Электроизоляционный состав и способ его изготовления

 

Союз Советскнк

Соцналистнческик

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

750573 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 16.05.78 (21) 2615544/24-07 (51) М. Кл.

Н 01 В 3/10 с присоединением заявки,%

Государственный комитет (23) Приоритет но денем изобретений н открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень Рй 27

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК621.315 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Я. Коваленко, N. Л. Пустыльник и Т. В. Снигирева (7!) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СОСТАВ И СПОСОБ

ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электроизоляциокным составам высокой нагревостойкости, предназначенным для пропитки обмоток электротехнических устройств, рао ботающих при температурах выше 600 С.

Известны пропиточные составы íà ос5 нове наполненных фосфатов (1), растворимых стекол, наполненных неорганическими порошками 2l, составы, состоящие из раствора органических или элементо10 органических полимеров и активных неорганических наполнителей (3) . Основными недостатками этих составов являются малый срок хранения и недостаточная механическая прочность покрытий на их основе, Наиболее близкой по составу из известных является композиция на основе связующего олигометилалкоксисилоксана (ГГЭС вЂ” 7 1), растворителя, мелкоизмельчен- ной искусственной слюды-фторфлогопит н алунда (состав С-8М) P4) и (5).

Связующее ГТЭС-7 1 ) представляет собой полидисперсную смесь олигометилал2 коксисилоксанов с молекулярным весцм

1000-3000 общей формулы:

Р,О (OC ) j (СН (,0СН 1 1 где X — изменяется в пределах от 1,25 до 1,50; у — изменяется в пределах от 0,01 до 0,06;

rn — изменяется в пределах от 0,85 до 0,95", — изменяется в пределах от 0,15 до 0,05 и образуется в результате модификации этилсиликата с содержанием кремния (в пересчете на Si 0, масс %) от 58 до

62 олигометилбутоксисилоксановым лаком

КО-928 в соотношениях, указанных выше.

Суспензия алунда и слюды фторфлсн опит с толуольном растворе ГТЭС-71 не стабильна. Частицы наполнителя, оседая, сцепляются между собой в агрегаты, которые после непродолжительного хранения состава невозможно перевести в исходное состояние. Недостаточная механическая

10-,15

10-25 сан

Растворитель

Слюда, активированная хлорсиланом ллунд, активированный хлорсиланом

5-10

Остальное

Способ изготовления электроазоляционного состава включает стадии смешения, слюды и алунда и совмещения ах с толуоль40 ным раствором олигометилалкоксисилоксана.

Важной особенностью способа изготовления электроизоляционного состава является то, что смесь слюды и алунда перед 45 стадией совмещения со связующим обрабатывают раствором хлорсилана при 15—

40оС с последующей фильтрацией и сушкой. Температура обработки наполнителя хлорсипанами определяется технологичйо50 стью процесса и летучестью исходных

О хлорсиланов, при температуре выше 40 С их потери становятся количественными.

В качестве растворителя могут быть использованы алифатические, ароматические

5 или гетероциклические соединения; не вступающие во взаимодействие с хлорсаланом и имеющие температуру кипения ниже 200ОС.

3 75057 прочность покрытий на основе этого состава связана, очевидно, с характером взаимодействия связующее-наполнитель, Указанный состав получают смешением измельченного и просеянного микропорош5 ка. алунда и измельченной, просеянной и отмагниченной слюды в фарфоровом барабане с уралитовыми шарами, сушкой наО полнителя при 200 С в течение двух часов и совмещением смеси наполнителей с толуольным раствором ГТЗС-71 в шаровой мельнице.

Целью настоящего изобретения является, создание электроизоляционного состава с повышенной кинетической стабильностью, длительным сроком хранения и улучшенными физико-механическими характеристиками при сохранении электрических свойств на уровне требований, предъявляемых к этому классу материалов.

Для достижения указанной цели состав на основе олигометилалкоксисилоксана, наполнителя и растворителя содержит в качестве наполнителя алунд и слюду, химически активированные хлорсиланом общей фОрмулы (CH>)< Н S< СХд (п) в кОли * честве от 0,066 до 5„38 масс % от ве, са состава при следующих соотношениях ингредиентов, масс. 4:

Олигомет илалкоксисилок3 4

Таким образом, получаемая суспензия при хранении приобретает свойства тиксотропного геля, имеющего высокую кинетическую стабильность, малую динамическую вязкость, агрегации частиц наполнителя не наблюдается в течение всего времени жизни пропиточного состава. Получаемое из этой суспензии покрьггие обладает лучшими механическими свойствами за счет упрочения связи полимера с наполнителем, Злектроизоляционные сос-.авы готовят по следующим рецептурам 1см. табл. Х), При мер 1. 1-я стадия. 260,4 г из мельченного и просеянного микропорошка алунда и 29,0 г измельченной, просеянной и отмагниченной слюды фторфлогопит загружают в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и смешивают в течение 1 ч.

2-я стадия. Непосредственно перед обработкой хлорсиланом смесь наполнителей термостатируют при 200ОС в течение 2 ч.

289,4 r смеси алунда а слюды загружают в реактор и заливали 289,4 г толуола, 0,58 г трихлорсилана вводят в виде толуольного раствора 5/-ной концентрации при интенсивном перемешивании в течение 2530 мин при 20 С. После ввода хлорсилана. перемешивание продолжают еще 2 ч. суспензию выдерживают в реакторе без перемешивания не менее 3 ч. Затем суспензию выгружают, наполнитель отфильтровывают на путч-фильтре и промывают свежим толуолом. После промывки наполнитель, обработанный трихлорсиланом, сушат в термостате при 100 С в течение

2 ч, Содержание хемосорбированного хлорсилана, определяемого титрованием по остаточному количеству хлорсилана в растворе после фильтрации и промывки, составляет 0,55 г (0,134).

3-я стадия. Высушенный наполнитель в количестве 289,98 г, 51,2 г ГТЗС-71 и

76,8 r толуола загружают в фарфоровый барабан с уралитовыми шарами и перемешива.от в течение 2 ч.

Определение электрических характеристик составов проводят на покрьггиях, котс рые готовят окунанием пластинок из нержавеющей стали марки Х18Н10Т, размером 50х50х1,5 мм в электроизоляционный состав, обеспечив толщину пленки с каждой стороны 0,05+0,005 мм.

Нанесенное покрытие сушат на воздухе в течение 20 ч и затем термообрабатывают по режиму:

Температура, С 200 350 850

Время, ч 2 2 2

Таблица 1

12,30 12, 10

62,72 61,64

12,22

62,33

12,25 12,22

ГТЭС-7 1

Алунд

Tony îë

Слюда фторфлогопит

57,05

19,07

62,28

l8,44

62,30

18,37

6,94

0,14

18,46

18,04

6,85

17, 80

6,97

6,34

6,92 . 6,92

Трихлорсилан

Диметилцихлорсилан

М етилдихлорсилан

1,37

Оэ07 0,2 1

6,34

5 7 50573 6

С целью изготовления образцов для Образцы для испытаний готовят по мемеханических испытаний состав сушат на тоду, описанному в примере 1. воздухе в течение 24-30 ч. Затем мас- Пример 5. Электроизоляционный су тщательно протирают и просеивают че- состав готовят смешиванием 135,00 г рез сито 35 меш. и готовят образцы прес- 5 алунда 26,50 г ГТБС 71, 15,00 r слюды сованием. фторфпогопит, 59,5 г толуола и 3,00 r

Для определения 6у и Ь „дб ис- метилдихпорсилана по способу, описаннопользуют прямоугольники размером 35х му в йримере 1, содержание хемосорбих15х2 мм и 100х15х2 мм, соответствец» рованного хлорсилана 2,903 r (1,23%). но, при P(, oHo 50 и 1 50 кг/см Образцы для испытаний готовят по меПример 2. Эпектроизопяционный толу, описанному в примере 1. состав готовят смешиванием 90,00 г . Пример 6. Электроизоляционный апунда, 17,65 r ГТЭС вЂ” 71, 10,00 г слю- состав готовят смешиванием 180,00 q. ды фторфлогопит, 26,65 г толуола и алунда, 35,30 г ГГЭС-71, 20,00 г

0,20 r диметилхлорсилена по методу, опи-15 слюды фторфлогопит, 60,20 г толуола и сенному в примере 1, содержание хемосор- 20,00г метилдихлорсилана по способу,. бированного хлорсилана 0,188 г (0,13%). описанному в примере 1, содержание хеОбразцы для испытаний готовят по мосорбированного хлорсилана 15,41 r методу, описанному в примере 1. (5 38%).

Пример 3. Электроизоляционный состав готовят смешиванием 90,00 г Образцы готовят по методу, описанноа у да, 17,65 r ГТЭС 71, 10,00 r cd- МУ в ПРимеРе 1 ды фторфлогопит, 26,65 r толуола и Полученные составы имеют следующие

0,10 г метилдихлорсилана по способу, + paK epncTaK@ (см табл ) опис нному в примере 1, содержание д Приведенные в таблице данные подтвехем рб ро го xnopcnmma 0,095 г Рждаютсн актом mcmtraaa3 ПРием" (Q,066%) . к настояшей заявке.

Образцы для испытаний готовят по меКак видно из данных табл. 2 введение толу, описанному в примере 1, в электроизоляционный состав. хлорсилаПример 4. Электроизоляционный 30 íà "î предлагаемому способу значительно состав готовят смешиванием 180,00 г увеличивает срок хранения составов (не алунда, 35,3Q г Г ЭС 71, 2Q QQ слю менее 3 меснцев) и механическУю иРочды фторфлогопит, 5 1, 10 г толуола и ос покрытий ga его основе

0,60 г метилдихлорсилана по способу, лЯет УпРостить технологию пРименениЯ описанному в примере 1, содержание хе- . электроизолндионного состава УлУчшить мосорбированного хлорсилана 0,573 г качество изолЯции, повысить надежность, (0,20%). работы оборудования.

Таблица 2

Злектроизоляционные составы по примерам

Характеристика

2 3 4 5 6 Прототип

Вязкость по вискозиметру ВЗ-4 с

15 17 17 15 18 18 15 20

Срок хранения, не менее, мес.

3 24ч не более

Электрическая прочность на воздухе, кВ/мм(мВ/м), не менее а) в исходном состоянии при 20+5оС

50 50 50 50 50 50 50 б) при температуре

850+20оС

20 20 20 20 20 20 20

Удельное обьемное сопротивление на воздухе, Ом/м, не менее а) в исходном состоянии при 20+5 С 1 10 l 10 1" 10 1 10 1 10 1 10 1 10 б) при температуре

850+20 С

5 10 510 510 5 10 5 10 5 10 5 10

Предел прочности при статическом изгибе, мПа"

a) в исходном состоянии при 20+5 С 39,7

31 Р 35 0 50,0 30,0

25i0

25,0 б) при температуре 850

+20 С 44,8

4l 0

34,9 49,0 31,0 24,0

17,0

Удельная ударная вязкость, кДж/м а) в исходном состоянии прН 20+5oC l,66

1t10 . 1,00

1,10 1,32

1,17

1,00 б) при температуре 850+

+ 200С 1,67

0,80

0,90

0,93 1,62.0,90

1,17 — испытания проведены на покрытиях, изготовленных по методу, описанному в примере 1, - испытания проведены на прессованных образцах, изготовленных по методу, описанному в примере 1.

Формула изобретения

1 ° пек фоизоляционный состав HB ос 55 нове олигометилалкоксисилоксана, накопи тели и растворителя, о т л и ч а ю— щ и Й с я тем, что, с целью увеличения кинетической стабильности, срока хранения и улучшения физико-механических характеристик материала на его основе, он содержит в качественаполнителя алунд и слюду, химически активированные хлорсиланом общей формулы (СН ), П„, йС „ „,„ где П = Π— 2, п1 =l — 2 в количестве от 0,066 до 5,38 масс "о от веса соста2. Акц. заявка Японии % 45-14911, кл. 20в5, опублик. 1970.

3. Харитонов Н, П. Органосипикатные покрытия для различных отраслей народного хозяйства. Труды 6-го Всесоюзного совещания по жаростойким покрытиям .

1975, с. 339-345.

Составитель А. Кругликов

Техред Н. Ковалева Корректор .Е. Папп

Редактор П. Горькова

Заказ 4659/40 Тираж 844 Подписное 1НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППН Патент, а. Ужгород, ул. Про жтная, 4

9 750573 1О ва при следующих соотношениях ингреди- 1. Авторское свидетельство С<.СР ентов, массЛ: Ph 386871, кл. С 04 В 35/00, 1971, Олигометилалкоксисилоксан

Растворитель 10-25

Слюда, активированная хлор« силаном,. 5-10

Алунд, активированный хлорсиланом Остальное

2. Способ изготовления электроизоля« ционного состава по п. 1, включающий стадии смешения слюды и алунда и смещение их с раствором олигометилалкокси- 4. Справочник по электротехническим силоксана, отличающийся тем, материалам. Под ред. Ю. В. Корицкого что смесь алунда и слюды перед стадией и др. т. 2, 1974, с. 397. совмещения обрабатывают раствором хлор- 5. Моргунова К. H. Электроизоляционсилана при 15-40 С с последующей филь- ный пропиточный состав. Сб. Нагревотрацией и сушкой. стойкая изоляция электротехнического обоИсточники информации, . рудования", Труды ВЭИ им, Ленина, вып. принятые, во внимание при экспертизе 82, 1976, с. 17-26 (прототип).