Низковязкая силоксановая композиция

Изобретение относится к области низковязких силоксановых композиций, способных отверждаться при комнатной температуре с образованием эластомерных материалов, которые могут быть использованы в качестве диэлектриков и изоляторов. Предложена низковязкая силоксановая композиция, включающая, мас.ч.: полиорганосилоксандиол - полидиметилсилоксандиол или полидиметил(метилфенил)силоксандиол или их смесь в соотношении от (2÷1): 1 мол.м. 15÷100 тыс. - 100, продукт частичного гидролиза тетраэтоксисилана - 4,0÷7,2, аминосилан, выбранный из группы, включающей γ-аминопропилтриэтоксисилан или его смесь с β-аминоизопропилтриэтоксисиланом илидиэтиламинопропилтетраэтоксисилан - 0,5÷1,0. Композиция может содержать мелкодисперсный наполнитель - кварц, диоксид кремния или доломитовую муку, оксиды железа, титана, алюминия, хрома или цинка или их смеси, нитриды бора или алюминия или смеси технического углерода с оксидами металлов, олигодиметилсилоксан. Технический результат - создание низковязкой силоксановой композиции для получения при комнатной температуре эластичного материала-диэлектрика, не вызывающего коррозию цветных металлов, имеющего высокие диэлектрические показатели, повышенную адгезию к подложкам и пониженную токсичность. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области низковязких силоксановых композиций, способных отверждаться при комнатной температуре с образованием эластомерных материалов, которые могут быть использованы в качестве диэлектриков и изоляторов, применяемых в виде герметиков, компаундов, покрытий в машиностроении, в т.ч. в приборостроении и электронике.

Известны композиции на основе жидких силоксановых каучуков с концевыми силанольными группами, получаемые путем смешения каучуков, сшивающих агентов, содержащих гидролизуемые алкокси- или ацилоксигруппы, и катализаторов холодной вулканизации, в качестве которых используют обычно оловоорганические (патент Украины №54005, ав. свид. СССР №496293, 1685962) или титанорганические соединения (патент JP 11228700).

Недостатками известных композиций являются повышенная коррозионная активность и токсичность за счет применения олово- и титанорганических соединений.

Наиболее близким по составу аналогом, принятым за прототип, является низковязкая силоксановая композиция, включающая, мас.ч.:

жидкий силоксановый каучук с концевыми
силанольными группами 100
этилсиликат 30-80
оловоорганический катализатор 3,0-12,0
алкил(арил)ацетоксисилан 0,5-1,5

(патент РФ №2052475).

Недостатками композиции-прототипа являются: повышенная коррозионная активность за счет содержания в ней значительного количества кислотных компонентов, так как в процессе вулканизации выделяется кислота, вызывающая коррозию металлов, особенно цветных (меди, серебра, их сплавов), что делает непригодным использование ее в приборостроении, способность вулканизоваться только в тонком слое, невысокие диэлектрические свойства. Кроме того, используемые оловоорганические катализаторы являются высокотоксичными веществами.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка низковязкой силоксановой композиции для получения при комнатной температуре эластичного материала, не вызывающего коррозию цветных металлов, имеющего высокие диэлектрические показатели, повышенную адгезию к подложкам и пониженную токсичность.

Для решения поставленной задачи предлагается низковязкая силоксановая композиция, включающая жидкий силоксановый каучук с концевыми силанольными группами, продукт частичного гидролиза тетраэтоксисилана и катализатор, отличающаяся тем, что в качестве жидкого силоксанового каучука с концевыми силанольными группами она содержит полиорганосилоксандиол мол.м. 15-100 тыс., а в качестве катализатора - аминосилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиорганосилоксандиол мол.м. 15-100 тыс. 100
продукт частичного гидролиза тетраэтоксисилана 4,0-7,2
аминосилан 0,5-1,0

В качестве полиорганосилоксандиола композиция содержит полидиметилсилоксандиол или полидиметил(метилфенил)силоксандиол или их смесь в соотношении от (2-1):1.

В качестве аминосилана композиция содержит аминосилан, выбранный из группы, включающей γ-аминопропилтриэтоксисилан или его смесь с β-аминоизопропилтриэтоксисиланом или диэтиламинопропилтетраэтоксисилан.

С целью повышения механических показателей композиция может дополнительно содержать мелкодисперсный наполнитель в количестве 25,0-263,0 мас.ч. В качестве наполнителя композиция может содержать кварц, диоксид кремния или доломитовую муку, оксиды железа, титана, алюминия, хрома или цинка или их смеси, нитриды бора или алюминия или смеси технического углерода с оксидами металлов.

С целью регулирования вязкости композиция может дополнительно содержать олигодиметилсилоксан в количестве от 10-30 мас.ч.

Правильный качественный и количественный подбор катализатора и сшивающего агента в композиции обеспечивает получение после ее отверждения при комнатной температуре эластомерного материала-диэлектрика с минимальным выделением неагрессивных побочных продуктов (воды, этилового спирта), что и объясняет отсутствие коррозионного воздействия композиции на цветные металлы.

Химическая природа используемого силоксанового каучука, правильный подбор наполнителей и отсутствие побочных продуктов вулканизации с электролитическими свойствами обеспечивает высокий уровень диэлектрических свойств вулканизатов заявленной композиции.

Совокупность активных групп компонентов композиции позволяет получить эластомерный материал с повышенной адгезией к различным подложкам.

В качестве полиорганосилоксандиола в предлагаемом изобретении могут быть использованы различные полиорганосилоксандиолы мол.м. 15-100 тыс., но наилучший технический результат достигается при использовании полидиметилсилоксандиола марок СКТН «Г», СКТН «Б», СКТН «А» (ГОСТ 13835-73), полидиметил(метилфенил)силоксандиола марки СКТНФ «Б» с содержанием 4-50 мольных % метилфенилсилоксановых звеньев (ТУ 38.108129-77), а также их смесей в соотношении от (2-1):1.

В качестве сшивающего агента был использован продукт частичного гидролиза тетраэтоксисилана - этилсиликат-40 с содержанием SiO2 38-43% (ГОСТ 26371-81).

В качестве аминосилана наиболее предпочтительно использовать γ-аминопропилтриэтоксисилан или его смесь с β-аминоизопропилтриэтоксисиланом (ТУ 6-02-724-73) или диэтиламинопропилтетраэтоксисилан (ТУ 6-02-586-86).

В качестве регулятора вязкости могут быть использованы олигодиметилсилоксаны с кинематической вязкостью при 20°С от 5 до 150 мм2/сек, предпочтительно с вязкостью 10-150 мм2/сек, марок ПМС-10, ПМС-50, ПМС-150 (ГОСТ 23175-78).

В качестве мелкодисперсных неорганических наполнителей использовали диоксид кремния (ТУ 2168-016-002048-72-2003), кварц, оксиды металлов - железа (ГОСТ 4173-77), цинка (ГОСТ 202-84), титана (ТУ 6-10-1252-86), алюминия, хрома (ГОСТ 2.912-79) или их смеси, нитриды бора (ТУ 2-036-707-77), алюминия или смеси технического углерода, например, марки П-803 (ГОСТ 7885-86) с оксидами металлов.

Примеры осуществления

Пример 1

К 100 мас.ч. полидиметилсилоксандиола с молекулярной массой 15 тыс. (СКТН «А») добавляли 4,5 мас.ч. этилсиликата - 40 и 0,5 мас.ч. γ-аминопропилтриэтоксисилана. Композицию перемешивали в течение 5 минут и использовали для заливки подготовленных изделий. Контрольный образец для исследования свойств компаунда формировали в виде пластинки толщиной ~2 мм. Испытания проводили через трое суток выдержки образцов при комнатной температуре.

Пример 2

К 66,7 мас.ч. полидиметилсилоксандиола с молекулярной массой 50 тыс. (СКТН «Г») добавляли 33,3 мас.ч. полидиметил(метилфенил)силоксандиола с молекулярной массой 20 тыс. (СКТНФ «Б»), вводили 200 мас.ч. оксида цинка и 6 мас.ч. оксида железа, перемешивали в течение 2-х часов на клеемешалке до получения однородной пасты. В полученную пасту вводили 6,5 мас.ч. этилсиликата-40, 0,5 мас.ч. γ-аминопропилтриэтоксисилана и 0,2 мас.ч. β-аминоизопропилтриэтоксисилана. Смесь перемешивали в течение 5 минут и использовали для заливки подготовленных изделий.

Композиции по примерам 3-9 готовят аналогичным образом.

Изобретение не ограничивается данными примерами.

В таблице 1 приведены составы заявляемой композиции, в таблице 2 - сравнительные свойства.

Из представленных в таблице 2 данных видно, что предлагаемая низковязкая силоксановая композиция обладает существенными преимуществами как по технологическим показателям - содержит компоненты не ниже 4 класса токсичности вместо 1-2 класса у прототипа, имеет жизнеспособность (в слоях не менее 3 см) от 40 мин до 6 час вместо 5-10 суток у прототипа, так и по эксплуатационным свойствам - обладает собственной адгезией к металлическим подложкам (при этом имеет когезионный характер отрыва при отслаивании вместо адгезионного у прототипа), не вызывает коррозии цветных металлов в отличие от прототипа и обладает высокими диэлектрическими характеристиками (ρv, ρs - выше на несколько порядков) по сравнению с прототипом.

Применение предлагаемого изобретения позволяет осуществлять надежную герметизацию и электроизоляцию изделий материалами, сохраняющими эластичность и диэлектрические свойства при длительной эксплуатации в интервале температур от минус 120°С до плюс 300°С, в то время как композиции по прототипу теряют эластичность при длительном хранении даже при комнатной температуре вследствие высокого содержания структурирующих агентов.

Высокие технологические свойства, низкая токсичность, высокие диэлектрические характеристики, собственная адгезия к различным металлам, работоспособность в широком диапазоне температур позволяют применять предлагаемое изобретение в различных областях приборостроения при существенном снижении трудоемкости, энергоемкости процесса производства, а также обеспечить экологическую безопасность процессов герметизации.

1. Низковязкая силоксановая композиция, включающая жидкий силоксановый каучук с концевыми силанольными группами, продукт частичного гидролиза тетраэтоксисилана и катализатор, отличающаяся тем, что в качестве жидкого силоксанового каучука с концевыми силанольными группами она содержит полиорганосилоксандиол с мол.м. 15÷100 тыс., а в качестве катализатора - аминосилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиорганосилоксандиол, мол.м. 15÷100 тыс. 100
продукт частичного гидролиза тетраэтоксисилана 4,0÷7,2
аминосилан 0,5÷1,0

2. Низковязкая силоксановая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полиорганосилоксандиола она содержит полидиметилсилоксандиол, или полидиметил(метилфенил)силоксандиол, или их смесь в соотношении (2÷1):1.

3. Низковязкая силоксановая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве аминосилана она содержит аминосилан, выбранный из группы, включающей γ-аминопропилтриэтоксисилан или его смесь с β-аминоизопропилтриэтоксисиланом или диэтиламинопропилтетраэтоксисилан.

4. Низковязкая силоксановая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит наполнитель в количестве 25,0÷263,0 мас.ч.

5. Низковязкая силоксановая композиция по п.4, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит кварц, диоксид кремния или доломитовую муку.

6. Низковязкая силоксановая композиция по п.4, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит оксиды железа, титана, алюминия, хрома или цинка, или их смеси, или их смеси с техническим углеродом.

7. Низковязкая силоксановая композиция по п.4, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит нитриды бора или алюминия.

8. Низковязкая силоксановая композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олигодиметилсилоксан в количестве 10,0÷30,0 мас.ч.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к изоляционным материалам, а более точно к изоляционным материалам, применяемым в кабельной промышленности. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам защиты высоковольтных керамических опорных изоляторов. .

Изобретение относится к термостойким полимерным материалам на основе кремнийорганического связующего, используемым в основном для изготовления электроизоляционных материалов.
Изобретение относится к изолирующим полимерным соединениям, содержащим полимидные силоксаны, в особенности полиэфиримидные силоксаны, и к электрическим проводам или кабелям, снабженным слоем изолирующего или обшивочного материала, образованного из этих соединений.
Изобретение относится к электротехническим материалам, а именно к огнестойким электроизоляционным материалам, предназначенным, преимущественно, для защиты кабелей, функционирующих в высокотемпературных условиях.

Изобретение относится к электроизоляционным составам и может найти применение для изоляции катушек индукционных нагревателей, Сущность изобретения заключается в том, что состав включает, мас.%: полиметилфенилсилоксановый лак КО-916К 38,7-44,4; 64-68%-ный раствор в ксилоле полиметилфенилсилоксановой смо- 16,1-18,5; кварц пылевидный до 100.

Изобретение относится к силиконовому каучуковому материалу
Изобретение относится к изоляционным материалам для кабелей, а более точно к изоляционным материалам в кабельной промышленности, представляющим собой радиационно-сшиваемые композиции на основе водородосодержащих фторполимеров с полиаллиловыми эфирами поликарбоновых кислот, выполняющих роль сшивающих агентов

Изобретение относится к разъединителю

Изобретение относится к поверхностно-модифицированной электроизоляционной системе, включающей композицию синтетического полимера, содержащую выбранный наполнитель, причем поверхность указанной электроизоляционной системы является сверхгидрофобной

Изобретение относится к изоляционным материалам, применяемым в кабельной промышленности, представляющим собой фторполимерные радиационно-сшиваемые композиции (РШК) на основе сополимера этилентетрафторэтилена
Изобретение относится к кремнийорганическим гидрофобным композициям, предназначенным для электроизоляционных конструкций, например высоковольтных изоляторов, и может быть использовано для повышения электрической прочности внешней изоляции, работающей в условиях загрязнения. Кремнийорганическая электроизоляционная гидрофобная композиция для высоковольтных изоляторов в качестве силиконового низкомолекулярного каучука содержит каучук марки СКТН, в качестве низкомолекулярной кремнийорганической жидкости кремнийорганическую жидкость марки 119-215, в качестве отвердителя метилтриацетоксисилан. На 100,0 мас.ч. каучука заявленная композиция содержит низкомолекулярную кремнийорганическую жидкость (1,25-2,5) мас.ч., гидрат окиси алюминия (5-15,0) мас.ч., сажу ацетиленовую (0,5-2,5) мас.ч., а также отвердитель (2,5-6,5) мас.ч. Техническим результатом предложенного изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы завулканизированного покрытия электроизоляционной конструкции на основе гидрофобной электроизоляционной композиции путем установления оптимального состава и соотношения компонентов гидрофобной композиции. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к гидрофобным кремнийорганическим компаундам, предназначенным для нанесения на электроизоляционные конструкции, например высоковольтные изоляторы, и может быть использовано для усиления влагоразрядного напряжения и повышения электрической прочности внешней изоляции, работающей в условиях загрязнения. Гидрофобный кремнийорганический компаунд для электроизоляционных конструкций выполнен на основе кремнийорганических композиций холодного отверждения. Компаунд содержит силиконовый низкомолекулярный каучук, наполнитель, а также отвердитель или катализатор. Компаунд в вулканизированном состоянии характеризуется величиной краевого угла смачивания, составляющего от 60° до 179°, трекингоэрозионной стойкостью при длительности испытаний, составляющей не менее 500 ч при рабочих напряжениях 6-750 кВ, а также дугостойкостью, характеризующейся значением тока дуги не менее 100 мА при длительности воздействия не менее 600 с. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности и увеличение срока службы гидрофобного электроизоляционного покрытия на основе компаунда, что обеспечивается составом и соотношением компонентов компаунда и указанными эксплуатационными свойствами покрытия в вулканизированном состоянии. 4 з.п. ф-лы, 4 табл., 14 ил.

Изобретение относится к эластичному изоляционному материалу на основе каучуковой смеси со стойкостью к действию высоких температур. Изоляционный материал для применения при температурах выше 130°C, который легко наносится на сложные компоненты, для которых необходима изоляция, а также заполняет внутренние пазы, является изоляционным материалом, в котором по меньшей мере часть каучуковой смеси не сшита и может пластически деформироваться, где вязкость по Муни ML(1+4) смеси при 23°C, определенной в соответствии с частью 3 стандарта DIN 53523, составляет от 5 до 20 ед. Муни. При этом каучуковая смесь обладает пористой структурой и содержит от 2 до 100 масс.ч. микросфер на 100 масс.ч. каучука для образования пористой структуры. 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к применению отверждаемой композиции для безнабивочной герметизации измерительных трансформаторов и к способу герметизации таких измерительных трансформаторов. Отверждаемая композиция содержит (а) циклоалифатическую эпоксидную смолу, (b) полиоксиалкиленовый диглицидиловый простой эфир, (с) полисилоксан, содержащий концевые ОН-группы, (d) циклический полисилоксан и (е) неионный фторалифатический поверхностно-активный реагент, (f) наполнитель, (g) отвердитель, выбираемый из ангидридов, (h) ускоритель отверждения, выбираемый из ускорителей для ангидридного отверждения эпоксидных смол. При герметизации измерительного трансформатора указанную отверждаемую композицию эпоксидной смолы наносят на измерительный трансформатор в пресс-форме при условии, что между железным сердечником трансформатора и композицией не используют никакой набивки. Для герметизированного измерительного трансформатора после этого проводят отверждение в пресс-форме. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл, 1 пр.

Изобретение относится к пероксидносшиваемым электропроводящим полиолефиновым компаундам для экранов силовых кабелей высокого напряжения. Предложена электропроводящая пероксидносшиваемая композиция для экранов силовых кабелей высокого напряжения, включающая (мас.%): полиолефин (49-62), бензопропионовой кислоты 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидрокси-2-[3-[3,5-бис(1,1-диметиэтил)-4-гидроксифенил]-1-оксо-пропил]гидразид (0,05-0,20), тетра-бис-метилен-(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат) (0,05-0,20), органическую перекись (0,2-1,9), технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=10±6 Ом·см (29-34), технический углерод с удельным объемным сопротивлением при содержании в полимере ρ=5±3 Ом·см (2,5-5), 4,4'-тиабис(6-трет-бутил-м-крезол) (0,05-0,25), стеарат цинка (0,15-1,0), полиэтиленовый воск (3-9), высокомолекулярный силоксан (0,5-1,5). Технический результат - предлагаемая композиция обладает повышенными механическими свойствами и достаточным значением удельного объемного сопротивления, при этом обеспечивает гладкость поверхности раздела электропроводящего экрана и изоляционного слоя, что позволяет повысить эксплуатационные свойства силовых кабелей высокого напряжения, повысить надежность электросетей, снизить стоимость их содержания и обслуживания. 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области низковязких силоксановых композиций, способных отверждаться при комнатной температуре с образованием эластомерных материалов, которые могут быть использованы в качестве диэлектриков и изоляторов

Наверх