Композиция для кремнийорганического электроизоляционного материала

Изобретение относится к области электроизоляционных кремнийорганических композиций, отверждаемых при комнатной температуре, которые могут быть использованы в качестве электроизоляционных покрытий для защиты электронных, радио- и электротехнических приборов и устройств. Композиция на основе диметилсилоксанового каучука содержит оксиды металлов алюминия и галлия и катализатор К-18 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: диметилсилоксаноый каучук СКТН-А - 100, оксид алюминия - 10-30, оксид галлия - 5-15, катализатор К-18 - 6. Оксид галлия способствуют образованию прочной монолитной пленки, хорошей адгезии к подложке и повышению электрической прочности материала. При введении данного оксида в меньшем количестве ухудшаются защитные свойства покрытия, снижается механическая и электрическая прочность, а при введении его в больших количествах ухудшается адгезия покрытия к обрабатываемой поверхности. Техническим результатом изобретения является получение композиции с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами - высокими электрофизическими и механическими свойствами. 1 табл., 3 пр.

 

Настоящее изобретение относится к области электроизоляционных кремнийорганических композиций, отверждаемых при комнатной температуре, и может быть использовано в различных областях техники, таких как радиоэлектронная промышленность, электротехника, энергетика, авиация и машиностроение для защиты электронных, радио- и электротехнических приборов и устройств, в качестве электроизоляционных покрытий и материалов.

Известны электроизоляционные материалы на основе кремнийорганических композиций, которые применяются для покрытия различных электротехнических конструкций. Их использование обеспечивает высокие электрофизические и механические свойства изоляции электрических устройств.

Из существующего уровня техники известна кремнийорганическая электроизоляционная гидрофобная композиция на основе одно- или двухупаковочного кремнийорганического компаунда холодного отверждения, содержащего силиконовый низкомолекулярный каучук марки СКТН, гидрат окиси алюминия, жидкий наполнитель в виде низкомолекулярной кремнийорганической жидкости марки 119-215, наполнитель - сажу ацетиленовую, отвердитель - метилтриацетоксисилан [патент РФ №2496167, Н01В 3/46, Н01В 17/02, Н01В 17/50, Н01В 19/00, опубл. 20.10.2013].

Данная гидрофобная композиция позволяет повысить надежность и увеличить срок службы завулканизированного покрытия электроизоляционной конструкции. Недостатками этой композиции являются невысокие электроизоляционные, а также физико-механические свойства, в частности прочность и адгезия к различным поверхностям.

Известен электроизоляционный гидрофобный кремнийорганический компаунд холодного отверждения с твердым наполнителем в виде диоксида титана и гидрата оксида алюминия и с жидким наполнителем в виде низкомолекулярной кремнийорганической жидкости [патент UA №77628, Н01В 17/50, Н01В 19/00, опубл. 15.12.2006]. При этом весовое соотношение между компаундом и низкомолекулярной кремнийорганической жидкостью составляет 1:(0,015-0,02), а весовое соотношение между компаундом и гидратом окиси алюминия составляет 1:(0,07-0,1).

Недостатками приведенного выше технического решения являются недостаточно высокие электроизоляционные свойства и срок службы наносимого на ее основе гидрофобного покрытия из-за отсутствия оптимального состава и соотношения компонентов компаунда, а также появления туннельного эффекта, возникающего от применяемых наполнителей. Следствием этого являются невысокие значения выдерживаемых рабочих напряжений, а также необходимость периодической замены электроизоляционной конструкции.

Также известна композиция для защитного покрытия, которая включает полиметилфенилсилоксан, толуол, тетрабутоксититан, силикат, оксиды металлов и карбид кремния в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас. %: полиметилфенилсилоксан 25-34, тетрабутоксититан 5-11, силикат 42-60, оксиды металлов 1-5, карбид кремния (наполнитель) 3-10, толуол - остальное [патент РФ №2041905, C09D 183/04, C09D 5/08, C09D 7/14, опубл. 28.08.1995]. Недостатком известной композиции является то, что защитные покрытия, получаемые при нанесении ее на подложку, имеют невысокие электроизоляционные свойства при длительном воздействии высоких температур (более 200°С). Кроме того, для ее изготовления требуется механическая обработка в шаровой мельнице, что усложняет технологию.

Известна композиция для защитного покрытия на основе полиметитлфенилсилоксана, обладающая электроизоляционными свойствами и не имеющая в своем составе катализатора отверждения [патент РФ №2226539, C09D 183/04, опубл. 27.10.2009]. Композиция включает полиметилфенилсилоксан в качестве пленкообразующего компонента, оксиды металлов (оксиды хрома, кобальта, меди, титана и цинка), способствующие образованию на поверхности покрытия прочной пленки, и силикат (слюда), который в сочетании с тальком или асбестом способствует повышению термостойкости получаемых покрытий и их электроизоляционных свойств.

Недостатком получаемых покрытий является длительное время сушки - 3 часа, и высокая температура экспозиции - 200°С.

Наиболее близкой к заявленному техническому решению является кремнийорганическая композиция, состоящая из: полиметилфенилсилоксана (15-60), в качестве которого используют промышленный компаунд марки КО-921, или КО-922, или КО-923, или их смеси, мелкодисперсных оксидов металлов - оксиды хрома, кобальта, меди, титана и цинка (5-20), растворителя - толуола или о-ксилола (10-30) и азеотропного вытеснителя (25-50) - тетраметилсилана или смеси пропан-бутан [патент РФ №2391364, C08L 83/04, C09D 183/04, опубл. 10.06.2010]. Композиции, получаемые из данных промышленных компонентов, отличаются простой технологией применения для производства покрытий, характеризующихся электроизоляционными и антикоррозионными свойствами при температурах от -70°С до +250°С и обладающих прочностными и адгезионными свойствами.

Недостатком данной композиции является присутствие в ней большого количества растворителя (10-30 мас. %), способного при испарении через пленку увеличить микропористость покрытия, тем самым снизить электроизоляционные и физико-механические свойства получаемого материала, а также большого количества азеотропного вытеснителя (25-50 мас. %), который, ускоряя скорость пленкообразования, также может нарушить монолитность защитного покрытия и привести к преждевременному выходу его из строя. К недостаткам данного решения можно отнести и невозможность нанесения такой композиции другими методами, кроме метода распыления.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка электроизоляционной кремнийорганической композиции, отверждаемой при комнатной температуре, обладающей, наряду с высокими электроизоляционными характеристиками, хорошими физико-механическими свойствами, а также характеризующейся простотой изготовления и различными возможностями нанесения. Поставленная техническая задача решается за счет того, что в композиции, отверждаемой при комнатной температуре, в качестве полиорганосилоксана используется диметилсилоксановый каучук, в качестве наполнителей - оксиды алюминия и галлия, а в качестве катализатора отверждения - катализатор К-18, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Диметилсилоксановый каучук - 100;

Оксид алюминия - 10-30;

Катализатор - К-18 - 6;

Оксид галлия - 5-15.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение композиции с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами - высокими электроизоляционными и физико-механическими свойствами.

В качестве основного компонента - полиорганосилоксана в композиции используется диметилсилоксановый каучук СКТН-А (ГОСТ 13835-73, марка А), представляющий собой 48-52% раствор диметилсилоксановой смолы в ароматическом растворителе.

Для повышения диэлектрических свойств материала используется оксид алюминия (Аl2О3) по ГОСТ 8136-85.

Для отверждения диметилсилоксанового каучука применяется катализатор К-18 (ТУ 6-02-805-75), который представляет собой раствор диэтилдикаприлата олова в этилсиликате при соотношении 1:4 соответственно.

Для повышения механических характеристик и электрофизических свойств заявляемого материала используется оксид галлия (Ga2О3) (ТУ 6-09-3729-80).

Оксид галлия, входящий в состав композиции в заявленном количестве, способствует образованию на поверхности покрытия прочной защитной пленки, хорошей адгезии к подложке и повышению электрической прочности. При введении данного оксида в меньшем количестве ухудшаются защитные свойства покрытия, снижается механическая и электрическая прочность, а при добавлении его в больших количествах ухудшается адгезия покрытия к обрабатываемой поверхности.

Для приготовления предлагаемой композиции диметилсилоксановый каучук смешивают в специальной емкости при комнатной температуре в течение 25-30 мин с наполнителями - оксидом алюминия и оксидом галлия до получения гомогенной смеси, а затем вводят катализатор К-18 и тщательно перемешивают еще в течение 10 мин. После выполнения данных операций получают образцы для испытаний путем нанесения данной композиции на металлические предварительно обезжиренные пластины из стали и алюминия методом полива через фильеру. Отверждение проводят в течение 72 ч при комнатной температуре на воздухе.

Определение адгезии к подложке разработанных материалов проводили по ГОСТ 32299-2013 (ISO 4624:2002) методом отрыва.

Заявленное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К 100 мас. ч. диметилсилоксанового каучука добавляют 10 мас. ч. оксида алюминия и 15 мас. ч. оксида галлия, перемешивают в течение 25-30 мин. Далее в смесь вводят 6 мас. ч. катализатора и тщательно перемешивают композицию в течение 10 мин. После выполнения данных операций получают образцы по указанной выше технологии.

Пример 2. К 100 мас. ч. диметилсилоксанового каучука добавляют 30 мас. ч. оксида алюминия и 10 мас. ч. оксида галлия, перемешивают в течение 25-30 мин. Далее в смесь вводят 6 мас. ч. катализатора и тщательно перемешивают композицию в течение 10 мин. После выполнения данных операций получают образцы по указанной выше технологии.

Пример 3. К 100 мас. ч. диметилсилоксанового каучука добавляют 20 мас. ч. оксида алюминия и 5 мас. ч. оксида галлия, перемешивают в течение 25-30 мин. Далее в смесь вводят 6 мас. ч. катализатора и тщательно перемешивают композицию в течение 10 мин. После выполнения данных операций получают образцы по указанной выше технологии.

Свойства образцов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов, приведены в таблице.

Таким образом, как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемая композиция позволяет получить образцы, обладающие, наряду с высокой электрической прочностью, хорошими механическими свойствами.

Заявленная композиция для электроизоляционного материала проста в изготовлении и удобна в эксплуатации. Ее производство может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических и технологических средств.

Композиция для кремнийорганического электроизоляционного материала, отверждаемая при комнатной температуре и выполненная на основе полиорганосилоксана и оксидов металлов, отличающаяся тем, что в качестве полиорганосилоксана используется диметилсилоксановый каучук СКТН-А, в качестве оксидов металлов - оксид алюминия и оксид галлия и дополнительно содержит катализатор К-18 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Диметилсилоксановый каучук СКТН-А 100
Оксид алюминия 10-30
Катализатор К-18 6
Оксид галлия 5-15



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к новым полиорганосилоксановым композициям, вулканизуемым в горячем состоянии с образованием кремнийорганических эластомеров, то есть вулканизуемым при температуре материала, которая в общем случае находится в интервале от 100 до 200°C и в случае необходимости может доходить до 250°C.

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).

Изобретение относится к применению отверждаемой композиции для безнабивочной герметизации измерительных трансформаторов и к способу герметизации таких измерительных трансформаторов.

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.

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.
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.

Изобретение относится к изоляционным материалам, применяемым в кабельной промышленности, представляющим собой фторполимерные радиационно-сшиваемые композиции (РШК) на основе сополимера этилентетрафторэтилена.

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

Изобретение относится к разъединителю. .
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 препаратам для защиты и декоративной обработки древесины и материалов на ее основе. Защитно-декоративный препарат содержит бороксан и живицу.
Изобретение относится к защите изделий и сооружений от обрастания и может быть использовано в качестве средства защиты судов и гидротехнических сооружений в судостроительной промышленности и гидротехническом строительстве с помощью системы покрытий - многослойного комбинированного противообрастающего покрытия, обеспечивающего репеллентно-хемобиоцидную защиту.
Изобретение относится к средствам защиты от обрастания морскими организмами подводных частей судов и гидротехнических сооружений, и конкретно к необрастающим эмалям.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, в частности к составам на основе хлорсульфированного полиэтилена для противокоррозионной защиты металлоконструкций и оборудования.

Изобретение относится к лакокрасочным материалам, а именно к области разработок эмалей, предназначенных для защитно-декоративных покрытий изделий из дерева, металлических поверхностей, деталей машин, приборов, эксплуатируемых внутри помещений, в атмосферных условиях и агрессивных средах.

Изобретение относится к составам для лакокрасочных покрытий на основе хлорсульфированного полиэтилена (ХСПЭ) и может быть использовано для защиты строительных конструкций и оборудования от воздействия атмосферы, водных растворов солей, кислот или щелочей.

Изобретение относится к производству покрытий и может быть использовано в лакокрасочной промышленности. .

Изобретение относится к области получения полимерно-битумных составов для кровельных и гидроизоляционных покрытий. .
Изобретение относится к составам термопластичных противообрастающих покрытий, используемых, например, для защиты корпусов морских судов и других объектов от обрастания прикрепляющимися водными организмами.

Изобретение относится к композиции подверженного эрозии противообрастающего покрытия, к подложке, по меньшей мере, частично покрытой высушенной композицией покрытия, к способу получения композиции и способу покрытия.

Изобретение относится к области электроизоляционных кремнийорганических композиций, отверждаемых при комнатной температуре, которые могут быть использованы в качестве электроизоляционных покрытий для защиты электронных, радио- и электротехнических приборов и устройств. Композиция на основе диметилсилоксанового каучука содержит оксиды металлов алюминия и галлия и катализатор К-18 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: диметилсилоксаноый каучук СКТН-А - 100, оксид алюминия - 10-30, оксид галлия - 5-15, катализатор К-18 - 6. Оксид галлия способствуют образованию прочной монолитной пленки, хорошей адгезии к подложке и повышению электрической прочности материала. При введении данного оксида в меньшем количестве ухудшаются защитные свойства покрытия, снижается механическая и электрическая прочность, а при введении его в больших количествах ухудшается адгезия покрытия к обрабатываемой поверхности. Техническим результатом изобретения является получение композиции с улучшенными технико-эксплуатационными свойствами - высокими электрофизическими и механическими свойствами. 1 табл., 3 пр.

Наверх