Электроизоляционный состав

 

с .

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 11 69I93l

Gaea Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.07.77 (21) 2504753/24-07 (51) М. Клв

Н 01 В 3/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.79. Бюллетень № 38 (45) Дата опубликования описания 15.10.79

Государственный комитет (53) УДК 621.315 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Я. Коваленко, М. Л. Пустыльник и К. А. Андрианов,"

1 т .р

1 (71) Заявитель! - .: Ы ЛЫ

° т.й (54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СОСТАВ

Изобретение относится к электроизоляционным составам, предназначенным для пропитки обмоток электротехнических устройств и защитных покрытий с рабочей температурой выше 600 С.

Известны пропиточные составы на основе наполненных фосфатов (11,. растворимых стекол, наполненных неорганическими порошками (окислы алюминия, хрома, цинка и др.) .(2J; составы, состоящие из раствора органических или элементоорганических полимеров и активных неорганических наполнителей (31.

Этим материалам присущи определенные недостатки: низкая пропитывающая способность, малый срок хранения, недостаточная механическая прочность покрытий на их основе, низкие значения удельного объемного сопротивления при повышенных температурах.

Наиболее близкой по составу из известных является композиция на основе связующего — олигометил алкоксисилоксана (ГТЭС-71), растворителя, мелкоизмельченной искусственной слюды фторфлогопит и алунда (состав С-80М) . (4j. Связующее

ГТЭС-71 представляет собой полидисперсную смесь олигометилалкоксисилоксанов общей формулы

IS1Op — „(OC,Í,)„Ä,„(CH,S1O> 5 у (ОС,Н,)у „ где х изменяется в пределах от 1,25 до 1,50 у изменяется в пределах от 0,01 до 0,06

ni изменяется в пределах от 0,85 до 0,95 и изменяется в пределах от0,15до0,05, и образуется в результате модификации этилсиликата с содержанием кремния (в пересчете на Si02, вес в %) от 58 до

62 с олигометилбутоксисилоксаном (лак

КО-928) в соотношениях, указанных выше.

10 Недостаточная механическая прочность покрытий на основе этого состава связана, очевидно, с характером взаимодействия связующее — наполнитель.

Состав С-8М обладает невысокой пропи1 тывающей способностью, что объясняется наличием в смеси наполи ителей — кроме алунда со средним размером частиц 2 мкм, она содержит синтетическую слюду фторфлогонит со средним размером частиц 15—

20 25 мкм. Состав С-8М может длительно работать при температурах не выше 900 С, так как при этой температуре начинается разложение слюды, что ухудшает сплошность и ведет к растрескиванию покрытия.

Таким образом, наличие в составе С-8М слюды ограничивает предельную температуру работоспособности материала.

Целью изобретения является создание электроизоляционного состава, который об30 ладал бы повышенной пропиточной способностью, улучшенными физико-механически691931 ми характеристиками и повышенной термостойкостью покрытий на его основе при сохранении электрических свойств на уровне требований, предъявленных к этому классу материалов.

Для достижения указанной цели электроизоляционный состав, содержащий алунд, кремнийорганическое связующее и растворитель, дополнительно содержит циклогексанон, а в качестве кремнийОрганнческого 1О связующего — ол игом етилсилоксан с соотношением СНа/Si=1,5 — 0,5 при следующем соотношении компонентов (вес в %): олигометилсилоксан с соотношением СНа/Si = 15

= 1,5 — 0,5 8,24 — 20,40 р астворитель 1 5,07 — 27,92 циклогексанон 1,50 — 10,86 алунд остальное.

Ол игом етилсилоксан с соотношением

СНз/Si=1,5 — 0,5 представляет собой полидисперсную смесь олигомеров полициклической структуры с молекулярным весом от

600 до 1200, отверждающуюся по полиме- 25 ризационному механизму.

Применение олигометилсилоксана и активной добавки в сочетании с алундом повышает терм остойкость и механические свойства покрытий на основе полученных 30 составов. Это достигается за счет применения в качестве связующего олигометилсилоксанов с относительно малым содержаТаблица

Рецептуры составов по примерам, вес в у, Компоненты

62,96

15,07

10,86

47,60

27,92

4,08

65,80

18,00

2,50

65,80

18,00

2,50

65,80

19,00

1,50

74,24

15,87

1,65

13,70

8,24

13,70 20,40

13,70

Пример 1. 65,80 г измельченного, просеянного и высушенного при 200 С в течение 2-х часов микропорошка алунда;

13,70 r олигометилсилоксана с соотношением СНа/Si=1,5: 19,00 толуола и 1,50 г циклогексанона загружали в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и перемешивали в течение 2-х часов.

Определение электрических характеристик составов проводили на покрытиях, которые готовили ок нанием пластинок из нержавеющей стали марки Х18Н10Т размером 50)(50)(1,5 мм в электроизоляцион35

Алунд

Толуол

1Яиклогексанон

Олигометснлснлоксан с соотношением СН,/Si:

1,5

1,0

0,5 нием органических групп, что зйачительно снижает потери массы при повышенных температурах. Кроме того, исходная полициклическая структура связующего обеспечивает при отверждения образование густосшитой, механически прочной и термостойкой пространственной сетки, включающей в свою структуру и частицы наполнителя.

Образование густосшитой пространственной сетки связующее — наполнитель является, по нашему мнению, необходимым условием получения прочного, термостойкого покрытия на основе системы полимернаполнитель.

Активная добавка вносит дополнительный вклад в увеличение.термостойкости и механических характеристик композиций.

Роль ее заключается в изменении конформации макромолекул олигомера в растворе, что улучшает взаимодействие связующего с поверхностью наполнителя.

Предлагаемые композиции, в отличии от прототипа, содержат однокомпонентный наполнитель — алунд, что уменьшает отфильтровываемость составов, т. е. улучшается их пропитывающая способность (отсутствуют частицы с относительно большим размером 15 — 25 мкм). Исключение из составов слюды повышает верхнюю температурную границу работоспособности покрытий на их основе, уменьшает потери массы.

Электроизоляционные составы готовили по следующим рецептурам (табл. 1). ный состав, обеспечив толщину пленки с каждой стороны 0,05+-0,005 мм. Нанесенное покрытие сушили на воздухе в течение

20 часов и затем подвергали термообработке по режиму, приведенному в табл. 2.

С целью изготовления образцов для механических испытаний состав сушили на воздухе в течение 20 — 40 час. Затем массу тщательно протирали и просеивали через сито 35. Образцы готовили прессованием.

Для определения ои» и аул изготавливались прямоугольники, размером 35)(15)(><2 мм и 10X15+2 мм, соответственно, при

691931

Температура, С

200

850

350

Время, час

Свойства электроизоляционных составов

Таблица 3

Характеристика прото тип

15 — 20

2!

15

18

5,0

2,0

5,0

2,0

5,0

2,0

5,0

2,0

5,0

2,0

5,0

2,0

5,0

2,0

1.10я

5.10>

1.109

5.10

1.10

5. 10>

1.109

1.109

5. 105

5.10ь

25,0

l7,0

28,0

25,0

36,6

30,0

50,0

48,0

30,0

26,0

44,0

33,0

32,0

26,0

1,00

0,89

9,0

1,60

1,80

4,1

1,20

1,46

4,3

1,00

0,95

5,0

1,50

1,23

8,2

1,52

1,44

5,0

1,74

1,18

6,2

1, по примеру 1. о примеру товлеиных ленных п цах, изго, изготов

ых образ

Б

Р=.150 и 50 кг/см . Прессованные образцы подвергали термообработке по режиму, приведенному в таблице.

Режим термообработки образцов

Таблица 2

Пример 2. 100,00 г измельченного, просеянного и высушенного при 200 С в течение 2-х; 11,10г ол игом етилсилоксана с соотношением

СНз/Si=1,0; 21,37 г толуола и 2,22 r циклогексанона загружали в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и перемешивали в течение 2-х часов. Образец для испытаний готовили по методу, описанному в примере 1.

П р и м ер 3. 98,70 r измельченного, просеянного и высушенного при 200 С в течение 2-х часов микропорошка алунда; 20,бг олигометилсилоксана с соотношением

СНз/Si=1,0; 27,00 r толуола и 3,70 г циклогексанона загружали в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и перемешивали в течение 2-х часов.

Образец для испытаний готовили по методу, описанному в примере 1.

Вязкость по вискозиметру В3-4, сек

Средний размер частиц наполнителя, мкм

Электрическая прочность на воздухе кВ/мм (мВ/м), не менее: а) в исходном состоянии при 20 5 С; б) при температуре 850+20 С

Удельное объемное сопротивление на воздухе Ом/м", не менее: а) в исходном состоянии при 20 5 С; б) при температуре 850+20 С

Предел прочности при статическом изгибе, МПА**: а) в исходном состоянии при 20 5 С; б) при температуре 850 20 С

Удельная ударная вязкость, кдж/м ":":.: а) в исходном состоянии при 20 -5 С; б) при температуре 850 ь 20 С

Потери массы при нагреве до 1000 С на воздухе, у, Испытания проведены на покрытиях

"::" Испытания проведены на прессованн

Пример 4. 100,00 r измельченного, просеянного и высушенного при 200 С втечение 2-х часов микропорошка алунда;

42,86 r олигометилсилоксана с соотношением СНз/Si=1,0; 58,63 г толуола и 8,57r циклогексанона загружали в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и перемешивали в течение 2-х часов.

Образец для испытаний готовили по методу, описанному в примере 1.

Пример 5. 100,00 r измельченного, просеянного и высушенного при 200 С в течение 2-х часов микропорошка алунда; 17,15 г олигометилсилоксана с соотношением

15 СНз/Si=1,0; 23,94 толуола и 17,24 циклогексанона загружали в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и перемешивали в течение 2-х часов.

Образец для испытаний готовили по ме20 тоду, описанному в примере 1.

Пример 6. 131,6 г измельченного, просеянного и высушенного при 200 С в течение 2-х часов микропорошка алунда; 27,4 г олигометилсилоксана с соотношением

5 СНз/Si=0,5; 36,0 г толуола и 5,0 r циклогексаноча загружали в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и перемешивали в течение 2-х часов.

Образцы для испытаний готовили по ме30 тоду, описанному в примере 1.

Полученные составы имели следующие характеристики (см. табл. 3).

Электроизоляционные составы по примерам

691931

Формула изобретения

Составитель А. Кругликов

Редактор Д. Мепуришвили Техред Л. Расторгуева Корректоры: T. Добровольская и А. Галахова

Заказ 2800/18 Изд. Мз 642 Тираж 969 Подписное

1!ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва К-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Как видно из данных табл. 3, применение в качестве связующего олигометилсилоксана в сочетании с активной добавкой приводит к улучшению физико-механических характеристик. Исключение из композиций слюды повышает верхний предел рабочей температуры (снижаются потери массы композиций при 1000 С) и улучшает пропитывающую способность составов за счет уменьшения среднего размера частиц наполнителя.

Все это позволяет упростить технологию применения электроизоляционного состава, улучшить качество изоляции и повысить верхнюю температурную границу работоспособности покрытия как минимум до

1100 С.

Электроизоляционный состав, например, для пропитки обмоток электротехнических устройств и защитных покрытий с рабочей температурой выше 600 С, содержащий алунд, кр ем нийорганическое связующее и растворитель, отличающийся тем, что, с целью увеличения пропитывающей спо8 собности, повышения термостой кости покрытий на его основе, он дополнительно содержит циклогексанон, а в качестве кремнийорганического связующего — олигоме5 тилсилоксан с соотношением СНз/Si=1,5—

0,5 при следующем соотношении компонентов, вес. в /о .. олигометилсилоксан с соотношением СНз/Si =

10 = 1,5 — 0,5 8,24 — 20,40 растворитель 15,07 — 27,92 циклогексанон 1,50 — 10,86 алунд остальное

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Мз 386871, кл. С 04 В 35/00, 1971.

2. Акцептованная заявка Японии Мв 45—

14911, кл. 20В5, 1970.

20 3. Н. П. Харитонов. Органосиликатные покрытия для различных отраслей народного хозяйства. Труды 6-ro Всесоюзного совещания по жаростойким покрытиям, 1975, с. 339 — 345.

25 4. Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю. В. Корицкого и др. Т. 2. 1974, с. 397 — 401 (прототип).