Электроизоляционный материал

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских .Социалистических

Республик

<в 917216. (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 23,05.80 (21) 2929406/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)M. Кл.

Н О 1 В 19/ОО

3Ъоуааротеенный коинтет

СССР пп делам нзооретеннй н открытнй

Опубликовано 30 03.82 ° Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 30 .03,82 (53) УДК 621. 315 (088.8) "" "" "- —.

А.П. Суслов, С.А. Долматов, T.А. Горбунова, С,ф. акай, Л.С. Иванова, В.ф. Блинов, 6.$,,3èìèí, Л;Д Стре ьникова, И,С. Ведешин и Л.Г. Дбрюгина(72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение, в частности для герметизации равно и электрической аппаратуры.

Известен электроизоляционный материал, в котором в качестве основы использована полипиромеллитимидная пленка марки ПМ-1, а в качестве покрытия фторлон-4МД. Этот материал имеет высокие электрические и механические

1О свойства и рекомендуется для эксплуатации в интервале температур от ."60 до +200 С. Режим сварки: температура

200-350 С, давление 0,6-5 кгс/см ., 2 время 1-30 с С1 .

Следует отметить, что фторлон"4МД является термопластом и, следовательно, соединение указанных материалов друг с другом возможно только при его размягчении, которое происходит уже при 200 С. Температура размягчения Оторлона-4МД определяет также и максимальную рабочую температуру, которал согласно вышеприведенным дан2 ным составляет 200 С ° Именно в этом заключается недостаток, которым обладает известный материал.

Цель изобретения - разработка дуб-лированной пленки, обладающей более высокой рабочей температурой (выше

200 С), чем известные дублированные пленки, а также стойкостью к действию масел (ИПМ-10 и ВТ-301) .

Для достижения укаэанной цели в качестве подложки испольэовали полипиромеллитимидную пленку (марки ПМ-1), а в качестве покрытия олигобисмалеимидамин (ОБМИА), полученный при взаимодействии 1 моль 4,4-диаминодифенилметана и 2 молей N,И "гексаметиленбисмалеимида. При этом содержание первичных аминогрупп в.ОБМИА дол жно лежать в интервале от 1,05 до

1,36 мас.Ж.

Известно, что пленка ПМ- 1 является полимером, полученным на основе пиромеллитового диангидрида и диаминодифенилового эфира, с концевыми

3 9172 аминогруппами. Поэтому повышение рабочих температур электроизоляционного материала, выполненного в виде дублированной пленки (ДП) на основе

ПМ возможно в том случае, если материал покрытия является термореактивным и при этом способным взаимодействовать с концевыми группами полипиромеллитимида. В случае использования для покрытия термореактивного матери- 0 ала, взаимодействующего с ПМ, отсутствует температура перехода материа" ла покрытия в вязко-текучее состояние, и следовательно, ресурс дублированной пленки будет определяться наиболее слабым элементом ее. Так как любой олигополималеимидамин (ОПМИА) представляет собой продукт взаимодействия полиамина (ПА) и полималеимида (ПМИ) при, по крайней иере, двухмольном избытке последнего, то олигомер всегда содержит два различных по химическому строению полималеимида: исходный, взятый для получения ОБМИР и ПМИ, получаемый при взаи." >5 модействии двух молей ПМИ с одним молем ПА. Таким образом, любой ОБМИА содержит двойные связи ПМИ., активированные сопряжением с карбонильной группой. Именно двойные связи ОПМИА зе взаимодействуют с концевыми аминогруппами полипиромеллитимида в процессе формирования покрытия. При соединении ДП, например, друг с другом и нагревании, происходит расплавле" ние и химическое взаимодействие позз крытия с образованием между ними неплавкого и нерастворимого слоя, химически связанного с подложкой. Од.нако для получения покрытия для ДП

40 пригоден не любой. ОБМИА, а только такой, который бы обеспечил получение покрытия, позволяющего провести вытяжку ДП. С этой целью использовался ОПИИ на основе алифатического

ПМИ: ГМВМИ,который обладает большей

4S кинетической гибкостью цепи, чем, например, другие промышленно-доступные ПНИ:N,N -метафениленбисмалеимид и N,N -и-и -дифенилметанбисмаленмид. .Получение предлагаемого материала в виде дублированной пленки (ДП) состоит из следующих операций: получение олигобисмалеимидамина (ОБМИА); нанесение покрытия на пленку ПМ.

Пример 1. Получение олигобисмалеимидамина. В 6-литровой реак тор из нержавеющей стали г рубашкой

16 4 для. обогрева, мешалкой, термометром, дозатором порошков. и приспособлением для быстрого слива олигомера загру жают 1372 г (6,93 м) ДАМ. Повышают температуру ДАМ до 140+1 С и загружают с постоянной скоростью 1912 г (6,93 м) ГМБМИ в течение 30 мин. Остальное против эквимольного количества ГМБМИ, т.е. 1912 г (6,93 м) загружают также с постоянной скоростью в течение 15 мин при 110+5 С. Затем температуру реакционной массы повышают до 147+1 С за 30 мин и перемешивают при этой температуре в течение

180 мин. Олигомер быстро сливают и охлаждают, до комнатной температуры.

Полученный ОБМИА содержит 1,20 мас.Ф первичных аминогрупп (концентрация первичных аминогрупп, отнесенная к взятому мольному соотношению исход" ных ГИБМИ и ДАМ - 4,21 мас.Ж). Температура плавления олигомера (ГОСТ

189954-73) 75-80 С) .Максимальная концентрация олигомера в хлористом метилене 25, 1 мас. i.Êîíöåíòðàöèþ первичных аминогрупп определяют потенциометри ческим титрованием 0,1. н раствором хлорной кислоты в метилэтилкетоне навес ки, растворенной в смеси хлороформа и апетонитрила (объемное соотношение 4:1) . Относительная ошибка определения +2/..

Получение дублированной пленки.

Обезжиренную бензином и высушенную полипиромеллитимидную пленку марки

ПМ-1 (толщина 40 мк) пропускают через ванночку объемом 0,5 л с 251-ным раствором олигобисмалеимидамина (концентрация первичных аминогрупп

1,20 мас.3) в хлористом метилене., Температура раствора 20+5 С.

Далее пленка поступает в вертикальную сушилку длиной 2 м с тремя зонами температур: 35,80 и 165 С.

После охлаждения пленки на воздухе вся операция нанесения слоя на ПМ повторяется еще один раз. Время одноразового прохода составляет 4 мин. Тол= щина двухстороннего покрытия за два прохода 25 мк.

Свойства ДП в исходном состоянии, а также после термостарения на воздухе, в масле ВТ-301 и ИПМ-10 приведены в табл. 1-3.

Зависимость предела прочности при

;сдвиге от длительности териостарения на воздухе при 200 и 250 С, в масле

ИПМ-10 при 180 С и в масле ВТ-301 при 200 С приведена в табл. i.

Средa и температура терностарения, С

Предел прочности при сдвиге, к гс/им, Длительность термостарения, ч

50 (100 300 500

Воздух, 6,6 (Л) 6, 5 ®, 6, 1 ®

6,6(Л) 6,5® 6,1(K) 6, 1 (K) 4, 7 (K)

5, 4(K) 3,8 <К1

200

Масло ВТ-,301, 6,6(A) 6,6 (А) 6,5 (А) 6,4 ® 6,2 (А)

6,6(А), 7,0(A) 6,9(A) 6,6(A) 6,4®

Масло ИП М" 10, 180

П р и м е ч а н и е: Максимальная рабочая температура

О О материала-прототипа на воздухе 200 С. Режим сварки ДП: 250 С, давление 0,1-0,3 кгс/см*, время 60 мин. Предел прочности при сдвиге определяют при 20+5 С на образцах с линейными размерами 20х200 мм склеенных внахлест (площадь склейки

20х50 мм), на разрывной машине (тип РПМ-500) при скорости опускания нижнего зажима 60 мм/мин. В скобках указан вид разрушения: А - адгезионное, К вЂ” когезионное.

5 9172

Зависимость разрушающего напряжения при растяжении (6 р) и относительного удлинения при разрыве (ь )

ДП от длительности термостарения на воздухе, в масле ВТ-301 и ИПМ" 10 при- 5 ведена в табл 2.

Зависимость электрической прочности дублированной пленки от длительности, термостарения на воздухе при

200 и 250 С, в масле ВТ-301 и в масле 0

ИПМ- 10 приведена в табл. 3.

Пример 2. Получение олигомера. Все операции по получению олигомера выполняются также, как в примере 1. Однако перемвшивание реакцион- t5 ной массы после добавления всего количества ГМВМИ и повышения температуры до 147+1 С проводят в течение

150 мин, затем олигомер сливают и охлаждают. ОБМИА содержит 1,36 мас., 2о максимальная концентрация олигомера в хлористом метилене. при 20 С—

23,5 мас.3. .Получение дублированной пленки проводят аналогично примеру 1. Толщина 25 двухстороннего покрытия пленки 22 мк

ДП имеет следующие свойства при 20 С: разрушающее.напряжение при растяжении 7,5 -кгс/мм, относительное удлинение при разрыве 11,04 и электричес- 3о кую прочность 72 кВ/мм.

Пример 3. Получение.олигомера проводится аналогично примеру 1.

16 4

Однако дли тел ьност ь перемешивания реакционной массы после достижения егО температуры 147 1 С составляет 210 мин.

Олигомер содержит 1,05 мас.4 первичных аминогрупп, максимальная концентрация в хлористом метилене при

20 С - 21,0 мас.ь.

Получение дублированной пленки осуществляется аналогично примеру 1.

Толщина двухстороннего покрытия 2022 мк.

Свойства ДП (при 20 С): разрушаю- . щее напряжение при растяжении

7, > кгс/мм, относительное удлине"

1 2. ние 10,61, электрическая прочность

74 кВ/мм.

Как видно из табл. 1-3, применение для. покрытия полипиромеллитимидной пленки вместо флортона-4МД олигобксмалеимидамина на основе ГМБМИ и ДАМ, дает возможность получить ДП, которая может эксплуатироваться на воздухе при температурах вплоть до 250 С в течение не менее 500 ч, в то время как рабочая температура материала базового образца не превышает 200 С. о

Кроме того, предлагаемый материал может эксплуатироваться в углеводородном (ИПМ-10) и кремнийорганическом (ВТ-301) маслах в течение не менее чем 500 час при 180 и 200 С соответ" ственно (табл. 1 - 3)

Т абли ца

917216

Таблица 2

После термостарения, /ммх

Длител ьност ь

После термостарения, w1 термостарения, ч

1 в масле в масле на воздухе при на воздухе при

ВТ-30 1 при

200 С

ИПМ" 10 при

180 С

250 С

200 С

200 С

250 С

ВТ-301 ИПМ-10 при при

200ОC 180 С

0 7,6

7,6 7,6 7,6

7 6 7 4 7 3

5,6 7,2 6,8

5,5 6,9 6,2

12,8

11,6

12,8

12,8 12,0

10,8 12,2

10,0 10,2

9,8 10,0

100 . 7,5

300 6,8

500 5,9

11,0

7 4

11,5

10,0

7,2

П р и м е ч а н и е. Образцы после термостарения испытываются при 20+5 С °

Таблица 3 °

Среда,,температура старения, С

Электрическая прочност ь, кВ/мм

Длительность термостарения, ч

0 100 300 500

Воздух

94

94

76

79

200

250

Масло

ВТ-301

72

200

Масло

ИПМ-)О

82

180

Формула изобретения на с содержанием первичных аминогрупп

Электроизоляционный материал, пре- 1,05-1,36 мас. i, полученного при вза" имуцественно для герметизации радио- имодействии 1 моль 4,4 -диаминодифи- .

59

1 и электротехнических изделий, состоя- нилметана и 2 молей N,N -гексаметиленщий из полипиромеллитимидной пленки бисмалеимида. с нанесенным на нее покрытием,о т л и- Источники информации, ча юли и с я тем, что, с целью принятые во внимание при экспертизе повыиения рабочей температуры, покры- . 1..Кнельц А.И. и др. Пластические тие выполнено из олигобисмалеимидами- массй, 1976, h 6, с ° 38-40 °

ВНИИПИ Заказ 1895/70 Тираж 758 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул; Проектная, 4