SU1134583A1

SU1134583A1 - Electrically insulating filling composition

Info

Publication number: SU1134583A1
Application number: SU833624702A
Authority: SU
Inventors: Валентин Федорович Колбасов; Адиана Федоровна Владыкина
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1985-01-15

Abstract

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНЫЙ КОМПАУНД, содержащий продукт взаимодействи эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с ки.слотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным числом 9-10, отвердитель изометилтетрагидрофталевый ангидрид, ускоритель - триэтаноламин и наполнитель - пылевидный кварц, отличающийс тем, что, с целью повышени теплостойкости, механической и электрической прочности при сох ранении высоких релаксационных свойств, он дополнительно содержит продукт взаимодействи эпоксидной диановой смолы с изометиптетрагидрофталевым ангидридом с в зкостью 60 140 П при 25 С и эпоксидным числом 4,5-5,0 при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Продукт взаимодействи эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольсебацината с кислотным числом 4,0-5,5 мг КОН и W эпоксидным числом 9-10 100 Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 28-38 Триэтаноламин . 1-2 Пылевидный кварц 100-200 Продукт взаимодействи эпоксидной диановой 00 4 СЛ СМОЛЬ с изометилтетрагидрофталевым ангидридом с в зкостью 60-140 П при 25&deg;С и эпоксидным 00 со числом 4,5-5,08-25ELECTROINSULATING FILLING COMPOUND, containing the product of the interaction of epoxy resin and polyethylene glycolsebacate with a acid base of 4.0-5.5 mg KOH and an epoxy number of 9-10, hardener isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, accelerator - triethanolamine and filler, isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, accelerator - triethanolamine and filler, isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, accelerator - triethanolamine and filler, isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, accelerator - triethanolamine and filler, isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, accelerator - triethanolamine and filler, isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, accelerator - triethanolamine and filler, isomethyl tetrahydrophthalic anhydride, accelerator - triethanolamine and filler, isomethyl tetrahydrophthalic anhydride; , in order to increase heat resistance, mechanical and electrical strength while maintaining high relaxation properties, it additionally contains the product of the interaction of epoxy resin Dianova with isometryp rahidrophthalic anhydride with a viscosity of 60 140 P at 25 ° C and an epoxy number of 4.5-5.0 at the following ratio of components, wt.h .: Product of the interaction of epoxy resin Dianova resin and polyethylene glycolsebacate with an acid number of 4.0-5.5 mg KOH and W epoxy number 9-10 100 Isomethyltetrahydrophthalic anhydride 28-38 Triethanolamine. 1-2 Dusty Quartz 100-200 The product of the interaction of epoxy diane 00 4 SL SMOL with isomethyl tetrahydrophthalic anhydride with a viscosity of 60-140 N at 25 ° C and epoxy 00 with a number of 4.5-5.08-25

Description

Изобретение относитс к электроизол ционным материалам, в частност к эпоксидно-полиэфирным компаундам, и может быть использовано в электро технической промышленности дл создани литой изол ции узлов электрических аппаратов, например дросселей, резисторов, трансформаторов . Использование эпоксидно-полизфир ньЕс олигомеров в составе заливочных компаундов вл етс распространенны методом улучшени релаксационных характеристик компаундов. . гйвестны электроизол ционные заливочные компаунды с повышенными ре лаксационными свойствами на основе блок-олигомера Э11С-1, представл юще го собой продукт химического взаимо действи эпоксидных смол ЭД-8 и ЭДс полиэтиленглшсольсебацинатом. Так на основе олигомера ЭПС-1 готов тс заливочнь1й компаунд ЭПК-Т ij соста ва, мае.ч.: Эпоксидно-полиэфирный олигомер 3IIC-1 100 Изометилтетрагидрофталевьй ангидрид 38 Нитрид бора45 Триэтаноламин1,1 Кварц пьшевидный молотьй60 и компаунд № 15 2 состава, мае.ч. Эпоксидно-полиэфирный олигомер ЭПС-1 100 Изометилтетрагидрофталевый ангидрид 38 Нитрид бора75 Однако эти компаунды отличаютс высокой стоимостью и имеют недостаточно высокую, теплостойкость. Известны также электроизол ционные компаунда, вл ющиес продуктами соотверждени эпоксидного блок-олиг мера с эпоксидными смолами в присут ствии изометнлтетрагидрофталевого ангидрида |з. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс эпоксиднополиэфирный компаунд ЭПК-101 fij со тава, мае.ч.: Эпоксидно-полиэфирный олигомер ЭПС-Т100 Изометилтетрагидрофталевьй ангидрид 38 Наполнитель - кварц пьшевидный молотый KII-2 100 Ускоритель триэтаноламин 1,2 Этот компаунд обладает хорошими релаксационными свойствами, устойчивостью к термоциклическим нагрузкам и используетс дл создани литой Изол ции узлов, насыщенных металлом без нанесени демпфера. Однако он имеет недостаточно высокие теплостойкость , электртсческую и механическую прочность. Цель изобретени - повышение теплостойкости, механической и электрической прочности. Поставленна цель достигаетс тем, что электроизол ционньн заливочньш компаунд, содержащий эпоксиднополиэфирньй олигомер ЭПС-1, представл кмций собой продукт взаимодействи 50 мае.ч. эпоке1адной смолы ЭД-20, 50 мае.ч. эпоксидной смолы ЭД-8 и 60 мае .Ч. полиэтиленгликольеебацината е киелотным числом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным чиелом 9-10, отвердитель изометилтетрагндрофталевьй ангидрид, уекоритоггт, - триэтаноламин и наполнитель - пылевидный кварц, дополнительно еодержит продукт взаимодейетви эпоксидной диановой емолы е изометцлтетрагидрофталевым ангидр одом с в зкостью 60-140 П при 25 с и эпоксидным числом 4,5-5,0 при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Продукт взаимодействи эпоксидной диановой смолы и полиэтиленгликольеебацината е кислотным чиелом 4,0-5,5 мг КОН и эпоксидным чиелом 9-10 100 Изо-метилтетрагидрофталевьш ангидрид 28-38 Триэтанеламин1-2 Пылевидньй кварц 100-200 Продукт взаимодействи эпоксидной диановой смолы е изометилтетрапздрофталевым ангидридом с в зкостью 60-140 П при 25 С и эпокеидным чие . лом 4,5-5,08-25 Указанный продукт первичного химического взаимодейетви может предетавл ть собой отход пропиточного компаунда ПК-11, вл ющийс продуктом первичного химнчеекого вза1-пуюдействи эпоксидной емолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевым ангидридом в массовом соотнон ении 100:80, которьй в процес се применени дл вакуум-нагнетатель ной пропитки при повышенной теьшературе () в результате химических превращений достиг предельно допусти мой дл пропитки в зкости (60-140 П при 25 С) и заменен на свежеприготов ленный . При этом отходы пропиточного компаунда не. вл ютс отвержденными, а. предстаззл ют собой в зкую жидкость, полностью растворимую во многих органических растворител х (ацетон, метилэтилкетон и др.). Конверси эпоксидных групп в используемых в со таве предлагаемого электроизол ционного кo шayндa отходах пропиточного компаунда ПК-11 достигает 68%. Содер жание эпоксидных групп в них (эпоксидное число) 4,5-5,0. Использование в составе компаунда продуктов первичного взаимодействи эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтет рагидрофталевого ангидрида не эквива лентно применению соответствующего количества эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида , что обусловлено различием структуры , молекул рных масс, концентраций функциональных групп веществ в механ1-гческой смеси эпаксидгюй диановой смолы ЭД-22 и изомет штетрагид рофталейого ангидрида и первичного взаимодействи этих веществ. Повышенна начальна концентраци эпоксидных групп в композиции с использованием механической смеси эпок сидной смолы ЭД-22 и отвердител (контрольный образец),.как показывают эксперименты, приводит, по сравне нию с предлагаемым компаундом, к повышению (на 35-54 С) температур.само разогрева за счет вьщелени тепла реакции, особенно при значительных массах компаунда и в услови х затруд ненного отвода тепла, в результате чего образуготс более хрупкие образцы ,склонные к растрескиванию притер мических ударах. В табл. 1 приведены составы предлагаемого компаунда и рецептура конт ролыюго образца. Свойства предлагаемого компаунда, известньтх и контрольного образца представлены в табл. 2. Состав контрольного образца отличаетс от состава предлагаемого компазгида по npiiMepy 5 тем, что отход пропиточного компаунда ПК-11 заменен тем же количеством смеси эпоксидной смолы ЭД-22 и изометилтетрагидрофталевого ангидрида в соотношении . 100:80. Как из приведенных в табл.2 данных, использование в составе предлагаемого компаунда отходов пропиточного компаунда ПК-11 (продукта первичного взаимодействи эпоксидной диановой смолы ЭД-22 с изометилтет- рагидрофталевым ангидридом с в зкостью 60-140 П при и эпоксидным числом 4,5-5,0) улучшает теплостойкость , механическзто и электрическую прочности, по сравнению с известным компаундом ЭПК-101 и контрольной коьшозиции, при сохранении вЕ)1Соких релаксационных свойств компаунда. При этом продукт совместного отверждени эпоксидно-полиэфирного блок-олигомера ЭПС-1 и эпоксидной смолы ЭД-22 изомети-птетрапедрофталевым ангидридом имеет худшие свойства , чем предлагаемый компаунд, и уступает соответствующим показател м прототипа. Так, например, у контрольного образца ниже электрическа прочность, прочность при изгибе, теплостойкость , заметно ухуда аютс релаксационные свойства композиции, о .чем свидетельствует уменьщение количества циклов нагрева и охлаждени до ращрушени и относительного удли.нени при раст жении. Улучшение указанных свойств пред лагаемого компаунда по сравнению с прототипом вл етс результатом совместного исполхтзоваип в составе композици эпоксидно-полиэфирного блок-олигомера с продукта.ми первичного ззаимодействи эпоксидной диановой смолы ЭД-22 с изометклтетрагидрофталевым .Л Г1 дрпдом с уТСазанными в зкостью :; содержанием эпоксидных групп Е присутствии остальных компонентов в предлагаемом соотношении. Это подтвержаетс тем, что механическа смесь эпоксидиановой смолы с изометилтетрагидрофталевым ангидидом при введении ее в состав ком- азнда на основе как олигомера ЭПС-1 (контрольны образец, табл. 2), так СМОЛЫ УП-563 в составе KOMnayiiа УП-5-219 аналогичного назначени , казанного эффекта не дает. Образцы меют более низкую теплостойкость, лектр1гческую и мехаиическуто прочность , обладают худшими релаксационными свойствами, что видно из сопоставлени устойчивости к действию термоциклических нагрузок (табл. 2). Компаунд по примерам 1-5 готов т следующим образом. Разогретые до 80-100°С эпоксиднополиэфирные олигомеры ЭПС-1 смешивают при перемешивании с расчетным количеством разогретого до 100-110 С высушенного пылевидного кварца и вакуумирзпот при остаточном давлении .1-5 мм рт.ст. в течение 1 ч. К приготовленной смеси добавл ют расчетное количество отходов пропиточного компаунда ПК-11, изометилтетрагидрофталевого ангидрида и триэтаноламина при перемешивании. После 15-минутног перемешивани компаунда при остаточном давлении 10-15 мм рт.ст. компаунд разливают в подготовленные нагре тые до 80-100 С металлические формоч ки дл изготовлени стандартных образцов . Отверждают компаунд в воздуш ном термостате по режиму 100 С/8 ч 120 С/24 ч. Все виды испытаний провод т через 48 ч после окончани отверждени . Свойства предлагаемого компаунда, как следует из примеров 2 и 4, не завис т от в зкости используемых отходов пропиточного компаунда ПК-11, оптимальна добавка которых, определенна в ходе экспериментов, 18,5 мае.ч. на 100 мае.ч. олигомера ЭПС-1. Более вьюокие теплостойкость, механическа и электрическа прочность предлагаемого компаунда позвол ют получать более надежную электрическую изол циюили несколько уменьшить толщину изол ции при сохранении надежности издели на прежнем уровне. Использование отходов пропиточного компаунда ПК-11 в составе заливочного электроизол ционного компаунда уде- . шевл ет его производство и решает проблему утилизации отходов компаунда ПК-11 на предпри ти х электромашино- rf аппаратостроени . Предлагаемый компаунд можно приготовить и перерабатывать на существующем оборудовании дл эпоксидных компаундов . Таблица 1The invention relates to electrical insulating materials, in particular, to epoxy-polyester compounds, and can be used in the electrical engineering industry to create molded insulation of electrical apparatus, for example chokes, resistors, transformers. The use of epoxy-polystyrene NUC oligomers in the composition of the casting compounds is a common method of improving the relaxation characteristics of the compounds. . Known are electrical insulating casting compounds with enhanced relaxation properties based on the E11C-1 block-oligomer, which is a product of the chemical interaction of epoxy resins ED-8 and EDS with polyethylene glycerolsebaccinate. So, on the basis of the EPS-1 oligomer, an EPC-T ij compound of composition, mac.h. . h. EPS-1 epoxy-polyether oligomer 100 Isomethyltetrahydrophthalic anhydride 38 Boron nitride75 However, these compounds are expensive and have an insufficiently high heat resistance. Also known are electrical insulating compounds, which are products of epoxy block oligmer conformance with epoxy resins in the presence of isometric tetrahydrophthalic anhydride | h. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is an EPA-101 fij epoxy-polyester compound from tava, mac.ch .: EPS-T100 epoxy-polyester oligomer Isomethyltetrahydrophthalic anhydride 38 The filler is quartz pi-shaped ground KII-2 100 Uskector. This compound has good relaxation properties, is resistant to thermal cyclic loads, and is used to create a cast Isolation of nodes saturated with metal without applying a damper. However, it does not have high enough heat resistance, electrical and mechanical strength. The purpose of the invention is to increase heat resistance, mechanical and electrical strength. The goal is achieved by the fact that the electrically insulating potting compound, containing the epoxy polyester oligomer EPS-1, is a product of the interaction 50 m.h. epoque resin ED-20, 50 mach. ED-8 epoxy resin and 60 May. polietilenglikoleebatsinata e kielotnym number of 4.0-5.5 mg KOH and epoxy Cielo 9-10 izometiltetragndroftalevy anhydride hardener, uekoritoggt - triethanolamine and filler - powdered quartz, further eoderzhit product vzaimodeyetvi bisphenol epoxy emoly e izomettsltetragidroftalevym anhydro Odom with a viscosity of 60 140 P at 25 s and with an epoxy number of 4.5-5.0 in the following ratio of components, wt. 9-10 m 100 Iso-metiltetragidroftalevsh anhydride 28-38 100-200 Trietanelamin1-2 pulverized quartz reaction product of bisphenol epoxy resin e izometiltetrapzdroftalevym anhydride with a viscosity of 60-140 poise at 25 C and epokeidnym Chie. scrap 4.5-5.08-25. The specified product of the primary chemical interaction may be a waste of the impregnating compound PK-11, which is the product of the primary chemical interaction of the epoxy emol ED-22 and isomethyltetrahydrophthalic anhydride in the mass ratio of 100: 80, In the course of its application for vacuum-impregnation with increased temperature (), as a result of chemical transformations, it reached the maximum viscosity for impregnation (60-140 N at 25 ° C) and was replaced by freshly prepared one. In this case, the waste of the impregnation compound is not. are cured as well. They are a viscous liquid that is completely soluble in many organic solvents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). Conversion of epoxy groups in the waste of impregnating compound PK-11 used in the proposed insulating co-shaynda reaches 68%. The content of epoxy groups in them (epoxy number) is 4.5-5.0. The use of products of the primary interaction of epoxy resin ED-22 and isomethyltetrahydrophthalic anhydride in the compound is not equivalent to the use of a suitable amount of epoxy resin ED-22 and isomethyltetrahydrophthalic anhydride, which is due to the difference in structure, molecular weights, concentrations of functional groups of substances in body 1-to-1 form ED-22 diane resin and isometrate of the stetragide of roftaleic anhydride and the primary interaction of these substances The increased initial concentration of epoxy groups in the composition using a mechanical mixture of epoxy resin ED-22 and hardener (control sample), as shown by experiments, leads to an increase (by 35-54 ° C) in temperature. warming up due to the release of heat of reaction, especially at large masses of the compound and under conditions of difficult heat removal, resulting in more fragile samples that are prone to cracking of primordial shocks. In tab. 1 shows the compositions of the proposed compound and the formulation of the control sample. Properties of the proposed compound, limestone and control sample are presented in table. 2. The composition of the control sample differs from the composition of the proposed compazgid in npiiMepy 5 in that the waste of the PC-11 impregnating compound is replaced by the same amount of the mixture of epoxy resin ED-22 and isomethyltetrahydrophthalic anhydride in the ratio. 100: 80. As from the data presented in Table 2, the use of the impregnating compound PK-11 (the product of the primary interaction of epoxy resin ED-22 with isomethyltetrahydrophthalic anhydride with a viscosity of 60-140 P with an epoxy number of 4.5- 5.0) improves heat resistance, mechanical and electrical strength, compared with the well-known compound EPK-101 and the control composition, while maintaining the EE-1 of such high relaxation properties of the compound. At the same time, the product of joint curing of epoxy-polyester block oligomer EPS-1 and epoxy resin ED-22 with isomete-petrapraprophthalic anhydride has worse properties than the proposed compound, and is inferior to the corresponding indicators of the prototype. For example, in the control sample, the electrical strength, flexural strength, heat resistance are lower, and the relaxation properties of the composition are noticeably improved, which indicates a decrease in the number of heating and cooling cycles to fracture and relative elongation upon stretching. The improvement of these properties of the proposed compound as compared with the prototype is the result of the joint use of the epoxy-polyester block oligomer with the product of the primary interaction of epoxy-dian resin ED-22 with isomethltetrahydrophthalic. the content of epoxy groups E the presence of other components in the proposed ratio. This is confirmed by the fact that a mechanical mixture of epoxy diane resin with isomethyltetrahydrophthalic anhydride when it is introduced into the complex based on both the EPS 10 oligomer (control sample, Table 2), and UP-563 RESINS in KOMnayii UP-5-219 similar to appointment, the effect does not give. Samples have lower heat resistance, electrical and mechanical strength, have worse relaxation properties, as can be seen from the comparison of resistance to thermal cycling loads (Table 2). The compound of Examples 1-5 is prepared as follows. EPS-1 epoxy-polyester oligomers heated to 80-100 ° C are mixed with stirring with a calculated amount of dried-up powdered quartz heated to 100-110 ° C and vacuum vacuums at a residual pressure of 1.5 mm Hg. within 1 hour. To the prepared mixture, the calculated amount of waste impregnating compound PK-11, isomethyltetrahydrophthalic anhydride and triethanolamine are added with stirring. After 15 minutes of mixing the compound at a residual pressure of 10-15 mm Hg. The compound is poured into prepared metal molds heated to 80-100 ° C for making standard samples. The compound is cured in an air thermostat at a rate of 100 C / 8 h 120 C / 24 h. All types of tests are carried out 48 h after the end of curing. The properties of the proposed compound, as follows from examples 2 and 4, do not depend on the viscosity of the used impregnating compound PC-11, the optimum addition of which, determined during the experiments, is 18.5 wt.h. on 100 ma.ch. oligomer EPS-1. The higher heat resistance, mechanical and electrical strength of the proposed compound allows to obtain more reliable electrical insulation or somewhat reduce the thickness of the insulation while maintaining the reliability of the product at the same level. The use of waste of the impregnating compound PK-11 in the composition of the casting electrically insulating compound. moves its production and solves the problem of waste disposal of the PC-11 compound at the enterprises of electrical machine-building equipment. The proposed compound can be prepared and processed using existing equipment for epoxy compounds. Table 1

Отход пропиточного компаунда ПК-11 в зкостью 140 П. ()Waste of the PC-11 impregnating compound with a viscosity of 140 P. ()

60 П (25°С)60 P (25 ° C)

То же с в зкостью 112 П () и эпоксидным числом 4,8The same with a viscosity of 112 P () and an epoxy number of 4.8

2525

18,518.5

Claims

ELECTRIC INSULATING FILLING COMPOUND containing the reaction product of an epoxy diane resin and polyethylene glycolsebacinate with an acid number of 4.0-5.5 mg KOH and an epoxy number of 9-10, hardener isomethytetrahydrophthalic anhydride, an accelerator - triethanolamine and a filler, which is dusty , in order to increase heat resistance, mechanical and electrical strength while maintaining high relaxation properties, it additionally contains the product of the interaction of epoxy Dianovoy resin with isometyptetrahydra ophthalic anhydride with a viscosity of 60 140 P at 25 ^and C and an epoxy number of 4.5-5.0 in the following ratio of components, parts by weight:

The reaction product of epoxy diane resin and polyethylene glycol sebacinate with an acid number of 4.0-5.5 mg KOH and an epoxy number of 9-10 Isomethyltetrahydrophthalic anhydride Triethanolamine Dust quartz The product of the interaction of epoxy diane resin with isomethyltetrahydrophthalic anhydride with a viscosity of 60-140 P at 25 ° C number 4,5-5,0