. .

Электроизоляционный материал для высокого напряжения // 2210826

Электроизоляционная композиция // 2156003

Изобретение относится к области электротехники, а именно кабельной техники, и может быть использовано для изготовления изоляции в различных марках кабелей, в особенности для изоляции гибких кабелей взамен резиновой изоляции.

Композиция для оболочки кабеля // 2137788

Сшивающаяся полимерная композиция для электрической изоляции высоковольтных кабелей // 1594617

Изобретение относится к сшивающимся полимерным композициям для производства электротехнических изделий различного назначения, в том числе кабельных изделий. .

Пленочный материал со слоистой структурой // 1436894

Изобретение относится к технологии изготовления слоистых пленочных электроизоляционных материалов, используемых в электротехнической .промьшшенности. .

Способ получения двухслойного изоляционного покрытия // 1412998

Изобретение относится к способам получения изоляционных покрытий, состоящих из двух слоев, и может быть использовано.в кабельной промышленности для изоляции проводов.

Сшиваемая полимерная композиция // 1100287

Электроизоляционная композиция // 2456693

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, пониженным выделением хлористого водорода при горении, улучшенными физико-механическими свойствами, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности

Композиция для закрепления обмоточных изделий // 2459848

Изобретение относится к композициям для закрепления обмоточных изделий, в частности электрических обмоток в электрическом оборудовании, которые обеспечивают отличные пропитывающие свойства, а также хорошую электрическую изоляцию и теплопроводность

Способ изготовления тепловой изоляции для теплового литиевого источника тока // 2475897

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве тепловых литиевых источников тока

Отверждаемая композиция смолы // 2477291

Изобретение относится к отверждаемой композиции герметизирующей смолы

Силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции // 2505565

Изобретение относится к сшивающимся композициям на основе полиолефинов и их сополимеров и модификаторам для получения силанольносшивающихся полимерных композиций, которые могут быть использованы для получения пленочных покрытий, изоляции и оболочек кабелей и проводов различного назначения. Силанольносшиваемая композиция включает полиолефин, винилалкоксисилан, органическую перекись и слоистый силикат, модифицированный резорцинольной смолой при соотношении резольцинольной смолы и слоистого силиката, равном 6:10 мас.ч. Композиция обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик, сокращение времени сшивки и длительное время сохранения свойств. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изоляционная лента // 2505873

Изобретение касается изоляционной ленты, применяемой преимущественно в транспортерных лентах при производстве пластиковых пакетов и включающей изоляционную сердцевину, покрытую с обеих сторон слоем целлюлозы пленку из сложного полиэфира, и слой изоляционного материала, расположенный, по меньшей мере, с одной из двух плоскостных сторон, где изоляционный материал содержит лак и добавочный материал, содержащий кремневую кислоту и ПЭ-воск. Изобретение обеспечивает улучшение шероховатости поверхности ленты, которая не требует процесса шлифовки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Отверждаемая излучением полимерная композиция для покрытия проводов // 2524599

Изобретение относится к отверждаемой излучением полимерной композиции для покрытий проводов. Композиция включает (A) от 30 до 80 мас.% смеси уретанового (мет)акрилата, имеющего структуру, производную от алифатического полиола, и уретанового (мет)акрилата, не имеющего структуру, производную от полиола, (B) от 15 до 60 мас.% соединения, имеющего циклическую структуру и одну этиленненасыщенную группу, выбранного из группы изоборнилметакрилата, борнилметакрилата, трициклодеканилметакрилата, дициклопентанилметакрилата, бензилметакрилата, 4-бутилциклогексилметакрилата, акрилоилморфолина, винилимидазола, винилпиридина, и (D) от 0,01 до 1 мас.% соединения (4a), представляющего собой эфир фосфорной кислоты. Композиция обладает превосходной адгезией с центральным проводником, а также имеет хорошую производственную эффективность для слоя покрытия и достаточную прочность. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Отверждаемая излучением полимерная композиция для покрытия проводов // 2524945

Изобретение относится к отверждаемой излучением полимерной композиции для нанесения покрытия на электрические провода, конкретнее на питающие провода, телефонные провода, провода для соединения между электронным оборудованием или внутри электронного оборудования и тому подобное. Композиция включает 30-80 мас.% ингредиента (А), 15-60 мас.% ингредиента (В) и 0,01-1 мас.% ингредиента (D), в расчете на массу композиции, где (A) уретановый (мет)акрилат, имеющий две или более структурные части, производные от алифатического полиола, имеющего молекулярную массу от 500 до 1000 г/моль, (B) соединение, имеющее циклическую структуру и одну этиленненасыщенную группу, и (D) фосфорорганическое соединение. Полимерная композиция для покрытий проводов обладает превосходной адгезией с центральным проводником, а также имеет превосходную производственную эффективность для слоя покрытия и достаточную прочность. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Термостойкий провод или кабель с высокими рабочими характеристиками // 2530779

Изобретение относится к термостойкому проводу или кабелю с высокими рабочими характеристиками, предназначенному для использования в требующихся или экстремальных условиях, например при бурении скважин или разработке месторождений, в промышленных, военных аэрокосмических, морских областях, а также автомобильном, железнодорожном и общественном транспорте. Такие кабели могут подвергаться воздействию экстремальных температур, разъедающих веществ или атмосфер или огня. Провод или кабель содержит жилу и полимерную оболочку, состоящую из внутренного и внешнего слоев. Один слой представляет собой ленту, выполненную из полиэфирэфиркетона (PEEK), и имеет толщину 5-150 мкм. Второй слой является огнестойким и выполнен из силоксанового полимера или полимера на основе диоксида кремния в качестве полимерной матрицы. Лента из полиэфирэфиркетона может быть скомбинирована со слоем слюды, либо со слоем, представляющим собой полимерную ленту с частицами слюды. Изобретение позволяет повысть огнестойкость оболочки, ее гибкость и сопротивление механическим напряжениям, получить провод или кабель с уменьшенной массой и уменьшенным диаметром. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ получения электроизоляционной композиции // 2573517

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к способу получения электроизоляционной композиции, и предназначено для изоляции и оболочек кабелей и проводов, характеризующихся пониженным выделением дыма при горении. Получают композицию, масс.%: из полиэтилена высокого давления - 59,6-79,6, наполнителя с полярной поверхностью - микрокальцита - 20,0-40,0, стеарата кальция - 0,3 и ричнокса 1010 - 0,1. Предварительно высушивают наполнитель при 105°С до абсолютно сухого состояния. Изобретение позволяет повысить однородность получаемой композиции за счет гидрофобизации поверхности наполнителя. 2 табл., 2 пр.