RU2686910C2 - Наполненный полимерный композиционный материал - Google Patents
Наполненный полимерный композиционный материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686910C2 RU2686910C2 RU2017121754A RU2017121754A RU2686910C2 RU 2686910 C2 RU2686910 C2 RU 2686910C2 RU 2017121754 A RU2017121754 A RU 2017121754A RU 2017121754 A RU2017121754 A RU 2017121754A RU 2686910 C2 RU2686910 C2 RU 2686910C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composite material
- ethyl silicate
- polymethylsiloxane
- parts
- rubber
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
- C08L83/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/10—Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению наполненного полимерного композиционного материала и может найти применение при изготовлении электроизоляционных композиционных материалов на силиконовой основе, применяемых для герметизации радио- и электротехнических изделий. Композиционный материал выполнен на основе низкомолекулярного силоксанового каучука, полиметилсилоксана, мелкодисперсного диоксида кремния. Композиционный материал дополнительно содержит этилсиликат. Массовое соотношение между полиметилсилоксаном и этилсиликатом составляет от 1:1 до 6:1, а массовое соотношение компонентов, входящих в состав материала, составляет: низкомолекулярный силоксановый каучук, 100 мас.ч., мелкодисперсный диоксид кремния 400-580 мас.ч., суммарное количество полиметилсилоксана и этилсиликата 25-55 мас.ч. Изобретение обеспечивает повышенную теплопроводность композиционного материала.2 табл, 10 пр.
Description
Изобретение относится к области электроизоляционных композиционных материалов на силиконовой основе, применяемых для герметизации радио и электротехнических изделий.
К электроизоляционным композиционным материалам предъявляются требования в отношении диэлектрических и механических свойств при их сочетании с технологическими свойствами: невысокой исходной вязкостью, достаточной жизнеспособностью и скоростью полного отверждения, а также с высоким уровнем теплопроводности для предотвращения перегрева и выхода из строя герметизируемого изделия.
Известен компаунд КТК-1 (ТУ 2252-037-89021704-2013), применяемый для заливки изделий радио и электротехнической аппаратуры, состоящей из низкомолекулярного силиконового каучука, отвердителя и теплопроводящего наполнителя. При коэффициенте теплопроводности не более 1,1 Вт/м°К компаунд имеет предел прочности на растяжение 0,6 МПа, относительное удлинение при разрыве не более 30%. При достаточно высокой теплопроводности он значительно уступает по физико-механическим характеристикам большинству композиционных силиконовых материалов, применяемых для герметизации. Это существенно ограничивает целевое применение данного компаунда.
Известны компаунды группы КПТД-1/1, выпускаемые фирмой «НОМАКОН» (Белоруссия) по ТУ РБ 100009933.004-2001, в частности, компаунды 1 Л-1,00, 1Л-1,50, 1Л-2,50, имеющие высокий уровень диэлектрических свойств. Компаунды состоят из силиконовых связующих на основе жидких каучуков, а также мелкодисперсных теплопроводящих наполнителей. Однако теплопроводность этих компаундов не превышает значений 0,60 Вт/м°К. Этого в большинстве случаев не достаточно для надежной работы технических устройств, выделяющих значительные количества тепла.
Известен состав и способ получения герметизирующей композиции для герметизации изделий, работающих в условиях повышенной влажности воздуха и при высоких питающих напряжениях, приведенные в описании к патенту RU 2472833 С1 (прототип). Герметизирующая композиция имеет следующий состав: компаунд на основе низкомолекулярного силоксанового каучука содержится в количестве 100 массовых частей, полиметилсилоксан (ПМС) с кинематической вязкостью 10-350 мм2/с - в количестве 10-50 массовых частей, диоксид кремния с удельной поверхностью от 50 до 300 м2/с - в количестве 10-40 массовых частей. Такая композиция обеспечивает улучшенные механические характеристики и электроизоляционную стабильность в условиях повышенной влажности и высоких питающих напряжений. Этот эффект достигается за счет предлагаемого состава и способа подготовки, включающего как выделение влаги при нагревании основы, так и поэтапное обезгаживание смеси диоксида кремния с полиметилсилоксаном.
Недостаток известного технического решения заключается в том, что предлагаемая герметизирующая композиция имеет низкую теплопроводность, величина которой обусловлена количеством вводимого диоксида кремния. Из-за своей высокой удельной поверхности диоксид кремния не может быть введен в известный состав в количестве, большем указанного в прототипе, без значительного ухудшения технологических свойств герметизирующей композиции, в частности, вследствие снижения минимально необходимой текучести.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в увеличении теплопроводности наполненного полимерного композиционного материала.
Для решения этой задачи, в отличие от известного наполненного полимерного композиционного материала, включающего низкомолекулярный силоксановый каучук, полиметилсилоксан и мелкодисперсный диоксид кремния, предлагаемый композиционный материал дополнительно содержит этилсиликат, причем соотношение между полиметилсилоксаном и этилсиликатом составляет от 1:1 до 6:1, а массовое соотношение компонентов, входящих в состав материала, составляет:
низкомолекулярный силоксановый каучук 100 массовых частей,
мелкодисперсный диоксид кремния 400-580 массовых частей,
суммарное количество полиметилсилоксана и этилсиликата 25-55 массовых частей.
В качестве низкомолекулярного силоксанового каучука может быть использованы каучуки, имеющие молекулярную массу в интервале от 20000 до 50000. Каучуки с молекулярной массой менее 20000 не обеспечивают необходимую прочность композиционного материала после его полимеризации. Использование каучуков с молекулярной массой более 50 000, ввиду их высокой вязкости, приводит к ухудшению технологических свойств композиционного материала после введения в его состав необходимого количества теплопроводящего наполнителя.
Введение в наполненный полимерный композиционный материал мелкодисперсного диоксида кремния в количестве 400-580 массовых частей позволяет обеспечить его теплопроводность в диапазоне 1,15-1,50 Вт/м°К, что достаточно для эффективного отвода тепла от герметизируемых радио и электротехнических изделий в режимах эксплуатации.
Сочетание низкомолекулярного силоксанового каучука, полиметилсилоксана и этилсиликата позволяет обеспечить сочетание термостойкости, термической стабильности и морозостойкости композиционного материала после его полимеризации, сохранить его высокую эластичность в широком интервале температур.
Полиметилсилоксан выполняет структурообразующую функцию, а также функцию активного разбавителя полимерной матрицы, повышает изотропность композиционного материала. При этом улучшается текучесть композиционного материала, необходимая при нанесении на поверхность изделия, а также повышается его эластичность после полимеризации.
Этилсиликат частично, снижает эластичность, но повышает прочность композиционного материала после его полимеризации.
Соотношение между полиметилсилоксаном и этилсиликатом от 1:1 до 6:1 позволяет обеспечить достаточную текучесть композиционного материала для его качественного нанесения на поверхность герметизируемого изделия и оптимальные механические свойства после его полимеризации.
Суммарное содержание полиметилсилоксана и этилсиликата в количестве 25-55 массовых частей на 100 массовых частей низкомолекулярного силоксанового каучука позволяет обеспечить требуемые технологические свойства полимерного композиционного материала при введении в него мелкодисперсного диоксида кремния в количестве 400-580 массовых частей. При содержании наполнителя в количестве, меньшем указанных пределов, не обеспечивается необходимая теплопроводность. При содержании наполнителя в количестве, превышающем указанные пределы, не обеспечиваются технологические свойства материала, поскольку значительная исходная вязкость не позволяет производить его бездефектное нанесение на сложно профильные поверхности изделий.
В качестве низкомолекулярного силоксанового каучука могут быть использованы каучуки СКТН марки А ГОСТ 13835-73 и/или СКТН марки Б ГОСТ 13835-73.
В качестве полиметилсилоксана могут быть использованы ПМС-20 ГОСТ 13032-77 и/или ПМС-50 ГОСТ 13032-77.
В качестве этилсиликата могут быть использованы ЭС-32 ГОСТ 26371-84 и/или ЭС-40 ГОСТ 26371-84.
В качестве мелкодисперсного диоксида кремния кварц молотый пылевидный марки А и/или марки Б ГОСТ 9077-82 и/или кристобалит размерностью частиц 5-35 мкм.
Далее приведены конкретные примеры получения наполненного полимерного композиционного материала.
Пример 1
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки А, добавляют в эту емкость 20 г ПМС-50, 10 г этилсиликата ЭС-40 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 500 г кварца молотого пылевидного марки Б частями, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде не менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 2
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки А, добавляют в эту емкость 36 г ПМС-50, 6 г этилсиликата ЭС-40 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 400 г кварца молотого пылевидного марки А и 50 г кристобалита частями, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде не менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 3
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки А, добавляют в эту емкость 40 г ПМС-50, 10 г этилсиликата ЭС-40 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 420 г кристоболита частями, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде не менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 4
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки А, добавляют в эту емкость 15 г ПМС-50, 15 г этилсиликата ЭС-40 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 480 г кварца молотого пылевидного марки Б частями, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 5
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки Б, добавляют в эту емкость 20 г ПМС-20,8 г этилсиликата ЭС-32. В полученную смесь вносят 490 г кварца молотого пылевидного марки А частями, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 6
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки Б, добавляют в эту емкость 30 г ПМС-20, 10 г этилсиликата ЭС-32 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 50 г кристоболита, 420 г кварца молотого пылевидного марки Б частями, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 7
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки А, добавляют в эту емкость 30 г ПМС-50, 10 г этилсиликата ЭС-32 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 420 г кварца молотого пылевидного марки А и 60 г кристобалита, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 8
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки Б, добавляют в эту емкость 40 г ПМС-20, 15 г этилсиликата ЭС-32 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 580 г кварца молотого пылевидного марки Б периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 9
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки А, добавляют в эту емкость 20 г ПМС-20, 15 г этилсиликата ЭС-32 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 480 г кристобалита, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
Пример 10
В емкость для смешения помещают 100 г каучука СКТН марки Б, добавляют в эту емкость 15 г ПМС-20, 10 г этилсиликата ЭС-40 и тщательно перемешивают с каучуком 2-3 мин. В полученную смесь вносят 270 г кварца молотого пылевидного марки Б, 100 г кварца молотого пылевидного марки А и 50 г кристобалита, периодически перемешивая. Перемешивают и выдерживают до выхода основного количества воздушных включений из объема смеси. Смесь переносят в закрывающуюся емкость и выдерживают в закрытом виде менее 24 ч. Полученный наполненный полимерный композиционный материал непосредственно перед применением смешивают с оловоорганическим катализатором.
В качестве оловоорганического катализатора может быть использован октоат олова (ТУ 6-02-539-75), диэтил-дикаприлат олова (МРТУ 6-02-417-67 МРТУ 6-02-417-67) или другой серийный оловоорганический катализатор отверждения силиконовых компаундов.
Примеры состава наполненного полимерного композиционного материала сведены в таблицу.
Claims (2)
- Наполненный полимерный композиционный материал, включающий низкомолекулярный силоксановый каучук, полиметилсилоксан, мелкодисперсный диоксид кремния, отличающийся тем, что дополнительно содержит этилсиликат, причем массовое соотношение между полиметилсилоксаном и этилсиликатом составляет от 1:1 до 6:1, а массовое соотношение компонентов, входящих в состав материала, составляет:
-
низкомолекулярный силоксановый каучук 100 мас.ч. мелкодисперсный диоксид кремния 400-580 мас.ч. суммарное количество полиметилсилоксана и этилсиликата 25-55 мас.ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121754A RU2686910C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Наполненный полимерный композиционный материал |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121754A RU2686910C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Наполненный полимерный композиционный материал |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017121754A RU2017121754A (ru) | 2018-12-21 |
RU2017121754A3 RU2017121754A3 (ru) | 2018-12-21 |
RU2686910C2 true RU2686910C2 (ru) | 2019-05-06 |
Family
ID=64752886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017121754A RU2686910C2 (ru) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Наполненный полимерный композиционный материал |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686910C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745193C1 (ru) * | 2020-07-06 | 2021-03-22 | Василий Дмитриевич Мушенко | Композиционный полимерный материал для герметизации |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2010820C1 (ru) * | 1991-10-28 | 1994-04-15 | Марина Сергеевна Рябова | Отверждающая смесь для жидких силоксановых каучуков с концевыми силанольными группами |
RU2472833C1 (ru) * | 2011-09-01 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Технологическое оснащение" | Способ получения герметизирующей композиции и ее состав |
RU2487149C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-07-10 | Закрытое акционерное общество "Комплексный технический сервис" | Отверждающая смесь |
US20140170599A1 (en) * | 2011-06-08 | 2014-06-19 | 3M Innovative Properties Company | Siloxane compounds containing composition, method of production and use thereof |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121754A patent/RU2686910C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2010820C1 (ru) * | 1991-10-28 | 1994-04-15 | Марина Сергеевна Рябова | Отверждающая смесь для жидких силоксановых каучуков с концевыми силанольными группами |
US20140170599A1 (en) * | 2011-06-08 | 2014-06-19 | 3M Innovative Properties Company | Siloxane compounds containing composition, method of production and use thereof |
RU2487149C2 (ru) * | 2011-08-12 | 2013-07-10 | Закрытое акционерное общество "Комплексный технический сервис" | Отверждающая смесь |
RU2472833C1 (ru) * | 2011-09-01 | 2013-01-20 | Открытое акционерное общество "Технологическое оснащение" | Способ получения герметизирующей композиции и ее состав |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745193C1 (ru) * | 2020-07-06 | 2021-03-22 | Василий Дмитриевич Мушенко | Композиционный полимерный материал для герметизации |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017121754A (ru) | 2018-12-21 |
RU2017121754A3 (ru) | 2018-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101859617B1 (ko) | 가열 경화형 열전도성 실리콘 그리스 조성물 | |
EP1788031B1 (en) | Thermally conductive silicone rubber composition | |
KR20170040107A (ko) | 열전도성 실리콘 조성물 및 반도체 장치 | |
CN113166542B (zh) | 导热性有机硅组合物的固化物 | |
JP2018188559A (ja) | 熱伝導性シリコーン組成物 | |
JP5962599B2 (ja) | 耐熱性に優れたシリコーンゲル組成物 | |
KR20080093907A (ko) | 대전 방지성 실리콘 고무 몰드 형성 재료 | |
CN112204106A (zh) | 散热组合物、散热构件及散热构件用填料集合体 | |
CN115943186B (zh) | 硅酮组合物及具有高热传导性的热传导性硅酮硬化物 | |
RU2686910C2 (ru) | Наполненный полимерный композиционный материал | |
KR102416096B1 (ko) | 열전도성 시트 | |
CN101402798B (zh) | 电子用导热阻燃液体硅橡胶及其制备方法 | |
KR102298511B1 (ko) | 방열 접착제 조성물 | |
TW202104533A (zh) | 熱傳導性矽氧組成物、其製造方法及半導體裝置 | |
RU2645533C1 (ru) | Теплопроводящий герметик | |
EP2740765A1 (en) | Epoxy resin composition for cast molding and electrical device using same | |
KR20050106030A (ko) | 실리콘 고무의 제조방법, 실리콘 고무용 수성 에멀젼 및그의 제조방법 | |
RU2472833C1 (ru) | Способ получения герметизирующей композиции и ее состав | |
WO2020241054A1 (ja) | 熱伝導性シリコーン組成物、半導体装置及びその製造方法 | |
JP2012224684A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物及び半導体封止用樹脂組成物 | |
JP2020176222A (ja) | 窒化アルミニウム複合フィラー | |
KR100562736B1 (ko) | 임의적으로 가교결합 가능한 실리콘 매트릭스 내 실리카현탁액의 제조방법 | |
KR101905190B1 (ko) | 부가경화형 실리콘 고무 조성물 및 실리콘 고무 경화물 | |
RU2610074C2 (ru) | Композиционный материал | |
JPH0873743A (ja) | 加熱硬化型シリコーンゴム組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190621 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201110 |