Термостойкая электроизоляционная композиция на основе полидиметилвинилсилоксанового каучука


 


Владельцы патента RU 2445329:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука им. академика С.В. Лебедева" (RU)

Изобретение относится к области разработки силоксановых электроизоляционных композиций для использования в защите от обратных токов элементов силовой полупроводниковой техники в условиях токовой нагрузки при повышенных температурах. Термостойкая электроизоляционная композиция включает полидиметилвинилсилоксановый каучук, полиорганогидридсилоксан, кремнеземный наполнитель, катализатор отверждения на основе платины, 1,2-дигидроксиантрахинон. Композиция может дополнительно содержать различные технологические добавки. Технический результат - получение термостойкой электроизоляционной композиции, обеспечивающей защиту от обратных токов элементов силовых полупроводниковых приборов при температуре до 190°С включительно. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области разработки силоксановых электроизоляционных композиций, способных использоваться для защиты от обратных токов элементов силовой полупроводниковой техники типа Т-253-500, - 353-800 в условиях токовой нагрузки при повышенных температурах.

Известна композиция на основе силоксанового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, оксид цинка и вулканизующий агент - пероксид о-метилбензоила при следующих соотношениях компонентов, масс.ч.:

силоксановый каучук - 100
диоксид кремния - 10-150
оксид цинка - 0,01-20
пероксид о-метилбензоила - 0,1-10.

Вулканизаты такой композиции сохраняют хорошие физико-механические свойства в среде воздуха при температуре до 300°С (JP 3464581 В2, С08K 13/02, Н01В 3/46, опубл. 10.11.03). Однако, по данным авторов настоящей заявки, такие вулканизаты не обеспечивают защиту в изолирующем слое от обратных токов при температуре выше 25°С.

Известна композиция на основе силоксанового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, гидроокись алюминия, вулканизующий агент- органическую перекись и термостабилизатор - триоксид сурьмы при следующих соотношениях ингредиентов, масс.ч.:

силоксановый каучук - 100,
диоксид кремния - 1-100,
гидроокись алюминия - 30-300,
триоксид сурьмы - 0,1-50
вулканизующий агент - 0,1-10.

(JP 3385801, С08K 3/22, Н01В 3/46, опубл. 10.03.03 г.).

Композиция применима для изготовления высоковольтных электрических изоляторов, характеризующихся повышенной стойкостью к эрозии, дуговому разряду. Вулканизаты сохраняют хорошие физико-механические показатели до 320°С, однако, они обеспечивают защиту от обратных токов при температуре не выше 40°С.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков и достигаемому положительному результату является композиция на основе 100 масс.ч. полисилоксана, содержащего в одной молекуле по крайней мере две винильные группы, связанные с атомом кремния, полиорганогидридсилоксан, содержащий в одной молекуле по меньшей мере 3 атома водорода, каждый из которых связан с атомом кремния, в таком количестве, чтобы 0,5-5 атомов водорода приходилось на одну алкенильную группу в полисилоксане; 10-150 ч. диоксида кремния, 1-20 ч. диоксида титана и каталитическое количество катализатора отверждения на основе платины. Композицию используют в качестве электроизолирующего материала (JP 3299669 В2, С08K 3/22, C08L 83/07, опубл. 08.07.02 г.). Она обладает высокой термостойкостью, однако не обеспечивает защиту от обратных токов элементов силовых полупроводниковых приборов при температуре более 45°С.

Задачей данного изобретения является разработка отверждаемой термостойкой электроизоляционной композиции на основе полидиметилвинилсилоксанового каучука, обеспечивающей защиту в изолирующем слое от обратных токов элементов силовых полупроводниковых приборов при более высокой температуре.

Поставленная задача достигается тем, что в композиции на основе полидиметилвинилсилоксанового каучука, включающей полиорганогидридсилоксан, кремнеземный наполнитель, катализатор отверждения на основе платины и термостабилизатор, в качестве термостабилизатора она содержит 1,2-дигидроксиантрахинон (ализарин) при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:

полидиметилвинилсилоксановый каучук - 100,
полиорганогидридсилоксан - 8-15,
кремнеземный наполнитель - 2-10,
1,2-дигидроксиантрахинон - 10-20,
катализатор отверждения - (2-8)·10-4

Композиция может дополнительно содержать пигмент - свинцовый сурик в количестве 1-5 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука, инертный наполнитель - сульфат бария в количестве 5-15 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука, а также стабилизатор катализатора отверждения в количестве (0,2-2)·10-3 масс.ч.

Для лучшего распределения 1,2-дигидроксиантрахинона в смеси его целесообразно вводить предварительно смешанным с циклогексанолом, который используют в количестве 8-15 масс.ч. на 100 масс.ч. каучука. Композицию получают смешением компонентов в смесительном оборудовании, например в краскотерке, шаровой мельнице или валиковом смесителе при температуре окружающей среды до получения однородной массы.

Полученную смесь подвергают вулканизации при 170°С в течение 3-5 часов.

В качестве полидиметилвинилсилоксанового каучука могут быть использованы, например, каучук марки СКТНВ-04 (СТП 38.71-512-85), каучук марки СКТНВ-2 (ТУ 38.103634-87), каучук марки СКТНФТ-ЮВ (ТУ 38.103697-89).

В качестве полиорганогидридсилоксана могут быть использованы, например, полимеры таких марок, как ГКЖ 136-41 (ГОСТ 10834-76), ГЮК-136-157 М (ТУ 6-02-694-7), ГКЖ 161-74 (ТУ 6-02-910-74).

В качестве кремнеземного наполнителя используют, например, аэросил А-175, А-200, А-300, А-380 (ГОСТ 14922-77).

В качестве стабилизатора катализатора отверждения могут быть использованы производные ацетилена, например диметилэтинилкарбинол, а также производные алифатических изоцианидов.

В качестве катализатора отверждения может быть использована, например, платинохлористоводородная кислота, платино-винилсилоксановый комплекс.

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое техническое решение.

Пример 1

В шаровой мельнице при температуре окружающей среды проводят смешение 100 г каучука марки СКТНВ-2 с вязкостью 20 пуаз, 5 г аэросила А-300, 20 г ализарина, 10 г полиорганогидридсилоксана марки ГКЖ-136-41 и 4·10-4 г хлористоводородной платины в течение 1 часа. После выдержки композиции при 170°С в течение 5 часов вулканизаты имеют прочность при разрыве 10 кг/см2 и относительное удлинение 125%. При испытаниях вулканизатов композиции на защиту в изолирующем слое от обратных токов получены положительные результаты при 100°С, 125°С и 190°С.

Состав и свойства данной композиции и композиций по другим примерам сведены в табличную форму (см. таблицы 1, 2).

Таким образом, как видно из данных, приведенных в таблицах, предлагаемая композиция является термостойкой электроизоляционной композицией, обеспечитающей защиту в изолирующем слое от обратных токов элементов силовых полупроводниковых приборов при температуре до 190°С включительно.

Таблица 1
Состав полученных композиций
Состав № примера, количество масс.ч.
1 2 3 4 5 6
СКТНВ - 04 100 100
CKТHB - 2 100 100
СКТНФТ-10В 100 100
ГКЖ - 136-41 10 12 8
ГКЖ - 161-74 10 15 10
ГКЖ - 136-157 М 3
Аэросил А - 300 5 2 6 6
Аэросил А - 175 10
Платинохлористоводородная кислота 4·10-4 3·10-4 2·10-4 6·10-4
Платино-винилсилоксановый комплекс 5·10-4 8·10-4
Свинцовый сурик 1 3 5
Сульфат бария 8 10 5 15
Диметилэтинилкарбинол 1·10-3 2·10-5 1,5·10-3
Фенилизоцианид 2·10-3
Циклогексанол 10 15 8 12 9
1,2-дигидроксиантрахинон 20 10 20 15 20 10
Таблица 2
Свойства полученных вулканизатов
№ примера Исходные физико-механические показатели Физико-механические показатели после термообработки 350°С/сутки Эффективность защиты в изолирующем слое от обратных силовых токов при
Р, кг/см2 L,% Р, кг/см2 L, % 100°С 125°С 190°С
1 10 125 13 110 + + +
2 12 110 14 105 + + -
3 10 100 12 90 + + +
4 11 120 13 105 + + -
5 12 120 14 95 + + -
6 12 150 14 110 + - -

1. Термостойкая электроизоляционная композиция на основе полидиметилвинилсилоксанового каучука, включающая кремнеземный наполнитель, полиорганогидридсилоксан, катализатор отверждения на основе платины и термостабилизатор, заключающаяся в том, что в качестве термостабилизатора она содержит 1,2-дигидроксиантрахинон при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

полидиметилвинилсилоксановый каучук 100
полиорганогидридсилоксан 8-15
кремнеземный наполнитель 2-10
катализатор отверждения (2-8)·10-4
1,2-дигидроксиантрахинон 10-20

2. Композиция по п.1, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит в качестве пигмента свинцовый сурик в количестве 1-5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

3. Композиция по п.1, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит сульфат бария в количестве 5-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

4. Композиция по п.1, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит стабилизатор катализатора отверждения в количестве (0,2-2,0)·10-3 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

5. Композиция по п.1, заключающаяся в том, что она дополнительно содержит циклогексанол в количестве 8-15 мас.ч на 100 мас.ч. каучука.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к отверждаемой композиции кремнийорганического эластомера, обладающей высокой прочностью на разрыв и низкой жесткостью. .
Изобретение относится к кремнийорганическим формовочным составам, которые могут использоваться для изготовления эластичных гибких форм и снятия слепков художественно-декоративных изделий при реставрации и снятии копий любой степени сложности, в строительных элементах.

Изобретение относится к композиции для покрытий. .

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к процессам модификации полимеров и получения ингибитора деструкции полимеров. .

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов, в частности касается шлихтующей композиции, состоящей из одного или двух полиорганосилоксанов, для пряжи, волокна или нитей, которые можно ткать, используя способ, не включающий стадию шлихтования или промывки, содержащих вышеуказанную композицию, по меньшей мере, на части своей поверхности.

Изобретение относится к высокоэластомерным вулканизируемым окрашиваемым силиконовым герметикам. .

Изобретение относится к термически высокоэффективному стеклопакету, герметизированному отвержденной композицией, среди прочего содержащей диорганополисилоксан(ы) и неорганическо-органический нанокомпозит(ы), отвержденная композиция обладает низкой проницаемостью для газа(ов).
Изобретение относится к герметизирующим композициям, работающим в широком интервале температур и стойким к действию моторных масел, охлаждающих жидкостей и топлива.

Изобретение относится к отверждаемой при комнатной температуре композиции, которая пригодна для использования в качестве герметизирующих составов для изоляции стеклопакетов.
Изобретение относится к композиции из перфторэластомера и изделию, сформованному из композиции. .

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к стабилизированным композициям на основе акрилонитрилбутадиенстирольных (АБС) сополимеров, являющихся конструкционными материалами.

Изобретение относится к синтезу производного гидрохинона, а именно, к 2,5-ди-(N,N-диметиламинометил)-гидрохинона, который может найти применение в качестве неокрашивающего термостабилизатора каучука марки СКИ-3, представляющего собой синтетический изопреновый каучук с высоким содержанием звеньев цис-1,4.

Изобретение относится к получению антистатических материалов из поливинилхлоридных композиций. .

Изобретение относится к производству асбестовых технических изделий , в частности к способам получения асбонаполненной композиции. .

Изобретение относится к композициям на основе поливинилхлорида н может быть использовано для получения тонких пленочных материалов толщиной менее 100 мкм. .
Наверх