CS240489B1 - Elektroizolačný vrstvený materiál strihatelný za studená - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká problematiky elektrotechnických vrstvených materiálov, najma tvrdených papierov. Rieši sa problém výroby tvrdených papierov s povrchom kompaktibilným k naneseným odporovým vrstvám a s dostatečnou pružnostou dosiek aj pri hrůbkách pod 1 mm. Princípom vynálezu je, že výstuž je impregnovaná vysychavým olejom modifikovanou fenolickou živicou, pričom' fenolickú bázu živice tvoří zmes fenolov a alkylsubstítuovaných fenolov. Na zvýšenie pružnosti výstuže sa táto obojstranne převrství dalšou impregnovanou alebo neimpregnovanou organickou alebo neorganickou tkaninou. Vynález sa može použit pre výrobu lakosadzových odporových dosiek a pásov pre potenciometre, ako aj na výrobu dosák s plošnými spojmi.

Description

Vynález sa týká zloženia vrstvených izolantov vhodných najma pre využitie v elektrotechnickom priemysle. Tieto izolanty sú na báze organických alebo anorganických výstuží, najma tvrděných papierov strihateTných za studená, s povrchom kompaktibilným k nanesenej odporovej vrstvě.

Na elektroizolačné tvrdené papiere, vyrábané zlisovaním a vytvrdením navrstvených, term jreaktívnymi živičnými spojivami naimpregnovaných papierov, sa kladů rožne požiadavky podl'a aplikácie. Zložitosť a špecifickosť. aplikácie jednotlivých druhov materiálov, ako aj ekonomické důvody, vylučujú možnost výroby univerzálnych vrstvených izolante v.

Pre výrobu lakosadzových odporových dosiek pre vrstvové potenciometre je potřebný papier, vyznačujúci sa okrem nízkej nasiakavosti, dobrej strihateínosti za studená a dobrých elektroizolačných vlastností aj niektorými špeciálnymi vlastncsťami, ktoré sú rozhodujúce v práktickom použití.

Jednou z takýchto vlastností je vytvorenie dokonale hladkého povrchu vylisovanej došky tvrdeného papiera (drsnost max. 0,2), odolného proti posobeniu organických rozpúšťadiel, ako sú trichlóretylén a etylacetát, avšak s určitou, jeho narušitelnosťou v acetone i po predchádzajúcom tepelnom spracovaní, potřebnou pre zakotvenie vodivého laku.

Důležité pre vytvorenie takéhoto povrchu je, aby použitý impregnant po vytvrdení vykazoval adhéziu k najnesenej odporovej vrstvě, t. j. lakosadzovej paste na báze fenclickej alebo epoxidovej živice plnenej vodivými a nevodivými pigmentami, pričom miera narušenia povrchu súvisí s extrahovateíným podielom v acetone.

Pre výrobu tvrdených papierov bežne používané nemodifikované fenolické alebo epoxidové živice neumožňujú dosiahnutie uvedených špeciálnych vlastností po yytvrdení. Doterajší stav u porovnatelných výrobkov je charakterizovaný nedostatečnými, resp. kolísavými hodnotami rozhodujúcich spracovatefských vlastností daných acetonovým extraktom, adhéziou povrchu k odporovým vrstvám, ako aj technologickými ťažkosťami pri výrobě, spůsobenými lámavosťou tenkých dosák do hrůbky 0,7 mm.

Nevýhody doterajšieho stavu sa odstránia vynálezom, podstatou ktorého je, že vrstvený izolant je vytvořený z anorganickej alebo organickej výstuže, přednostně bavlněného alebo alfacelulózového papiera, impregnovaného podielom 30 až 60 % hmotnosti spojiva z fenolickej živice, modifikovanej alkylsubstituovanými fenolmi v pomere 0,1 až 1 mól : 1 mól fenolu modifikovanej živice a obsahujúcej 2 až 20 % hmotnosti vysychavého oleja, výhodné dřevného, čiastočne zabudovaného do štruktúry živice.

Živičný kondenzát sa před impregnáciou upraví na spracovateínú konzistenciu přidáním rozpúšťadla, ktorým může byť toluén, xylén, aceton, metyletylketón, výhodné metanol, etanol, resp. ich zmesi. Naimpregtnovahé papiere po vysušení pri 130 až 180 ^CC sa navrstvia na požadovanú hrůbku a zlisujú na laminát pri teplote vytvrdzovania 130 až 170 °C a za působenia tlaku 3 až 10 MPa. Získaný vrstvený materiál má hladký lesklý povrch odolný voči organickým rozpúšťadlám, ale v dosledku vymedzeného podielu v acetone extrahovatelných zložiek, s povrchom kompaktibilným k nanesenej odporovej vrstvě. Materiál je strihatefný za studená a má vysokú pružnost, čo je výhodné hlavně pri výrobě vrstvených dosiek do hrůbky 1 mm.. Materiál je s vývodom převrstvený bavlněnou, skleněnou, polyamidovou alebo polyesterovou tkaninou.

Nasledujúce příklady demonštrujú přípravu vrstveného elektroizolačného materiálu podía konkrétných požiadaviek využitia:

V příklade č. 1 je uvedený vrstvený materiál s nízkou nasiakavosťou, ktorého papierová výstuž je predimpregnovaná fenolalkoholmi alebo metylolfenolmi.

Přikladl

Živičnými roztokini, připravenými podía príkladov 1 až 3 v čs. AO číslo 240 490 sa impregnuje bavlněný alebo celulózový papier, ktorý bol v predcházajúcej technologickej operácii upravený vodnoliehovým roztokom metylolfenolov alebo metylolmelamínov na obsah 15 až 25 °/o hmotnosti tak, aby celkový obsah živice, počítaný na hmotnost čistého papiera bol cca 50 % (100 až 110% nános J. Rýchlosť impregnácie a teplota v sušiacom tuneli sa nastavia tak, aby pri lisovaní skúšobnej došky z piatich listov naimpregnovaného papiera rozmerov 100 X 100 mm pri teplote 160 °C a tlaku 1,5 MPa počas 5 minút bolo množstvo vytečenej živice 4 až 8 hmotnostných %.

Papierová výstuž pre povrchové, tzv. krycie listy sa impregnuje obdobným sposobom, avšak s použitím živičného spojiva podía uvedených príkladov 1 až 3 s prídavkom 0,15 % hmotnosti montánneho vosku.

Listy naimpregnovaného papiera, nasekané na potřebný rozměr sa navrstvia ina seba, z oboch stráň sa opatria krycím listem a připravené balíky sa vložia medzi plechy z nehrdzavejúcej ocele do hydraulického etážového lisu, kde sa vytvrdia pri teplote 150 °C a tlaku 6,5 MPa počas 50 až 90 minút podía hrůbky. Po ochladení v lise na teplotu 30 '°C sa získájú tvrdené papiere s nasledovnými vlastnosťami.

Hrubka (mm) 1,0

Nasiakavosť:

po 24 h vo vodě (mgj 24,0 po 96 h vo vodě (mgj 45,0

Strihateínosť pri 23 °C podía

CSN 640 891 (stupeň) 6,0

Acetonový extrakt podlá

ČSN 640 234 (%) 1,8

Pevnost v ohybe (MPa) 100,0

Izolačný odpor, v dod. stave (ohm) 10¹² po 24 h vo vodě (ohm) 10¹¹

Rozměrová stálost (%) — po působení teploty 100 °C, dni —0,03 — po působení teploty 100 °C, dní . —0,05 — po klimatizácii 40 °C a 95 % r. v.

dni -f-0,3 — po klimatizácii 40 °C a 95 % r. v.

dní +0,5

V příklade č. 2 je uvedený vrstvený materiál, kde navrstvená výstuž je plátovaná z jednej alebo oboch stráň. Materiál je vhodný na plošné spoje, u ktorých sa požaduje, aby odleptaný povrch došky bol adhézny k lakosadzovej paste.

P r í k 1 a d 2

Živičné roztoky, připravené podřa príkladov 1 alebo 2 uvedeného čs. AO sa zmiešajú s vodnoliehovým roztokom metylolfenolov alebo metylolmelamínov s priemernou molekulovou hmotnosťou 150 až 300 tak, aby na 1 000 g cca 50% roztoku olejom modifikovanej živice pripadol podiel 250 g cca 40% roztoku metylolfenolov alebo metylolmelamínov. Získanou živičnou zmesou sa impregnuje vystužujúci materiál bez predchádzajúcej úpravy, tzv. predimpregnácie.

V ďalšom postupe sa papiere naimpregnované na obsah spojiva 50 % hmotnosti vylisujú spolu s měděnou fóliou pri 150 °C, tlaku 6 MPa počas 90 minút. Získaný plátovaný materiál má teplotnú odolnost' na spájke pri 260 °C 15 až 20 s.

V príkladoch č. 3 a č. 4 sú uvedené kombinácie naimpregnovanej výstuže s jednou alebo viacerými vrstvami bavlnenej, sklenenej, polyesterové) alebo polyamidovej tkaniny, ktorá může byť impregnovaná živicou rovnakého zloženia, alebo aj neimpregnovaná. Získajú sa lamináty s vyššou pružnosťou a mechanickou pevnosťou, a teda odstránia sa doterajšie technologické ťažkosti spočívajúce v lámavosti tenkých dosák do mm pri rozoberaní lisovaných balíkov.

P r í k 1 a d 3

Pri lisovaní dosák hrůbky menšej ako 1 milimeter, je zvlášť výhodné, ak sa naimpregnované papiere podlá příkladu 1, resp.

kombinujú s neimpregnovanou vrstvou bavlnenej, sklenenej, polyesterovej alebo polyamidovej tkaniny plošnej hmotnosti 20 až 60 g/m² v nasledovnom poradí vrstvenia:

aj 1 vrstva krycieho listu připraveného podlá příkladu 1 s prídavkom montánneho vosku, bj 1 až 3 vrstvy papiera podlá příkladu 1, resp. 2, cj 1 vrstva neimpregnovanej tkaniny, ktorej rozměry můžu přesahovat rozměry ostatných vrsíiev o 10 až 20 mm, dj 1 až 3 vrstvy papiera podlá příkladu 1, resp. 2, ej 1 vrstva krycieho listu podlá příkladu 1.

Laminát sa vytvrdí v lise známým spůsobom, pričom dochádza k penetrácii živice z impregnovaného papiera do neimpregnovanej tkajiiny. Takto vytvořené zloženie je předmetom vynájdeného riešenia.

Získané vrstvené izolanty majú podobné vlastnosti ako tvrdený papier v příklade 1, prevyšujú ho v hodnotách mechanických pevností, čo je zvlášť výhodné, pretože nedochádza k lámaniu tenkých dosák pri rozoberaní lisovaných balíkov.

P r í k 1 a d 4

Sklená alebo bavlněná tkanina plošnej hmotnosti 50 až 150 g/m² sa impregnuje živicou, připravenou podlá príkladov 1 až 3 uvedeného čs. AO tak, aby sa po vysušení v sušiacom tuneli impregnačného stroja získal prepreg s obsahom živice cca 40 %.

Bavlněný, alfacelulózový alebo sulfátový papier sa naimpregnujé postupom opísaným v príkladoch 1 alebo 2. Spůsob skladania vrstiev před vylisováním laminátu je nasledovný:

aj 1 vrstva krycieho listu podlá příkladu 1 alebo separačná fólia,

b) 1 až 2 vrstvy papiera pódia příkladu 1, resp. 2, cj 1 vrstva Impregnované) tkaniny podlá příkladu 4,

d) 1 až 2 vrstvy papiera podlá příkladu 1, resp. 2, ej 1 vrstva krycieho listu podlá příkladu 1 alebo separačná fólia.

Kombináciu bodov b) až dj možno niekolkokrát opakovat podlá požadovanéj hrůbky laminátu.

Po vylisovaní pri teplote 155 °C a tlaku 5 MPa sa získá kombinovaný vrstvený izolant s vyššou mechanickou pevnosťou v porovnaní s tvrdenými papiermi.

Očelom vynálezu je získanie materiálu strihátelného za studená s vysokou adhezívnosťou k naneseným odporovým vrstvám a s dostatečnou pružnosťou aj pri hrubkách pod 1 mm, ktorý sa využije na výrobu potenciometrových kartitových dosiek a plošných spojov.

Claims (2)

1. Elektroizolačný vrstvený materiál strihatelný za studená, vhodný aj pre plátovanie kovovou fóliou s povrchom adhéznym k odporovej vrstvě a vymedzenou odolnosťou voči organickým rozpúšťadlám, vyznačený tým, že pozostáva z organickej alebo anorganickej výstuže, výhodné z bavlněného alebo alfacelulózoveho papiera, impregnovaného'podielom 30 až 60 °/o hmotnosti fenolickej živice, modifikované] alkylsubVYNALEZU stituovanými fenolmi v množstve 0,1 až 1 mól na 1 mól fenolu, modifikované] živice a obsahujúcej 2 až 20 % hmotnosti vysychavého oleja, výhodné dřevného, čiastočne zabudovaného do štruktúry živice.

2. Elektroizolačný vrstvený materiál podlá bodu 1, vyznačený tým, že je převrstvený bavlněnou, skleněnou, polyamidovou alebo polyesterovou impregnovanou alebo neimpregnovanou tkaninou.