Высокочастотный композиционный диэлектрик



Высокочастотный композиционный диэлектрик
Высокочастотный композиционный диэлектрик
Высокочастотный композиционный диэлектрик

 


Владельцы патента RU 2544646:

Общество с ограниченной ответственностью "Спецкомпозит" (RU)

Изобретение относится к высокочастотным композиционным диэлектрическим материалам, используемым в антенной технике и высокочастотных линиях передачи. Композиционный материал содержит уплотненный порошок фторопласта-4 с размером частиц не более 5 мкм, пропитанный связующим. В качестве связующего используют эпоксидную смолу с отвердителем. Эпоксидная смола представляет собой продукт конденсации эпихлоргидрина и анилина в щелочной среде, с вязкостью не более 200 мПа·сек, а отвердитель используют с вязкостью не более 40 мПа·сек. Техническим результатом изобретения является создание диэлектрического материала с малой диэлектрической проницаемостью, малым значением тангенса диэлектрических потерь, а также улучшение таких свойств, как прочность, модуль упругости на сжатие. Пропитку связующим проводят под давлением и при вакуумировании объема порошка с последующим отверждением. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к диэлектрическим высокочастотным материалам на основе композиции фторопласта-4 в виде порошка, где средний гранулометрический состав порошка - не более 5 мкм, и эпоксидной смолы (продукт конденсации эпихлоргидрина и анилина в щелочной среде) и может быть использовано при изготовлении антенных изоляторов и изоляторов устройств, канализирующих высокочастотную энергию.

Все диэлектрические материалы-аналоги заявляемой композиции разделяются на группы использования с одним, двумя превалирующими свойствами. Так, полистирол, полиэтилен, фторопласт-3, фторопласт-4 обладают на частотах более 1 МГц малой диэлектрической проницаемостью ε=2,1-2,5 и малым значением тангенса угла диэлектрических потерь tgδ=0,0002-0,001 (см. «Электротехнические материалы», Готман П.Е., Москва, «Энергия» 1969 г., стр.170-189). Однако эти материалы не конструктивны, т.е. не могут быть использованы для изготовления деталей, работающих при больших механических нагрузках и повышенной температуре. К другой группе диэлектрических материалов-аналогов относятся материалы, обладающие хорошими механическими свойствами (предел прочности от 8090 до 5000 кг/см2), но с недостаточными электрическими параметрами (ε=4,5-8, tgδ=0,01-0,05) и большим водопоглощением (0,2-0,5% массы). Это материалы - АГ-4, стеклотекстолиты разных марок СКМ-1, СТЭФ, СТЭТ (см. «Электротехнические материалы», Готман П.Е., Москва, «Энергия», 1969 г., стр. 163-164, 205-220).

В качестве ближайшего аналога (прототипа) настоящего изобретения выбирается материал КФ-9 - композиция на основе кремнеорганической смолы, модифицированной фторопластом и минеральными наполнителями. Материал применяется для изготовления деталей и изделий радиотехнического назначения (см. Справочник «Авиационные материалы», том 7, часть 1, Москва, ОНТИ-1976 г., стр. 305).

В таблице 1 приведены характеристики материалов-аналогов, материала-прототипа и предлагаемого материала КМД (композиционный материал диэлектрический).

Из таблицы видно, что предлагаемый материал КМД обладает электрическими параметрами (ε и tgδ) на уровне параметров лучшего диэлектрика - фторопласта-4, а механическими параметрами на уровне композиции АГ-4 и превосходит параметры материала-прототипа - КФ-9 по электрическим параметрам, по прочности на сжатие и, что важно, по водопоглощению. Это позволяет использовать предлагаемый материал КМД для изготовления деталей и изделий, работающих в цепях высокочастотных сигналов под механическими нагрузками и в воде, например, в герметичных токопереходах и соединителях.

Задачей настоящего изобретения является создание диэлектрического материала, обладающего электрическими характеристиками с малой диэлектрической проницаемостью на уровне 2,1-2,5 и малым значением тангенса диэлектрических потерь на уровне 0,001, как например у фторопласта-4, и лучшими механическими и климатическими характеристиками, как у выбранного за прототип пресс-материала КФ-9 по прочности и модулю упругости на сжатие.

Поставленная задача решается тем, что были использованы следующие компоненты:

- порошок фторопласта-4 (политетрофторэтилен) со средним гранулометрическим составом в 5 мкм под маркой "TOMFLON" (ультрадисперсный порошок фторопласта с массовой долей влаги не более 0,02%, удельной плотностью 2,2 г/см3, температурой плавления - 250°С). Связующего в композиции использовано не более 30-40%,

- связующий материал в составе:

эпоксидная смола с вязкостью 200 мПа·сек и отвердитель с вязкостью 40 мПа·сек. В качестве такого отвердителя использовался материал Изо-МТГФА (изометилтетрагидрофталевый ангидрит) - легко кристаллизирующаяся растворимая жидкость. Количественное соотношение компонентов выражено в массовых единицах измерения. Соотношение масс - 40-45% и 55-60%.

- связующее в композиции используется не более 30-40%.

Для осуществления поставленной задачи разработан способ изготовления заявляемого материала с использованием устройства, изображенного на фиг. 1,

где приняты обозначения:

1 - цилиндрическая форма для порошка;

2 - порошок в форме;

3 - цилиндрическая форма для связующего материала;

4 - связующий материал;

5 - поршень формы поз.3;

6 - форма, где создается вакуум.

Для осуществления изготовления заявляемого материала были использованы следующие технологические процессы.

1. Подготовительные операции

1.1 Просеивается порошок фторопласта;

1.2 Просеянный порошок нагревается до температуры 90°С и выдерживается три часа;

1.3 Производится поэтапное заполнение цилиндрической формы 1 просеянным порошком 2 с одновременной вибрацией формы и последующим вакуумированием формы для уплотнения порошка (см. фиг 1). Процесс вакуумирования длится не менее 20 минут;

1.4 Производится нагрев формы 1 с уплотненным порошком 2 до температуры 90°С в течение не менее двух часов с последующей установкой нагрева до температуры 70°С и выдержкой 15 минут;

1.5 Подготавливается связующий материал - эпоксидная смола с вязкостью 200 мПа·сек и отвердитель с вязкостью 40 мПа·сек. Соотношение масс - 40-45% и 55-60%. Производится смешивание в отдельной емкости выбранных эпоксидной смолы и отвердителя в течение не менее 15 минут.

2. Пропитка

2.1 Производится заполнение сверху формы с порошком 2 подготовленной композицией пропитки 4;

2.2 Создается вакуум 6 снизу формы с порошком 1. Разряжение - не менее минус 1 атм;

2.3 Создается механическое давление на связующий материал 4, например, гнетом на поршень 5;

2.4 Производится контроль процесса пропитки по потемнению цвета порошка в форме 2.

3. Отверждение

3.1 Форму с пропитанным по всему объему порошком 1 нагревают до температуры 90°С и выдерживают не менее трех часов;

3.2 Предварительно отвержденная композиция «порошок - пропитка» помещают в печь с температурой 160-170°С на 7 часов для окончания отверждения;

3.3 У образца материала на токарном станке подрезают торцы.

Полученное таким способом вещество обладает характеристиками и свойствами, позволяющими его дальнейшее использование в качестве изоляционного материала при изготовлении изоляторов в высокочастотных изделиях.

Высокочастотный композиционный диэлектрик, выполненный из отвержденного композиционного материала, содержащий уплотненный порошок фторопласта-4 с размером частиц не более 5 мкм, пропитанный связующим, взятым в количестве 30-40% и содержащим 40-45% эпоксидной смолы - продукта конденсации эпихлоргидрина и анилина в щелочной среде, с вязкостью не более 200 мПа·сек и 55-60% отвердителя с вязкостью не более 40 мПа·сек.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве излучающего устройства в миллиметровом диапазоне волн. .

Изобретение относится к области электрорадиотехники, в частности к диэлектрической антенне, содержащей круглый волновод с ребристым фланцем, расположенным на открытом конце волновода, диэлектрический стержень, установленный соосно внутри волновода и выступающий за пределы волновода, и диэлектрическую втулку, расположенную на выступающей части диэлектрического стержня, согласно изобретению выступающая часть диэлектрического стержня дополнительно снабжена диэлектрической вставкой такого же сечения, как и стержень, причем она установлена на расстоянии L1=(0.6÷0.7) от открытого конца волновода, длина ее составляет L 2=(1.1÷1.3) , а относительная диэлектрическая проницаемость материала вставки должна быть 2=(0.8÷0.9) 1, где - средняя длина волны рабочего диапазона; L 1 - расстояние от открытого конца волновода до диэлектрической вставки; L2 - длина диэлектрической вставки; 1, 2 - относительные диэлектрические проницаемости диэлектрического стержня и диэлектрической вставки соответственно.

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для создания антенн приемопередатчиков локальных сетей производственного назначения. .

Антенна // 2273078
Изобретение относится к антенной технике. .

Изобретение относится к антенной технике . .

Изобретение относится к антенной технике. .

Изобретение относится к антенной технике. .

Изобретение относится к антенной технике. .
Изобретение относится полимерной композиции для изготовления герметизационных и электроизоляционных материалов для производства оболочки кабелей связи. Композиция содержит полиэтилен низкого давления, в качестве пластификатора смазку буксол и сыпучий наполнитель, представляющий собой оксид титана.
Изобретение относится к кабельной технике, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного ПВХ и может быть использовано при изготовлении проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Изобретение относится к кабелю для транспортировки или распределения электроэнергии среднего и высокого напряжения. Кабель (1) содержит по меньшей мере один электрический проводник (2) и по меньшей мере один электроизоляционный слой, окружающий упомянутый электрический проводник, причем этот по меньшей мере один электроизоляционный слой (4) содержит: (a) термопластичный полимерный материал, выбранный из: по меньшей мере одного сополимера (i) пропилена с по меньшей мере одним олефиновым сомономером, выбранным из этилена и α-олефина, не являющегося пропиленом, причем упомянутый сополимер имеет температуру плавления, большую или равную 130°C, и энтальпию плавления от 20 Дж/г до 90 Дж/г; смеси по меньшей мере одного сополимера (i) с по меньшей мере одним сополимером (ii) этилена с по меньшей мере одним α-олефином, причем упомянутый сополимер (ii) имеет энтальпию плавления от 0 Дж/г до 70 Дж/г; смеси по меньшей мере одного гомополимера пропилена с по меньшей мере одним сополимером (i) или сополимером (ii); причем по меньшей мере один из сополимера (i) и сополимера (ii) является гетерофазным сополимером; (b) по меньшей мере один жидкий диэлектрик, тщательно перемешанный с термопластичным полимерным материалом, причем упомянутый по меньшей мере один жидкий диэлектрик является ароматическим жидким диэлектриком с отношением числа ароматических атомов углерода к полному числу атомов углерода, большим или равным 0,3; (c) по меньшей мере один стабилизатор напряжения, выбранный из замещенных бензофенонов и стерически затрудненных аминов.

Изобретение относится к полипропилену, к способу его получения, а также к пленочному конденсатору из указанного полипропилена. Полипропилен имеет температуру плавления (Tm), измеренную согласно ISO 11357-3, по меньшей мере 151,0°С и фракцию, растворимую в холодном ксилоне (XCS), не более чем 1,5 масс.%.

Изобретение относится к полиолефиновой композиции с улучшенной электрической прочностью изоляции, к проводу или кабелю, в частности к кабелю среднего, высокого или сверхвысокого напряжения, включающему такую композицию, а также к применению подобной композиции для производства провода или кабеля, в частности кабеля среднего, высокого и сверхвысокого напряжений.
Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях горения и тления, предназначенных для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожаробезопасности.

Изобретение может быть использовано в кабельной технике для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной технике, и может быть использовано для экранов силовых кабелей среднего напряжения, до 35 кВ. Повышение физико-механических свойств кабельных изделий, изготовленных с использованием предложенной композиции, а также ее технологичности и стабильности, является техническим результатом изобретения.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к кабельной технике и, в частности, к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженными горючестью, выделением дыма и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях горения и тления и хлористого водорода при горении, предназначенным для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожароопасности.

Изобретение относится к отверждающейся композиции для получения электроизоляционного конструкционного материала для электрических или электронных компонентов.
Наверх