Способ изолирования и герметизации электротехнических изделий

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 589 1 В 19 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Изобретенилирования и герских деталейиспользовано длпо толщине элекческих пленок нции (например,узлов, деталях м ам изо- ехничет быть руемых ермети- фигураточных ля производства электронно- иизделий, способных рабовышенной влажности. нических овиях пое относится к способ метизации электрот и узлов и може я".получения регули троизоляционных г а деталях любой кон магнитопроводах, моикромашин и т.д.) д в ия и герме лий путем оизоляци иидр, ме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского и Производственное объединение "Ижевский радиозавод" (72) Т,А.Жаринова, А.А,Малышев, В.Ю.Тре- . тинник, С.И.Агафонов, В.В.Скрябин, М.Г.Футорник и А,Ф.Верескунов(56) Николаев А.Ф,Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. М.: Химия, 1956, с, 309.Полиэтиленовая пленка для изоляции обмотоктрансформаторов. - Сборник рефератов НИОКР, обзоров, переводов и депонированных рукописей, сер, ЭЛ "Энергетика - электроника", 1986, Гч. 5, с. 32.Туркина Р.АДубченкова Л.А, Покрытие катушек низковольтных трансформаторов и пазов пакетов якорей малогабаритных электромашин порошковыми компаундами. Инф, листок о научно-техническом достижении В 84-1227, ВНИИМИ, 1984.Павлова Л.М. и др. Герметизация трансформаторов пленкой ПКС. Межотраслевой реферативный сборник Передовой производственно-технический опыт, 1987, вып. 10, с. 29.(57) Использование: получение регулируемых по толщине герметичных электроизоляционных пленок на деталях любой конфигурации, например на магнитопроводах, моточных узлах, деталях микромашин и т.д. Сущность изобретения: формирование пленки из смеси эпоксидно-диановой смолы и полиамида на основе сополимера аминодекановой, ам инока рбоно вой и диаминокарбоновой кислот с молярным соотношением амидных и метиленовых групп 9,0 О при соотношении кислот соответственно (0,5 - 0,8):1,0 с дополнительным содержанием пигмента в количестке 2;0 - 6,0 мас.%, которая суспендирована в смеси 1,1,2-трифтортрихлорэтана и гексана, взятых в соотношении 1,0:(0,8-1,0). Наносят суспензию при напряженности электрического поля 2,0-5,0 КВ/см, сушат и оплавляют покрытие, Достигаются экономия материалов и улучшение качества изделий.1 з,п. ф-лы, 1 табл. Известен способ изолирован изации электротехнических изд многократного нанесения элект нных лаков, компаундов, эмале5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тодом окунания, полива с последующей суш кой,Однако этот метод не позволяет регулировать толщину пленок, является многооперационным и длительным, Недостатком этого способа является также то, что под слоем изоляции остается воздух, влага, что приводит к образованию трещин и разрывов изолирующей пленки.Известен способ изоляции полиэтиленовой пленкой, пленками, полученными из порошковых компаундов с размером зерна 80 - 100 мкм вибровихревым и электростатическим методами,Однако эти способы характеризуются длительным процессом отверждения и не позволяют получать тонкую изоляцию (менее 400 мкм), обладающую достаточно высокой электрической прочностью, обеспечивающей нормальное функционирование указанных изделий, а также изолировать детали сложной конфигурации,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изолирования и герметизации, включающий формирование пленки на основе термопластичной полимерной композиции эпоксиполиамидметилполиамид, термообработка которой осуществляется при температуре 150 С в течение 4 ч,Полученная таким образом изоляция механически прочная, но недостаточно ка-. чественная, а сам процесс трудоемкий; низок коэффициент заполнения тороидального магнитопровода медью; под слоем изоляции остаются воздух и влага, снижающие электрические свойства изделий, либо в процессе работы иэделия образуются вэдутия и разрывы изоляции,Применение клеевой пленки не позволяетпроизводить изоляцию иэделий сложнойконфигурации, толщина изолирующейпленки 40 мкм. Цель изобретения - повышение качества изделий и ускорение технологического процесса,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изолирования и герметизации электротехнических деталей и узлов, включающему формирование электроизоляционной пленки с последующей термообработкой, пленку формируют из суспензии смеси порошковых компаундов термопластичных и термореактивных смол при массовом соотношении 1:(0,5-0,8) с размером частиц 10 - 20 мкм в диэлектрическом растворителе при воздействии электрического поля с последующей термообработкой в течение времени, обеспечивающего образование сплошной пленки, При этом используют следующие термопластичные и термореактивные полимеры. полиамиды, полиолефины, эпоксидные смолы и пигменты.В качестве диэлектрического растворителя используют смесь гексана и фреона в соотношении (1 - 0,8):1 и процесс ведут при напряженности электрического поля 2 - 5 кВ/см,Примеры реализации предлагаемого способа и основные свойства пленок представлены в таблице.Отличительная особенность предлагаемого способа заключается в том, что пленка, сформированная в суспензии смеси порошковых компаундов термопластичных и термореактивных полимеров при массовом соотношении 1:(0,5 - 0,8) в диэлектрическом растворителе при воздействии электрического поля, обладает высокой электроизоляционной и герметизирующей способностью; Пленки, полученные из суспензии только на основе термопластичных (например, полиамиды - пример 21 в таблице) или термореактивных (эпоксидные - пример 22,23) полимеров, а также из суспензий их смесей при другом массовом соотношении (1:0,4:1:0,9) не позволяют достигнуть необходимого качества электронно- и радиотехнических изделий.Предлагаемый размер частиц суспенэии 10 - 20 мкм и состав диэлектрической дисперсионной среды (фреон и гексан в соотношении 1;(0,8-1) обеспечивают высокую адгезию полимерной пленки, исключают попадание воздуха и влаги, приводящие к трещинам и разрывам изолирующей пленки, вследствие чего достигается высокая электроизаляция и герметизация электронно- и радиотехнических изделий.установлено, что применение в качестве диэлектрического растворителя смеси фреона и гексана в соотношении 1;(0,8-1) и проведение процесса формирования пленки при напряженности электрического поля 2-5 кВ/см позволяет достигнуть высокой рассеивающей способности полимерной суспензии и получать равномерную по толщине изоляционную пленку на поверхности сложной конфигурации за один прием. Этим достигается значительное ускорение технологического процесса и воэможность его полной автоматизации.Способ изолирования и герметизации электротехнических деталей и узлов осуществляется следующим образом.10,00/О-ную суспензию смеси порошковых компаундов термопластичных и термореактивных полимеров при массовом соотношении 1:(О;5 - 0,8) в диэлектрическомрастворителе помещают в емкость цилиндрической формы с металлическими (никелевыми, алюминиевыми и стальными) сетчатыми высокопотенциальными электродами. Содержимое емкости перемешивается при помощи магнитной мешалки. Деталь, на которую наносят полимерную суспензию, заземлена, Зазор между деталью и сетчатым электродом составляет в среднем 1 см. На сетчатый электрод подается потенциал+ 2-5 кВ, Время воздействия электрического поля составляет 15-20 с. Полученное порошкообразное покрытие из смеси полимеров сушат сначала на воздухе в течение 2 - 5 мин, а затем подвергают термообработке в сушильном шкафу при температуре (установлена экспериментально) плавления смеси полимеров в течение времени, обеспечивающего образование сплошной пленки (от 30 до 32 мкм). Оценка образования сплошной пленки производилась визуально,Характеристика реагентов, применяемых в предлагаемом способе.Компоненты дисперсионной среды, ФреонС 2 Сза - бесцзветная жидкость с плотностью 1,58 кг/дм, температурой кипения 47,7 С и плавления -36 С, диэлектрической проницаемостью 2,47.Гексан С 6 Н 14 - бесцветная жидкость плотностью 0,65 кг/дмтемпературой кизпения 67 ОС, плавления - 96 С и диэлектри- ческой проницаемостью 1,89.Компоненты порошковой смеси.Эпоксидная смола Э- светло-желтый порошок химического строенияН 2 С-С 2 Н(ОРЬ С(СН)-РЬОСН 1 СНО ОН -СНД-ОР(1-С(СН,),Р(О-С,Н,-СН,Ос молекулярным весом 1600, насыпной плотностью 0,55 - 0,65 кг/дм, температурой плавления 90 С, содержанием эпоксидных групп 7,0 мас.%, текучестью при 150 С до 3 баллов,Тройной сополимер аминододекановой, аминокапроновой и диаминокапроновой кислот Па - 12/б/66 - порошок белый строенияННН-(СН 2)1- С-ЫН - (СН 215-С-НН(СН 2)6 НН (СН 1 б С(ОН с молекулярным весом 50 000, дисперсностью 10-15 мкм, температурой плавления. 5 125 С, молярным соотношением амидных иметиленовых групп 9 мол.,(диэлектрической проницаемостью 4 - 5.Свинцово-молибдатный крон - порошок красного цвета, плотность 5,6 кг/дм,10 насыпная плотность 0,5 кг/дм, коэффициент преломления 2,2.Пигмент глубоко-черный - порошок черного цвета, плотность 2,4 кг/дмз, насыпнаяплотность 0,35 кг/дм .15 П р и м е р 1. 10 г смеси порошковтермопластичного полиамида Па - 12/б/66(т.н,) и термореактивного - эпоксидной смолы Эс размером частиц 10 мкм в соотношении 1:0,5 и 95 г смеси фреона - 113 и20 гексана в массовом соотношении 1:0,5 помещают в емкость цилиндрической формы сникелевым сетчатым высокопотенциальным электродом (в таблице пример 2). Содержимое емкости перемешивают при25 помощи магнитной мешалки в течение 3мин. Деталь, на которую наносят полимерную суспензию, заземлена, Зазор между деталью и сетчатым электродом составляет всреднем 1 см. На сетчатый электрод подают30 потенциал - 2 кВ, Время воздействия электрического поля составляло 15 с, Порошкообразное покрытие из смеси Па/б/66 иЭ - 44 сушили на воздухе в течение 2 мин.Термообработку полученного порошка про 35 водили при следующих условиях: Т=130 С,время 25 мин, Цвет получаемого покрытия -прозрачно-желтоватый, влагОустойчивость40 сут, электрическая прочность 3;4 МВ/м,стойкость к термоциклированию 60 - 130 С.40 Толщина электроизоляционной пленки 28мкм,П р и м е р 2. 10 г смеси порошковПа - 12/6/66 и Э - 44 с размером частиц 20мкм, пигмент глубоко-черный (в массовом45 соотношении 1;0,5:0,05) и 90 г фреонасгексаном (в массовом соотношении 1;0,8)помещают в емкость цилиндрической формы с никелевым сетчатым высокопотенциальным электродом.(пример 20 в таблице).50 Содержимое емкости перемешивают припомощи магнитной мешалки в течение 5мин, Деталь, на которую наносят полимерную суспензию, заземлена, Зазор между деталью и сетчатым электродом составляет в55 среднем 1 см. На сетчатый электрод подаютпотенциал 2 кБ. Время воздействия электрического поля 20 с, Порошкообразное покрытие из смеси Па/6/66, Эипигмента глубоко-черного сушили на воздухе 3 мин. Термообработку полученного по1723589 ГСоотношеи/иние поли; мероэ вснеси ЬУсловия форми-, Условия терморования порош- обработки кового осадка Состав суспензии Характеристика свойств пленок Электри- Стой 1ческая кость к1проч- термоцикность, , лированию МВ/м Компоненты Соотношениекомле"нентовв растворителе Разнерчастицмкм Количество компонентатвердойфазы,вес.2 Влагоус" тойчивость,сутки Толщинапленки,мкм Темпера Время НапряженностькВ/см Времясек тура оплавления,С оплавления,мин Известный способ ПКСзпоксиполи" внид метилпопиаиид фреон: 5 2гексан1.1 1 О Полимерная 10смесь 2 110,5 То же 1:0,4 4 1:0,8 5 1:0,9 6 1:0,6 71:0,58 . 1 10,5 9 110,5 То же 15 2 10 10 1 О 15 2 2 15 2+128 1 О 1 О 20 5 2130 , 26 10 20 2 10 1 О арион 20 2гексан1:1 Полимерная 10 О смесь То же 10 2 1 О 1 О О 1:0,511 1:0,51 г 1:0,5 13 . 1105 То же 1 О 10 15 2 15 2 10 25 10 4 1:0,5 15 1:0,516 1:05 10 15 1,015 6,0 1 О 10 10 26 Э 9 3,2 -60+130 110,8 15 2,0 и 129 10 15 2,0 130 1:0,9 1:О,7 1: 10 17 110,5 8 1:0,5 19 1:05 1 О 10 10 Не получается сплошная пленка Не получается сплошнзл пленка 10 рошка проводили при следующих условиях: температура 130 С, время 25 мин. Цвет получаемой пленки черный, непрозрачный; влагоустойчивость 39 сут; электрическая прочность 2,6 МВ/м; стойкость к термоцик лированию 60 - 135 С. Толщина полимерной пленки 32 мкм,Формула изобретения 101. Способ изолирования и герметизации электротехнических изделиИ, при котором состав на основе эпоксиполиамида наносят окунанием на поверхность изделий,сушатиоплавляют,отличающий с я тем, что, с целью улучшения качества изделий путем повышения электрической прочности и влагостойкости покрытия, а также повышения производительности процесса и снижения расхода материалов за 20 счет снижения толщины покрытия, используют состав, содержащий в качестве эпоксидной составляющей эпоксидиановую смолу с содержанием эпоксидных групп 7,0 мас. о, в качестве полиамидной составляющей - полиамид на основе сополимера аминодекановой, аминокапроновой и диаминокапроновой кислот с малярным соотношением амидных и метиленовых групп 9,0 о/о при соотношении этих составляющих соответственно (0,5 - 0,8) к 1,0 мас., суспендируют указанный состав в смеси 1,1,2-трифтортрихлорэтана и гексана, взятых в мас. соотношении 1,0 к (1,0 - .0,8), при этом нанесение покрытия ведут при напряженности электрического поля (2,0 - 5,0) МВ/м в течение времени, необходимого для получения требуемой толщины, и оплавляют его при температуре плавленияэпоксиполиамида.2. Способ поп.1, отл и ч а ю щи йс я тем, что состав дополнительно содержит пигменты - свинцово-молибдатный крон с насыпной плотностью 500 кгlмз или глубоко-черный с насыпной плотностью 350 кг/м в количестве 2,0-6,0) мас.о/о от массы эпоксиполиамида. 150 240 25 2 -60 - 40+1 ЭО Тонкий слой порошка с плохой адгезией в подложке Толстый слой порошка с плохой адгезией 27 40 3,4 60-30 291723589 10 Продолжение таблицы Условия термообработкиТ Характеристика свойств японок Условия формирования поровкового осадка Состав суспензии гп/п Эпектри-, СтойТелкинапланки,мкм Соотно"венке Ряэмерчасти Компоненты Время кость ктермоцикяироеанио оппав мин-534 23 О; и 10 1: Составитель А.МалышевРедактор М.Циткина Техред М.Моргентал Корректор. М.Максимишинец Заказ 1066 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Соотнощегп ние поди- меров всмеси ПолимернаяснесьПигментглубокочерныйПа/6/66 Количество компонента,твердойфааы,вес.2 компонентов в раствори" теле Время, Напрясек манность, кВ/см Темпера-тур оплавления,С Впагоустойчнвость,сутки ческаяпрочность,ИВ/м 1,8 -60 "