CS201766B1 - Material for low-current electrical engineering based on polyphenylene oxide and its mixtures with other polymers - Google Patents

Abstract

Vynález se týká materiálu pro slaboproudou elektrotechniku se zlepšenou hodnotou ztrátového činitele při vyšších teplotách, zlepšenou adhezi ke kovové folii a termooxidační stabilitou. Materiál, který je tvořen polyfenylenoxidera a jeho směsmi s jinými polymery a případně dalšími přísadami obsahuje 0,1 až 5 hmotnostních % derivátů guanidinu nebo biguanidinu.

Description

201 766 1

Vynález se týká polyfenylenoxidu a jeho směsí a jinými polymery a přísadou dusíkatýchlátek, jejichž použití je výhodné zejména v slaboproudé elektrotechnice.

Sistý póly (2,ó-dimetyl-1,4-fenylenoxid) se vyznačuje vynikajícími elektrickými vlast-nostmi v širokém intervalu frekvencí i teplot, velmi dobrou rozměrovou stálostí, značnoutepelnou oddností a dobrou mechanickou pevností, což spolu s výbornou odolností vůči vlh-kosti, kyselinám, zásadám a alkoholům jej předurčuje pro využití v elektrotechnickém prů-myslu. K jeho nedostatkům patří poměrně nízká vrubová houževnatost, značný sklon k praská-ní, zejména při působení mechanického namáhání a vysoká viskozita taveniny při zpracovatel-ských teplotách.

Problém obtížného zpracování lze řešit přídavkem čirého nebo houževnatého polystyrenu,což však kromě snížení viskosity taveniny získané směsi způsobuje rovněž pokles teplotyměknutí. Přítomnost čirého polystyrenu navíc ještě zhoršuje vrubovou houževnatost a zvyšu-je sklon k praskání, výborné elektrické vlastnosti materiálu zůstávají zachovány, pouzehorní hranice použitelnosti při vyšších teplotách je snížena v závislosti na obsahu poly-styrenu. Nejčastěji používaný způsob modifikace - přísada houževnatého polystyrenu - způso-buje sice částečně zlepšení vrubové houževnatosti, současně však dochází ke značnému zhor-šení elektrických vlastností, zejména ztrátového činitele, jehož hodnota prudce roste sezvyšující se teplotou. Pro specielní aplikace ve slaboproudé elektrotechnice není takovýmateriál vhodný.

Jistého kompromisu mezi těmito dvěma způsoby modifikace lze dosáhnout mechanickýmvmícháváním elastomerů do polyfenylenoxidu a jeho směsí s polystyrenem podle čs autorské-ho osvědčení č. 165 110, čímž se značně zlepší vrubová houževnatost a poněkud zmírní nárůsthodnoty ztrátového činitele se zvyšující se teplotou ve srovnání se směserai obsahujícímipouze houževnatý polystyren. Pro speciální elektrotechniku však vlastnosti ani tohoto ma-teriálu ještě nepostačují. Zejména velmi žádoucí použití jako nosné podložky pro plátovanédesky, z nichž se připravují plošné spoje , je omezeno vzhledemknedostatečné adhezi kovo-vé fólie a z toho vyplývající nízké hodnotě loupatelnosti. Zhoršení hodnoty ztrátového či-nitele při vyšších teplotách nedovoluje využití materiálu v širším intervalu teplot, zej-ména při vysokých frekvencích.

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že uvedené nevýhodné vlastnosti nevykazuje polyfenyle-noxid a jeho směsi s jinými polymery, kde se podle čs. autorského osvědčení č, 185031 jakosložky ve směsi potlačující nežádoucí změny vlaáností polyfenylenoxidu při tepelném zpraco-vání používá substituovaných guanidinů anebo biguanidinů. Předmětem vynálezu je materiál p»slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylenoxi- du a jeho směsí s jinými polymery a popřípadě dalšími přísadami, jako jsou stabilizátory, pigmenty, lubrikanty a plniva, vyznačený tím, že obsahuje 0,1 až 5 hmotnostních dílů derivá- tů guanidinu (I). 2 201 766

R1« N /

C ti

N (I) anebo biguanidinu x z

C-N-C

I R4 N-R5 N-R6 1 7 kde R až R je vodík, metyl, etyl, fenyl, tolyl nebo xylyl, vztaženo na 100 hmotnostníchdílů polymeru nebo jejich směsi v materiále. Základní složkou směsi je polyfenylenoxid obecného vzorce

Zpravidla se jako polyfenylenoxid rozumí poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylenoxid), který však můžepřípadně obsahovat poly(1,2-fenylenoxidy).

Další složkou polyfenylenoxidové směsi může být některý z následujících polymerů, pří-padně jejich kombinace! styrenový plast, například čirý polystyren, houževnatý polystyrennebo terpolymer akrylonitrilu, butadienu a styrenu, polyolefiny, například polyetylén, po-lypropylen, etylen-propylenový kopolymer ( s vlastnostmi termoplastu nebo elastomeru),polyizobutylen, dále etylen-propylen-dienový kaučuk, butylkaučuk nebo polysiloxan. Celkovýobsah těchto modifikačních polymerů se může pohybovat v rozmezí 0 až 50 hmotnostních % po-čítáno na směs s polyfenylenoxidem. Materiál může kromě toho obsahovat další běžně používa-né přísady, jako sjou stabilizátory, pigmenty, lubrikanty, plniva a podobně. Při použití derivátů guanidinu a biguanidinu jako modifikující přísady se dosáhne vý-značného zlepšení hodnoty ztrátového činitele při vyšších teplotách, lepší adheze kovovéfolie k povrchu materiálu a výborné termooxidační stability, přičemž ostatní vlastnostizůstávají bez podstatných změn ve srovnání s polyfenylenoxidem a jeho směsemi připravenýmis přísadou dusíkatých bází podle čs. autorského osvědčení č. 159032.

Vynález osvětlí následující příklady. Díly v příkladech uváděné jsou hmotnostní. 201 766 3 Příklad 1 K práškovému poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylenoxidu) byl přidán bud A: N,N’-dimetylhexa-metylendiamin (podle čs. autcekého osvědčení č. 159032) nebo B: dimetylguanidin, v oboupřípadech v množství 2 díly na 100 dílů polymeru. Pro zajištění homogenity směsi byl práš-kový materiál naimpregnován roztokem přísady, důkladně promíchán a vysušen K přípravětěchto i v dalších příkladech uváděných vzorků byla použita jedna šarže práškového polyfe-nylenoxidu, jehož viskozitní číslo bylo 56,5 ml/g měřeno v chloroformu při koncentraci0,3 g/100 ml roztoku, při teplotě 25 °C,

Směsi byly přetaveny na laboratorním šnekovém výtlačném stroji a vytlačená strunagranulována. Z granulátu byly vylisovány desky a z nich mechanickým obráběním připravenazkušební tělesa pro stanovení základních mechanických, elektrických a tepelných vlastnostíi termooxidační stability. Dále byly připraveny desky plátované CU-folií (35 pm) pro sta-novení hodnoty pevnosti v loupání. Vlastnosti obou srovnávaných materiálů uvádí tabulka 1.

Tabulka I

Vlastnost směs A směs B pevnost v tahu, mikrotělesa s průřezem 1 mm2, deform. rychlost 50 mm/min, 23 °C, MPa 72,0 67,8 vrubová houževnatost, flSH 640612, zkušebnítělesa rýpu 3, 23 °C, š/gb? 0,55 0,56 teplota měknutí podle Vicata, ÍÍSN 640521, metoda B °C 201 203 ztrátový činitel, CSN 346466, 50 Hz 23 °C 5,1.10-4 5,0.10-4 měrný vnitřní odpor* ČSN 346460, 23 °Ccm 1,1.1018 8,9-1017 pevnost v loupání, CSN 644810, N/cm 7,2 12,3

termooxidační stabilita při 130 °C (doba, za kterou se odolnost vůči opakovanému ohybu sníží na půlhodinu 360 420 201 766 Příklad 2

Ke směsi 95 dílů poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylenoxidu) a 5 dílů etylen- propylenovéhokaučuku bylo přidáno bučí A: 4,5 dílů Ν,Ν’-dimetylhexametylendiaminu nebo B: 4,5 dílůo-tolylbiguanidinu stejným postupem jako v předchozím příkladě. Výsledky měření jsou shr-nuty v tabulce II.

Tabulka II

Vlastnost směs A směs B pevnost v tahu, 23 °C MPa 69,9 70,0 vrubová houževnatost, 23 °C 3/va? 1,47 1,60 teplota měknutí podle Vicata °C 199 203 ztrátový činitel, 50 Hz, 23 °C 5,3.10-4 5,0.10-4 detto 100 °C 7,2.10-4 7,1.10-4 detto 150 °C 19.10-4 8,4.10-4 měrný vnitřní odpor, 23 °C cm 7,5.1.017 4,2.1017 pevnost v loupání H/cm 7,6 13,1 termooxidační stabilita při 130 °C h 450 500 Příklad 3

Ke směsi 70 dílů poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylenoxidu) a 30 dílů'houževnatého polystyre-nu Krasten 562 bylo přidáno bu3 A: 1,5 dílu Ν,Ν’-dimetylhexametylendiaminu nebo B: 1,5 dí-lu fenyl-o-tolylxylylguanidinu. Směsi byly zpracovány a vyhodnoceny jako v předchozíchpříkladech, výsledky uvádí tabulka III. 201 766 5

Tabulka lil

Vlastnost směs A směs B pevnost v tahu, 23 °C MPa 62,6 62,4 vrubová houževnatost, 23 °C J/om2 0,57 0,56 teplota měknutí podle Vlčata °C 165 166 ztrátový činitel, 50 Hz, 23 °C 7,0.10"4 5,8.10-4 detto 100 °C 13.Ο.1Ο-4 6,5.10-4 detto 150 °C 110.10-4 26.10-4 měrný vnitřní odpor, 23 °C cm 2,4.1017 6,6.1017 pevnost v loupání N/cm 6,5 10,7 termooxidační stabilita při 130 °C h 60 300 Příklad 4

Ke směsi 50 dílů póly(2,6-dimetyl-1,4-fenylenoxidu), 43 dílů čirého polystyrenuKrasten 127 a 7 dílů butylkaučuku bylo přidáno bu3 A: 2,5 dílu N,N’ -dimetylhexametylendi-aminu nebo B: 2,5 dílu etylguanidinu. Směsi byly zpracovány a vyhodnoceny výěe uvedenýmzpůsobem. Tabulka IV shrnuje jejich vlastnosti.

Tabulka IV

Vlastnost směs A směs B pevnost v tahu, 23 °C MPa 58,1 61,8 vrubová houževnatost, 23 °C J/om2 0,72 0,81 teplota měknutí podle Vlčata °C 145 143 ztrátový činitel, 50 Hz, 23 °C 6,0.10-4 6,1.10-4 detto 100 °C 30,0.10-4 14,0.10-4 detto 150 °c 150.10-4 7,5.10-4 termooxidační stabilita při 130 °C 225 420

Claims (1)

1. 6 201 766 Příklad 5 Ke směsi 50 dílů poly(2,6-dimetyl-1,4~fenylenoxidu), 45 dílů Sirého polystyrenu Kras-ten 127, 5 dílů etylen-propylenového kaučuku, 1 dílu TiOg a stabilizátoru byly přidány buíA; 3 díly N N’ -dimetylhexametylendiaminu nebo B: 3 díly fenylbiguanidinu. Směsi bylyzpracovány a vyhodnoceny stejně jako v předchozích příkladech, vlastnosti uvádí tabulka V. Tabulka V Vlastnost směs A směs B pevnost v tahu, 23 °C MPa 63,7 59,4 vrubová houževnatost, 23 °C J/cm^ 0,84. 0,79 teplota měknutí podle Vicata °C 140 143 ztrátový činitel, 50 Hz, 23 °C 19.10-4 8,5-10-4 detto 100 °C 23.1O-4 12.10-4 detto 150 °C 300.1O-4 31.10-4 měrný vnitřní odpor, 23 °C cm 6,8.1017 8,0.1017 termooxidační stabilita při 130 °C h 510 750 Pře drnět vynálezu Materiál pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylenoxidu a jeho směsí s ji-nými polymery a popřípadě dalšími přísadami jako jsou stabilizátory, pigmenty, lubrikantya plniva, vyznačený tím, že obsahuje 0,1 až 5 hmotnostních dílů derivátů guanidinu (I) (I) anebo biguanidinu (IX) N - RJ (II), R· kde R1 až R7 je vodík, metyl, etyl, fenyl, tolyl nebo xylyl, vztaženo na 100 hmotnostních dílů polymeru nebo jejich směsí v materiálu.