CS232308B1

CS232308B1 - Materiál pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu

Info

Publication number: CS232308B1
Application number: CS822094A
Authority: CS
Inventors: Adela Fikesova; Lubomir Weigl; Zdenek Slama; Dusan Ambros
Original assignee: Adela Fikesova; Lubomir Weigl; Zdenek Slama; Dusan Ambros
Priority date: 1982-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS209482A1

Abstract

Vynález se týká materiálů pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu a jeho směsí s dalěími polymery, stabilizátory, retardéry hoření případně lubrikanty a dalěími zpracovatelskými přísadami. Materiál obsahuje 0,1 až 3 hmotnostní díly dusíkatých bází jako jsou aminy, diaminy, piperidiny nebo piperaziny a 0,5 hmotnostního dílu kovových kysličníků jako kysličníku zinečnstého, hořečnatého nebo titaničitého, případně jejich směsí. Materiál má výborné elektrické vlastnosti, zejména ztrátový Činitel.

Description

(54) Materiál pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu

Vynález se týká materiálů pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu a jeho směsí s dalěími polymery, stabilizátory, retardéry hoření případně lubrikanty a dalěími zpracovatelskými přísadami.

Materiál obsahuje 0,1 až 3 hmotnostní díly dusíkatých bází jako jsou aminy, diaminy, piperidiny nebo piperaziny a 0,5 hmotnostního dílu kovových kysličníků jako kysličníku zinečnstého, hořečnatého nebo titaničitého, případně jejich směsí. Materiál má výborné elektrické vlastnosti, zejména ztrátový Činitel.

232308 2

Vynález ee týká materiálu pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu a jeho směsi s jinými polycory s přídavkem stabilizátoru, retardérů hoření a dalších příaad se zlepěenými elektrickými. vlastnostmi. Čistý poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylénoxid) se vyznačuje vynikajícími elektrickými vlastnostmi v Širokém intervalu teplot i frekvencí, velmi dobrou rozměrovou stálostí, značnou tepelnou odolností a dobrou mechanickou pevností, což spolu a výbornou odolností vůči vlhkosti, kyselinám, zásadám a alkoholům jej předurčuje pro využiti v elektrotechnickém průmyslu. Jeho použití v čisté formě je vfiak velmi omezené vzhledem k vysoká viskozitě tavenlny. Obvyklým řeSením tohoto problému je smíchávání polyfenylénoxidu a jinými polymery, z nichž se nejčastěji používá čirý nebo houževnatý polystyrén v kombinaci s menším množstvím kaučuků e polyolefinů. Tyto směsi mají velmi dobré toková i mechanické vlastnosti, přísadou dalěích polymerů věak dochází ke snížení termooxidační stability, značná množství polystyrénu ve směsích zapříčiňuje navíc hořlavost materiálu, což pro většinu aplikací znamená přidávat kromě stabilizátorů taká retardéry hoření.

Stabilizátory způsobují podstatné zhoršení elektrických vlastností, zejména ztrátového činitele při laboratorní teplotě, zatímco při teplotách nad 100 °C je již patrný jejich pozitivní vliv. Přítomnost retardérů ve stabilizovaných směsích se projevuje dalěím značným zvýšením hodnoty ztrátového činitele v intervalu teplot od 20 do 150 °C, které v praxi obvykle přicházejí v úvahu. Z uvedeného vyplývá, že samozháěivý materiál s dobrými zpracovatelskými a mechanickými vlastnostmi nevyhovuje pro náročná aplikace ve slaboproudé elektrotechnice.

«

Nyní bylo zjištěno, že zhoršení elektrických vlastností stabilizovaných a případně i retardovaných směsí, v nichž je základní polyfenylánoxid inhibován proti nežádoucím změnám vlastnosti při zpracování dusíkatými bázemi, jako jsou aminy, diamíny, piperidlny či pipersziny, lze zabránit přísadou některých kovových kysličníků.

Předmětem vynálezu je materiál pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylánoxidu a jeho směsi s dalěími polymery, stabilizátory, retardéry hoření a případně lubrikanty a dalšími zpracovatelskými přísadami, obsahující 0,1 až 3 hmotnostní díly dusíkatých baží jako jsou aminy, diaminy, piperidiny nebo piperaziny a 0,5 až 5 hmotnostních dílů kovových kysličníků jako kysličníku zinečnatého, hořeSňatého nebo titaničitého případně jejich směsí.

Polyfenylénoxidem se rozumí poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylénoxid), další složkou směsi může být některý z následujících polymerů, případně jejich kombinace: styrénový plast, například čirý polystyrén, houževnatý polystyrén nebo terpolymér akrylonitrilu, butadiénu a styrénu; polyolefiny, například polyetylén, polypropylén, etylén-propylénový kopolymér (s vlastnostmi termoplastu nebo elastomaru), polyizobutylén, dále etylén-propylán-diánový kaučuk nebo butylkaučuk. Celkový obsah těchto modifikačních polymerů se může pohybovat v rozmezí 1 až 70 hmotnostních % počítáno na směs s polyfenylénoxidem. Materiál obsahuje dále 0,05 až 3 hmotnostní % dusíkatých bází jako jsou aminy, diaminy, piperidiny nebo piperaziny potlačujících nežádoucí změny vlastnosti polyfenylénoxidu při zpracování, jejichž použiti je popsáno v čs. AO 159 032, termooxidační stabilizátory (například podle čs. AO 175 876 nebo jiné estery kyseliny fosforité), přísady ke zlepšení odolnosti vůči atmosférickému stárnutí a případně 0,5 až 20 hmotnostních % běžných typů retardérů hoření s dostatečně vysokou teplotou rozkladu, jako například sloučeniny fosforu (ze skupiny triarylfos-; fátů), elementární červený fosfor nebo halogenované sloučeniny samotné i v kombinaci s kysličníkem antimonitým. Ve směsi mohou být kromě toho přítomny rovněž dalěí přísady, například lubrikanty a podobně.

Přísadou kovových kysličníků za současné přítomnosti výěe uvedených dusíkatých bází se dosáhne význačného zlepšení elektrických vlastností, zejména ztrátového činitele při laboratorní teplotě, přičemž ostatní vlastnosti materiálu zůstávají bez podstatných změn ve srovnání se směsmi, které zmíněné kysličníky neobsahují. Vliv kysličníků na vlastnosti směsí neobsahujících dusíkaté báze se prakticky neprojevuje.

Vynález osvětlí následující příklady. Díly v příkladech uváděná jsou hmotnostní.

Přikladl

K 50 dílům práSkováho poly(2,6-dimeiyl-1,4-fenylénoxldu) bylo přidáno 0,1 dílu 8-fenyloktylaalnu-1, 45 dílů čirého polystyrénu, 5 dílů etylén-propylénového kaučuku, v případě B navíc 0,7 dílu tris £<-(l/fenyl)etylfenylesteru] kyseliny fosforité a v případě C ještě 0,5 dílu kysličníku titaničitéhc. Směs D se liěí od případu C pouze tím, že neobsahuje inhibitor nárůstu molekulových hmotnosti (to je 8-fenyloktylamin-1), což se projeví zejména změnou t.okových vlastností po opakovaném zpracování. Práškové směsi byly po homogenizaci přetaveny na laboratorním šnekovém výtlačném stroji a vytlačené struny granulovány. Z granulátu byly vylisovány desky a z nich mechanickým obráběním připravena zkušební tělesa pro stanovení základních mechanických, elektrických a tepelných vlastností 1 termooxidační stability. Výsledky měření některých vlastností získaného materiálu shrnuje tabulka I.

Způsob měření je stručně uveden v tabulce, u termooxidační stability se potupovalo následovně: vzorky o tloušťce 0,5 mm byly exponovány při 130 °C ve vzdušné atmosféře. V určitých intervalech byly vzorky odebírány a při laboratorní teplotě měřen počet ohybů potřebný k jejich přerušení při zatížení 9,8 N a úhlu ohybu + 30 °. Termooxidační stabilita pak byla definována dobou, za kterou se počet ohybů potřebných k přerušení zkoušeného vzorku snížil na polovinu hodnoty u neexponovaného vzorku.

Přiklad 2 dílů práškového póly (2,6-diaetyl-l,4-fenylénoxídu) bylo smícháno se 2 díly 5,3-

Claims

50 dílů práškového póly (2,6-diaetyl-l,4-fenylénoxídu) bylo smícháno se 2 díly 5,3-dimetylhexametyléndiaittiau, 48 díly houževnatého polystyréne a 2 díly polyetylénu, v případě B byl přidán stabilizátor ve složení: 1,K dílu tris(nonylfenylfosfitu) a 0,2 dílu áiterc.butyl-4-metylfenolu a v případě C ještě 5 dílů kysličníku hořečnatého. Směs D neobsahuje inhibitor (to je N,H*-diaetylhexametyléndiamin), ostatní složky jsou stejné jako v případě C. Materiál byl zpracován stejným způsobem jako v příkladě 1, vlastnosti jsou shrnuty v tabulce II.

Příklad 3

K 65 dílům práškového póly (2,6-díaetyl-1,4-fenylénoxidu) byly přidány 3 díly oktadecylaminu, 33 dílů houževnatého polystyrénu, 2 díly polyetylénu a 1 díl tris [4-(1-fenyl) etylfenylesteruj kyseliny fosforité jako stabilizátoru, v případě B kromě stabilizátoru ještě retardér hoření ve složení: 1,75 dílu dekabromdifenyloxidu a 0,75 dílu kysličníku antimonitého, v případě C jeětě navíc směs 3 dílů kysličníku zinečnatého a titaničitého v hmotnostním poměru 2:1. Směs D obsahuje stejné složky jako směs C kromě inhibitoru nárus tu molekulové hmotnosti (to je oktadecylaminu). Materiál byl zpracován podobně jako v předchozích příkladech, výsledky měření uvádí tabulka III.

Tabulka I.

Vlastnost Teplota měření (°C) Směs A Směs B Směs C Směs D ztrátový činitel, ČSN 34 64 66, 50 Hz 23 7,2.10^-4 24.10^-4 12.1 O^-4 20,7.1 O^-' ztrátový činitel, 50 Hz 60 9,5.10^-4 15.10^-4 12.10⁴ 15,8.10' ztrátový činitel, 50 Hz ,40 110.10^-4 98.1 O^-4 105.1 O^-4 1 02.1 0^-4 měrný vnitřní odpor, GSN 34 64 60 [íJcm] 23 5,9.10¹⁷ 2,8.10¹⁷ 3,3.10¹⁷ 2,9.10¹⁷ pevnost v tahu, [MPa] mikrotělesa s průřezem o pracovní části 1 mm 23 58,1 63,7 61,4 63,6 deformační rychlost 50 mm/min vrubová houževnatost [J/cm²] CSN 6406/12, zkuě. tělesa typu 3 23 0,72 0,64 0,83 0,74 termooxidační stabilita při 130 °C . [h] - 320 510 590 490 index toku taveniny [g/10min] zatížení pístu 230,4 N 270 37 4, 41 31 index toku taveniny [g/1Ominj po pětinásobném zpracování 270 36 43 40 16

Tabulka II.

Vlastnost Teplota měření (°C) Směs A Směs B Směs C Směs D ztrátový činitel, 50 Hz 23 7,5.10^-4 31.10^-4 16,7.10^-4 28,7.1 0^-,‘ ztrátový činitel, 50 Hz 60 14,5.10^-4 9,1.10^-4 9,0.10^-4 10,5.10 ztrátový činitel, 50 Hz 140 290.10^-4 70.10⁴ 73.10^-4 72. 10^-4 měrný vnitřní odpor [í?cm] 23 2,1.10¹⁶ 1,2.10¹⁶ 2,4.10¹⁶. 1,6.10¹⁶ pevnost v tahu [MPa] 23 55,7 56,5 53,4 59,9 vrubová houževnatost [J/cm²] 23 0,77 0,96 0,86 0,89 termooxidační stabilita při 130 °C [h] - 270 700 720 710 index toku taveniny [g/l0min] zatížení pístu 230,4 N 270 28 33 31 27 index toku taveniny [g/min] 270 28 3, 32 15

po pětinásobném zpracování

Tabulka III.

Vlastnost Teplota měření (°C) Směs A Směs B Směs 0 Směs D ztrátový činitel, 50 Hz 23 25,1 O^-4 44.10^-4 17,5.10^-4 42,3o10^-‘ ztrátový činitel, 50 Hz ⁶⁰ 8,7.10^-4 38.1 O^-4 25.10^-4 36,2.10“' ztrátový činitel, 50 Hz 1 40 57.10^-4 360.1 0^-4 360-10⁴ 360.10^-4 měrný vnitrní odpor [Ocm] 23 1,4.10¹⁶ 1,0.10¹⁶ 1,8.10¹⁶ 1,2.10¹⁶ pevnost v tahu [MPa] 23 62,3 63,0 60,7 62,5 2 vrubová houževnatost [J/cm ] 23 0,83 0,85 0,75 0,79 termooxidační stabilita při 130 °0 [h] - 710 360 420 330 hořlavost podle nevyho- samozhá- samozhá- samozhá- Undewriters Laboratories, - vuje šivý šivý Sivý Bull. 94 • V - 1 V - 1 V - 1 index toku taveniny [g/10min] zatížení pístu 230,4 N 270 19 19 17 16 index toku taveniny [g/10min] po pětinásobném zpracování 270 . 17 19 18 5 P S E D M S. T V Y N Á L E Z U

Materiál pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu a jeho směsí s delšími polymery, stabilizátory, retardéry hoření případně lubrikanty a dalšími zpracovatelskými přísadami, vyznačený tím, že obsahuje 0,1 až 3 hmotnostní díly dusíkatých bází jako jsou aminy, diaminy, piperidiny nebo piperaziny a 0,5 až 5 hmotnostních dílů kovových kysličníků jako kysličníku zinečnatého, horečnatého nebo titaničitého, případně jejich smě-