Композиция для получения электроизоляционного покрытия
Владельцы патента RU 2357989:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)
Изобретение относится к способам создания композиций, обладающих электроизоляционными и гидроизоляционными свойствами на поверхности токопроводящих тканей. Описана композиция для получения электроизоляционных покрытий, содержащая битум в количестве 90-100 вес.ч., фторопласт 32 ЛН в количестве 10-15 вес.ч., бутилацетат в количестве 40-45 вес.ч., ацетон в количестве 40-45 вес.ч. и слюду в количестве 2-3 вес.ч. Покрытия, полученные из этой композиции, имеют повышенные электроизоляционные свойства, механическую прочность и химическую стойкость. 1 табл.
Изобретение относится к способам создания композиций, обладающих электроизоляционными и гидроизоляционными свойствами на поверхности токопроводящих тканей, и может быть использована в строительной, кабельной и автомобильной промышленности.
Известна композиция на основе синтетического каучука, содержащая токопроводящую фазу на основе углеродистых материалов, битум БН 90/10, минеральную добавку - кварцевый песок, индустриальное масло и синтетические каучуки [пат. RU №2237302, Н01В 1/20. Композиционный резистивный саморегулирующийся нагревательный материал. 2004 Бакановичус С.А., Бакановичус Н.С.]. Недостатком этой композиции являются низкие электроизоляционные свойства, недостаточно высокая термостабильность и адгезия покрытия к подложке.
Наиболее близкой по технической сущности и достижимому результату к предлагаемой композиции является полимерно-битумная композиция на основе хлорированного полиэтилена [пат. RU №2232216, 7 D06N 5/00, В32В 11/04 // E04D 5/10. Комбинированное гидроизоляционное рулонное покрытие. 2002 Емельянов П.Ю. и др.] Недостатком этой композиции является низкая механическая прочность, водостойкость и термостабильность, что не позволяет эксплуатировать покрытия на ее основе выше 100°С длительное время, плохая адгезия, вызывающая необходимость в формировании дополнительного резинового подслоя. Наличие в составе композиции хлорированного полиэтилена делает нестабильными электроизоляционные свойства покрытия, так как он быстро разрушается с течением времени. Низкие эксплуатационные свойства покрытий обусловили формирование дополнительных защитных слоев из пластифицированного поливинилхлорида и антикоррозионной эмали. Все это делает получение покрытий из данной композиции весьма трудоемким процессом.
Задачей изобретения является повышение электороизляционных, гидроизоляционных свойств покрытия, его механической прочности и химической стойкости, эластичности с одновременным увеличением эффективности теплоотвода выделяющегося тепла от токопроводящей ткани, и тем самым к увеличению ресурса ее эксплуатации.
Задача достигается тем, что в составе композиции в качестве полимерной матрицы используется лак на основе фторопласта марки 32 ЛН, включающий в себя смесь растворителей бутилацетата и ацетона, а в качестве наполнителя - нефтяной битум марок БН 70/30 или БН 90/10 ГОСТ 6617/76 и слюда молотая ГОСТ 855-74, при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: битум 90,0-100,0; фторопласт 32 ЛН 10,0-15,0; бутилацетат 40,0-45,0; ацетон 40,0-45,0; слюда 2,0-3,0.
Использование фторопласта марки 32 ЛН в качестве полимерной матрицы позволило повысить термостабильность, электроизоляционные свойства покрытия, эластичность, химическую стойкость. Это объясняется тем, что фторопласт обладает исключительной стойкостью к действию сильных минеральных кислот, перекисей, щелочей, спиртов, алифатических и некоторых хлорированных растворителей, гидравлических жидкостей, силиконовых масел и смазок. Введение битума и слюды в композицию обеспечивает высокую адгезию и износостойкость покрытия, поэтому отпадает необходимость в формировании дополнительного резинового подслоя и защитных слоев, что в значительной мере упрощает технологию нанесения покрытия.
Новизной в предлагаемом изобретении является использование в составе композиции в качестве пористой матрицы фторопласта марки 32 ЛН, обладающего высокими электроизоляционными свойствами и позволившего получить покрытие с высокой прочностью при растяжении, сохраняя при этом основные эксплуатационные свойства (теплоемкость и электроизоляцию), так как относительное удлинение его составляет 600 -800%, а предел прочности при растяжении 21-42 кгс/см. Фторопласт 32 ЛН сохраняет аморфную структуру даже при - 40°С, то есть эластичен в широком температурном диапазоне. Фторопласт 32 ЛН - сополимер трифторхлорэтилена с винилиденфторидом. Крупнодисперстный порошок белого цвета, нетоксичен.
Композицию готовили следующим образом: к 100 г расплава битума марок БН 70/30 и 6Н 90/10 при непрерывном перемешивании добавляли лак на основе фторопласта марки 32 ЛН, включающий в себя смесь растворителей бутилацетата и ацетона и молотую слюду. Затем в течение 30 мин композицию перемешивали, поддерживая температуру расплава постоянной (100°С).
Для экспериментальной проверки предлагаемой композиции были получены покрытия методом гетероадагуляции на токопроводящей графитированной полиэфирной ткани. Время нанесения покрытия 5 мин. Термостабильность покрытия оценивали при температуре 60°С в течение двух месяцев, электроизоляционные свойства ткани в течение этого промежутка времени характеризовали по величине сопротивления, а эластичность покрытия методом Эриксона.
Пример
Качественное покрытие получали при температуре 100-125°С при следующем содержании ингредиентов (в вес.ч.) на 100 г расплава битума:
| - битум | 100,0 |
| - фторопласт Ф-32 ЛН | 10,0 |
| - бутилацетат | 45,0 |
| - ацетон | 45,0 |
| - слюда | 2,5 |
Покрытия, полученные из этой композиции, сохраняли термостабильность при температуре 60°С без изменения в течение двух месяцев; электроизоляционные свойства ткани в течение этого промежутка времени по сравнению с первоначальными не претерпевали изменения; эластичность на изгиб составляла 5 мм.
Сравнительные эксплуатационные свойства покрытий, полученных из предлагаемой композиции и известной, приведены в таблице.
| Эксплуатационные свойства покрытий, полученных из предлагаемой и известной композиций | ||
| Эксплуатационные свойства | Известная композиция | Предлагаемая композиция |
| Термостабильность при температуре 60°С | Без изменений в течение полугода | Без изменений в течение двух-трех лет |
| Теплостойкость по Вика | 95 | 130 |
| Электроизоляционные свойства | Диэлектрическая проницаемость 3,0. Пробивная напряженность 20 кВ/мм. | Диэлектрическая проницаемость 3,0. Пробивная напряженность 30 кВ/мм. |
| Адгезия, балл | 2 | 1 |
| Ударная вязкость, кгс·см/см2 | 70-160 | Не ломается |
Композиция для получения электроизоляционных покрытий, содержащая битум, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фторопласт 32 ЛН, бутилацетат, ацетон и слюду при следующем соотношении исходных компонентов, вес.ч.:
| Битум | 90,0-100,0 |
| Фторопласт 32 ЛН | 10,0-15,0 |
| Бутилацетат | 40,0-45,0 |
| Ацетон | 40,0-45,0 |
| Слюда | 2,0-3,0 |
