Электроизоляционный состав

(51)5 Н 01 В 3/О ОБР ЕНИ АВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ ихп лов роблем дения Рычкин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(71) Отделение новых физическИнститута проблем материеАН.УССР(56) ОСТ 4.ГО,029.026,Авторское свидетельство СССРЬ 1148854, кл. С 08 63/00, 1985,Авторское свидетельство СССРЬ 417454, кл. С 08 49/00, 1974.Авторс(ое свидетельство СССРМ 528616, кл, Н 01 В 3/02, 1976,Авторское свидетельство СССРМ 686087, кл. Н 01 В 3/02, 1979. Изобретение относится к электроизоляционным материалам, в частности к теплопроводным электроизоляционным герметизирующим компаундам, и может быть использовано в радиотехнической, приборостроительной и электротехнической промышленности для заливки тепловыделяющих элементов, например, дросселей, резисторов, модулей, блоков питания,.трансформаторов,Известны электроизоляционные составы, состоящие из связующего (эпоксидной смолы), отвердителя и минерального наполнителя с достаточно высокой теплопроводностью (1,2-2,0 Вт/м К). Недостатком укаэанных составов являются их невысокие диэлектрические характеристики, обусловленные применением в качестве наполнителя кварца пылевидного.(54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ СОСТАВ (57) Использование: в радиотехнической, приборостроительной и электротехнической промышленности. С целью улучшения диэлектрических характеристик при сохранении требуемой теплопроводности, электроизоляционный состав содержитсвязующее при следующем соотношении компонентов, мас.: эпоксидная смола 12- 35; окись алюминия 11-14; нитрид алюминия 40-70 и отвердитель - остальное. Эпоксидную смолу используют с добавками эпоксидного модификатора в соотношении 5.1, Порошок нитрида алюминия применяют с диаметром частиц 40-63 мкм. 2 табл. Ф Известны электроизоляционные составы, включающие связующее на основе эпоксидной смолы, отвердитель и смеси минеральных наполнителей (нитрид бора и кремний кристаллический; окись алюминия и нитрид бора), имеющие высокую теплопроводность(2,0-4,2 Вт/м К). Однако электроизоляционные их свойства также недостаточны ввиду несовершенства структуры отвержденных компаундов, проявляющегося в процессе полимериэации. Низки также технологические свойства вышеназванных составов ввиду их склонности к быстрому загустеванию, ухудшающей соответственно заливочные свойства компаундов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является электроизоляционный состав, выбранный в. качестве прототипа, содеркащий связующее на основе эпоксидной смолы, отвердитель и наполнитель из окиси алюминия инитрида бора. Недостатком известного состава являются невысокие диэлектрическиехарактеристики (удельное объемное электрическое сопротивление и электрическаяпрочность) ввиду несовершенства структуры отвержденного компаунда, вызванноговлиянием на материал в процессе полимеризации минеральных наполнителей, в частности нитрида бора.Целью изобретения является улучшение диэлектрических характеристик при сохранении требуемой теплопроводности.Поставленная цель достигается тем, чтоэлектроизоляционный состав, содержащийсвязующее на основе эпоксидной смолы, отвердитель и наполнитель, включающий окисьалюминия и нитрид элемента и группы, согласно изобретению в качестве нитрида содерйсит нитрид -алюминия, и компоненты,взятые в следующем соотношении, мас.%:Связующее на основеэпоксидной смолы 12 - 35Окись алюминия, 11-14Нитрид алюминия 40-70Отвердитель Остальное. Использованиа йредлагаемогоълектроизоляционного состава эа счет повышениядиэлектрических свойств при сохранениитребуемой.теплопроводности позволяетзначительно повысить надежность электро.:. изоляции тепловыделяющего элемента приобеспечении эффективности теплоотвода.Кроме того, использование в качестве наполнителя более дешевого, по сравнению снитридом бора, нитрида алюминия приводит к снижению себестоимости предлагаемого электроизоляционного состава.Сущность изобретения заключается вследующем.Применяемый в качестве наполнителя,по прототипу, порошок нитрида бора состоит из частиц пластинчатой формы со слоистой структурой и резой анизотропиейкристаллической решетки с малым сопротивлением срезу в направлении базовыхплоскостей. В результате в процессе полимеризации компаунда, содержащего в качестве наполнителя нитрид бора, вматериале возникают механические напряжения, приводящие к образованию в егоструктуре мйкротрещин и пор; что делаеткомпаунд гигроскопичным,Гигроскопичный компаунд адсорбирует влагу, в результате чего происходит снижение его электрической прочносги.Кроме того, механические напряжения в отвержденном компаунде вызывают отслоения последнего от тепловыделяющего элемента, что ухудшает его герметизацию иснижает эффективность теплоотвода. Введение в электроизоляционный состав в ка 5 честве наполнителя нитрида алюминия,частицы которого изотропны, исключает появление при полимеризации механическихнапрякений, приводящих к образованию" микротрещин, снижающих диэлектриче 10 ские характеристики состава и теплоотвод.Предложенный электроизоляционный состав отличается от прототипа введением внаполнитель нитрида алюминия и соотношением компонентов.15 Изобретение осуществляется следующим образом. Порошок нитрида алюминияс диаметром частиц 40-63 мкм и порошококиси алюминия перед использованиемпросушивают. Затем отвешивают навески20 компонентов смеси наполнителя в заданном соотношении. В качестве связующегоиспользуют эпоксидную смолу с добавкойэпоксидного модификатора. Отвердителемслужит полиэтиленполиамин.25 Электроизоляционный состав готовятпутем смешения порошков наполнителя сосвязующим в заданном соотношении при40-45 ОС, Затем в смесь добавляютотвердитель и перемешивают, Полученный компа 30 унд заливают в формы при 40-45 С иотверждают. Составы электроизоляционные эаливочных компаундов (известного ипредлагаемого) приведены в табл.1. Основные характеристики компаундов в сравнении35 с известным электроизоляционным составом(по прототипу) представлены в табл,2,Из табл.2 видно, что оптимальнымисвойствами обладают электроизоляционные составы, содержащие от 11 до 14 мас.%40 окиси алюминия и от 40 до 70 мас.% нитрида алюминия, при общем содержании смесиминеральных наполнителей от 51 до 84мас.%, связующего от 12 до 35 мас.% иотвердителя от 4 до 14 мас.%,45 Формула изобретенияЭлектроиэоляционный состав, содержащий связующее на основе эпоксиднойсмолы, отвердитель и наполнитель, включающий окись алюминия и нитрид элементаИ50 группы, отл и ч а ю щи й с ятем, что, с цельюулучшения диэлектрических характеристикпри сохранении требуемой теплопроводности, в качестве нитрида он содержит нитридалюминия, и компоненты, взяты в следую 55 щем соотношении, мас.%:Связующее на основеэпоксидной смолы 12 - 35Окись алюминия 11-14Нитрид алюминия . 40-70Отвердитель Остальное1781704 Таблица 1 Составы злектроизоляционного компаунда Таблиц новные характеристики электроизоляционных компаундов Составитель Л,АрхароваТехред М.Моргентал Н.Бучок едакто р Заказ 4276 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10