Полимерная композиция и способ ее получения

Полимерная композиция и способ ее получения

Реферат

Изобретение относится к области получения полимерных композиций, предназначенных для герметизации электротехнических изделий: трансформаторов, дросселей и др. электрорадиоэлементов.

Известен компаунд электроизоляционный марки КП-303Б [ТУ 2257-030-40245042-2002], представляющий собой смесь полимеризационно-способных полиэфиров с целевыми добавками (на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы). Компаунд КП-303Б предназначен для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов и для заливки электротехнических изделий, работающих до температуры +155°С. Однако для заливки многослойных моточных изделий, например катушек трансформаторов, дросселей, не может быть использован, так как он растрескивается после отверждения и изделия не выдерживают испытания на электропрочность. Приготовление компаунда производится смешиванием компонентов при комнатной температуре, а отверждение осуществляется при 160-165°С в течение 15 минут.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция [RU патент 2222558], включающая титанкремнийорганический олигомер - продукт ТМФТ, компаунд КП-303Б на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Продукт ТМФТ	10-20
Компаунд КП-303Б	90-110

Способ получения полимерной композиции включает смешивание компонентов при температуре 25±10°С и отверждение при 150-160°С в течение 1 часа.

Однако данная полимерная композиция не может быть использована для заливки высоковольтных металлонагруженных изделий, требующих ее высокую электропрочность после термоциклирования от -60 до +85°С и воздействия температуры до +200°С.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение электропрочности заливаемых изделий после термоциклирования от -60 до +85°С и повышение максимальной рабочей температеры до +200°С.

Технический результат достигается за счет того, что полимерная композиция, включающая в себя компаунд КП-303Б на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы отличается тем, что дополнительно содержит каучук силоксановый низкомолекулярный СКТН, катализатор №68, кварц пылевидный, окись алюминия и тальк молотый при следующем соотношении компонентов, в массовых частях:

Компаунд КП-303Б	- 90-110
Каучук СКТН	- 9-11
Катализатор №68	- 0,3-0,5
Кварц пылевидный	- 60-70
Окись алюминия	- 60-70
Тальк молотый	- 30-35

Компаунд КП-303Б состоит из олигоэфиракрилата марки ТГМ-3 (триэтиленгликольдиметакрилата, ненасыщенной эпоксиэфирной смолы, перекиси дикумила и ускорителя (сиккатива) [ТУ 2257-080-40245042-2002]. Каучук СКТН представляет собой силоксановый низкомолекулярный каучук [ТУ 2294-002-00152000-96]. Катализатор №68 имеет ТУ 38.303-04-05-90 и представляет собой кремнийорганический амин в органическом растворителе. Кварц пылевидный имеет ГОСТ 9077-82. Окись алюминия - ТУ 6-09-426-75. Тальк молотый, например ТМК-28, имеет ГОСТ 21234-75.

Способ получения полимерной композиции основан на смешивании и отверждении компонентов. Новым в предлагаемом способе получения полимерной композиции является то, что в компаунд КП-303Б вводят каучук СКТН и катализатор №68, их смешивают, в смесь вводят предварительно прокаленные при температуре 800°С в течение 3-5 часов, охлажденные до комнатной температуры, просеянные, смешанные и вновь нагретые до температуры 100°С-120°С, пылевидный кварц, окись алюминия и тальк молотый. Полученный состав выдерживают при температуре 90-100°С в течение часа, периодически перемешивая, затем его вакуумируют при давлении 0,6-1,3 кПа до прекращения активного выделения пузырей не более 20 минут. Отверждение производят ступенчато при температуре 100°С в течение 1 часа, затем при температуре 120°С в течение 2 часов, далее при температуре 140°С в течение 2 часов и при температуре 160°С в течение 5 часов.

В таблице 1 приведены составы полимерной композиции по изобретению (в мас.ч.).

№ п/п	Наименование компонентов	Пример 1	Пример 2	Пример 3
1.	Компаунд КП-303Б	90	100	110
2.	Каучук СКТН	9	10	11
3.	Катализатор №68	0,3	0,4	0,5
4.	Кварц пылевидный	60	65	70
5.	Окись алюминия	60	65	70
6.	Тальк молотый, например ТМК-28	30	30	35

Указанный диапазон соотношений компонентов выбран вследствие того, что при избыточных количествах каучука СКТН не происходит смешивание и полимерная композиция расслаивается, а при меньших количествах не достигаются требуемые свойства. Избыточное количество катализатора №68 уменьшает жизнеспособность композиции, а недостаток ведет к неоднородности композиции из-за недоотверждения каучука СКТН.

Указанное новое сочетание компонентов и их количество обеспечивают необходимую вязкость при вакуумировании и заливке изделий, отсутствие расслаивания полимерной композиции и повышение электропрочности и теплоустойчивости изделий.

Таблица 2Результаты сравнительных испытаний аналога и заявленной полимерной композиции.
№ п/п	Показатели	Аналог	Пример 1	Пример 2	Пример 3
1.	Максимальная рабочая температура,°С	155	+200	+200	+200
2.	Устойчивость к термоциклированию от -60°С до +100°С, (циклы)	0	>3	>3	>3
3.	Электропрочность: при частоте 50 Гц при 25±10°С, МВ/м; при частоте 50 Гц	20	25	25	25
	после воздействия температуры +200°С в течение 10 час, МВ/м	10	20	20	20
4.	Электропрочность трансформаторов после 3 циклов изменения тем-ры от -60°С до +100°С по 2 часа, кВ	20	40	40	40
5.	Сопротивление изоляции трансформаторов после испытаний на теплоустойчивость при 200°С в течение 4 часов, MOM	30	>500	>500	>500

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, предлагаемая полимерная композиция имеет ряд преимуществ:

- большую рабочую температуру (200°С против 155°С);

- устойчивость к термоциклированию от -60 до +100°С (>3 циклов против 0);

- повышение электропрочности: при 25±10°С (25 МВ/м против 20 МВ/м);

- после воздействия температуры +200°С в течение 10 часов (20 МВ/м против 10 МВ/м);

- повышение электропрочности изделий после термоциклирования (40 кВ против 20 кВ);

- увеличение сопротивления изоляции изделий после испытаний на теплоустойчивость при температуре +200°С в течение 4 часов (500 MOM против 30 MOM).

1. Полимерная композиция, включающая компаунд КП-303Б на основе олигоэфиракрилата и ненасыщенной эпоксиэфирной смолы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит каучук синтетический низкомолекулярный СКТН, катализатор №68, кварц пылевидный, окись алюминия и тальк молотый при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Компаунд КП-303Б	90-110
Каучук СКТН	9-11
Катализатор №68	0,3-0,5
Кварц пылевидный	60-70
Окись алюминия	60-70
Тальк молотый	30-35

2. Способ получения полимерной композиции, основанный на смешивании компонентов и их отверждении, отличающийся тем, что в компаунд КП-303Б вводят каучук СКТН и катализатор №68, их смешивают, в смесь вводят предварительно прокаленные при температуре 800°С в течение 3-5 ч, охлажденные до комнатной температуры, просеянные, смешанные и вновь нагретые до температуры 100-120°С пылевидный кварц, окись алюминия и тальк молотый, полученный состав выдерживают при температуре 90-100°С в течение часа, периодически перемешивая, затем его вакуумируют при давлении 0,6-1,3 кПа до прекращения активного выделения пузырей не более 20 мин, а отверждение производят ступенчато при температуре 100°С в течение 1 ч, затем при температуре 120°С в течение 2 ч, далее при температуре 140°С в течение 2 ч и при температуре 160°С в течение 5 ч.