Препрег

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК я)5 С ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(гОспАтент сссР) ИСАНИ ЗОБРЕТЕН ТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)ПРЕПР ретение относится к области элек настроения. в частности к произполупроводящих предварительно нных материалов (пренрегов) д ия полупроводящих покрытий обмотки электрических машин и ения полупроводящих стеклоплаИзобтромашиводствупропитананесенстержниизготовлстиков. ля на тения является улучшети и повышение теплоние сто изп ластика. прессованного ль достигается тем, что стеклоткани и связующепоксидную смолу, отверлитопон. связующее стве эпоксидной смолы диановой смолы и эпок- основе полифенола, взяии 1;1,85-4, в качестве Целью изобретехнологичнойкости стеклопрепрега,Указанная цепрепрег на основего, включающий эдитель, сажу исодержит в качесмесь эпоксиднойсидной смолы натых в соотношен изводственное элекьное обьединение . КироваПетров В. В. Федоийьство СССР24, 1970.ьство СССР24, 1977.ьство СССР(57) Использование: для нанесения полу- проводящих покрытий на стержни обмотки электрических машин и изготовления полу- проводящих стеклопластиков, Сущность изобретения: препрег содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: эпоксидная диановая смола 5,85-7,65, эпоксидная смола на основе полифенола 14.15 - 23,40, 50%-ный р-р комплекса ВГ с л 1 оноэтаноламином в диэтиленгликоле 0,75 - 1,25, термопластичный полимер из группы; поливинилацетали, полистирол, сополимеры стирола с акрилонитрилом и акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком 0.35-0,70, сажа (углерод, технический) 8,20- 12,50, литопон 11,7-17,8, стеклоткань остальное. 2 табл. отвердителя - комплекс трехфтористого бора с моноэтаноламином в виде 50%-ного раствора в диэтиленгликоле и дополни- д тельно содержит термопластичный по- СО лимер, выбранный из группы, содержащей поливинилацеталь, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом и сополимер стирола с акрилонитрилом и бутадиеновым ка-ф учуком, при следующем соотношении (Л компонентов, мас,%: )Эпоксидная диановаясмола 5,85 - 7,65 ,3 Эпоксидная смола наоснове полифенола 14,15-23,4Комплекс трехфтористого бора с моноэтанолал 1 ином в виде 50%раствора в диэтиленгликоле 0,75-1,25Сажа 8,2 - 12,5Литопон 11,7-17,8Термопластичныйполимер, выбранныйиэ группы, содержащейполивинилацеталь, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом и со-.полимер стирола с акрилонитрилом и бутадиеновымкаучуком 0,35 - 0,7Новизна заключается в новой совокуп- "0ности известных признаков, среди которыхновым, ранее не описанным, является введение термопластичного полимера для устранения слипания препрега в рулонах(роликах) и повышение адгезии к меди стержня,Применение смеси эпоксидной диановой смолы и смолы на основе полифенола всоотношении 1;1,85 - 4 обеспечивает высокую теплостойкость стеклопластика из препрега и необходимую технологическуюэластичность, позволяющую в течение всегосрока хранения накладывать на стерженьленту из препрега без подогрева, При этом,при эксплуатационной температуре сохраняется значительная доля межслойнойпрочности, а.следовательно, монолитностьпрессованного из препрега материала,Использование в качестве отвердителя50 А-ного раствора комплекса трехфтористого бора (ВЕз) с моноэтаноламином в диэтиленгликоле позволяет изготовить препрегс большой жизнеспособностью и сохранением эластичности в течение всего срокахранения, апрессованный материал из такого препрега имеет высокую теплостойкость, обеспечивающую сохранениезначительной части свойств при повышенных температурах, В СССР имеетсянедорогое и недифицитное сырье для про,изводства этого отвердителя, а технологияего производства очень проста и не требуетспециального оборудования,Выбранное соотношение компонентовпрепрега обеспечивает увеличение его кизнеспособности, хорошую технологичность втечение всего срока хранения, повышениетеплостойкости прессованного из препрегаматериала и сохранение хороших свойствпри повышенной температуре, в том числе 50высокой межслойной прочности,Таким образом, дополнительное введение термопластичного полимера из вышеуказанной группы, использование вкачестве эпоксидной смолы смеси эпоксидной диановой и эпоксидной смол на основеполифенола в указанных соотношениях, а вкачестве отвердителя 50 -ного раствора вдиэтиленгликоле комплекса ВРз с моноэтаноламином в предлокенных соотношениях компонентов обеспечивает появление новых свойств.Несовпадение свойств известного и заявленного препрега дает основание признать существенность отличий и ведет к появлению сверхсуммарного положительного эффекта, выражающегося в повышении его жизнеспособности, улучшении технологичности и повышении монолитности при повышенной температуре, т,е, в возможности рационального ведения технологического процесса изготовления обмотки крупных электрических машин или полупроводящих стеклопластиковых деталей для них,Сущность изобретения иллюстрируется графиками, на которых приводятся:на фиг, 1 - зависимость свойств препрега от содержания в нем термопластичного полимера, взятого из указанной в формуле группы; на фиг. 2 - зависимость свойств полупроводящего стеклопластика из препрега от соотношения диановой и эпоксидной смолы на основе полифенола;на фиг, 3 - деформационная теплостойкость полупроводящего стеклопластика из препрега в зависимости от количества взятого отвердителя,Состав препрегов, их свойства и свойства прессованного из препрега материала представлены в табл. 1, а рецептура эмалей для изготовления этих препретов - в табл. 2.Как видно из табл. 1, предлагаемый препрег обладает высокой технологичностью, он эластичен при комнатной температуре и сохраняет эластичность в течение длительного срока хранения, превышающего срок хранения препрега по прототипу,Предлагаемый препрег имеет более высокую скорость отвеждения, чем прототип, и практически полностью(до степени отверждения 95 - 98) отверждается за 4 ч при 160 С (прототип достигает этих параметров за 16 ч при 160 С), Опрессованный из препрега материал обладает высокой адгезией к меди и высокой деформационной тепло- стойкостью, обеспечивает сохранение значительной части межслойной прочности материала при повышенных температурах и его хорошую монолитность,Введение термопластичного полимера из вышеуказанной группы полимеров позволяет снизить липкость препрега Ол, и повысить адгезию прессованного из него материала к меди, причем наиболее эффективно (фиг. 1) при содержании полимера в препрег не менее 0,35 мас,о, при содержании полимера болае 0,7 мас, изменение оь, и (тпрактически прекращается. Поэтомуоптимальное содержание полимера в преп реге составляет 0,35 - 0,7 масПрименение в качестве эпоксидной смолы смеси эпоксидной диановой и эпоксидной смолы на основе полифенола позволяет значительно повысить деформационную теплостойкость прессованного материала, сохранив при этом эластичность препрега, В зависимости от содержания в Смеси смол диановой смолы изменяется адгезия к меди, гт, деформационная тепло- стойкость Т и степень отверждения Сп прессованного из препрега материала (фиг, 2), Адгезия наиболее интенсивно увеличивается до содержания диановой смолы 20 мас.%, затем при медленном росте достигает максимума при 50 -ном содержании, В то же время теплостойкость снижается до приемлемых значений при содержании диановой смолы до 35 мас,%, а при дальнейшем его увеличении начинается резкое увеличение скорости снижения теплостойкости. Поэтому оптимальное содержание в смеси смол диановой смолы составляет 20-35 мас.%. что соответствует соотношению диановой смолы и эпоксидной смолы на основе полифенола 1:1,85-4,Деформационная теплостойкость Т прессованного из предлагаемого препрега полупроводящего стеклопластика резко падает при количестве отвердителя УП - 605/4 Р, составляющем менее 2.5 и более 4,2 на 100 мас,ч, смеси зпоксидных смол (фиг, 3). Таким образом. оптимум содержания отвердителя в препреге соответствует количеству 0,75-1,25 мас. /,.Препрег изготавливали следующим образом,Из зпоксидных смол в смеси растворителей ацетон:этиловый спирт1:1 изготавливали раствор, куда добавляли в соответствии с рецептурой 50 о-ный раствор в диэтиленгликоле комплекса ВГз с моноэтаноламином и раствор в небольшой части растворителя термопластичного полимера, В полученный лак добавляли расчетное количество липотона и сажи и тщательно перетирали в дисковой краскотерке полученную эмаль. Готовой эмалью пропитывали стеклоткань на горизонтальной пропиточной машине при скорости пропитки 0,5 - 1 м/мин и температуре сушки 110-130 С. Готовый препрег наматывали в рулон и при необходимости нарезали на ролики требуемой ширины, Из полученных препрегов прессовали полупроводящий стеклопластик по режиму:Температура, С 160+5 Удепьное давление, МПа 3 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Время прессования. ч 5 П р и м е р 1, В смеситель загружают 29,5 кг этилового спирта и 26.5 кг ацетона.15,1 кг смолы ЭТФ разогревают до температуры 130"С, постепенно при включенной мешалке загружают ее в смеситель с растворителями и растворяют при перемешивании в течение 12 ч, 5,40 кг смолы ЭДразогревают до 60" С, вводят в смеситель с раствором смолы ЭТФ и растворяют при перемешивании в течение 4 ч. В отдельную емкость загружают 0,35 кг сополимера САН, заливают 3 кг ацетона и выдерживают при периодическом перемешивании до полного растворения Затем вливают в зту емкость 0,75 кг отвердителя УП/4 Р, тщательно перемешивают до однородности и полученный раствор при перемешивании вливают в смеситель с растворенными смолами, Полученный лак сливают, добавляют в него 8.2 кг сажи ПМи 11.2 кг липотона, все тщательно перетираюг в дисковой краскотерке. Получают эмаль черного цвета с вязкостью по ВЗпри 20"С 19 с и содержанием сухого остатка около 40%. Этой эмалью на горизонтальной пропиточной машине пропитывают стеклоткань марки ЭЗ. Сушку препрега в камере машины проводят при температуре 120+10"С в течение 8 мин. Получают препрег с содержанием связующего 52,09% и стеклоткани 47.91 Я который наматывают в рулон при приемной оправке, При необходимости наложения полупроводящего покрытия на стержень обмотки, рулон нарезают на ролики шириной 25 мм.Для испытания полупроводящего стеклопластика его прессуют из препрега при температуре 160"С, давлении 3 МПа и выдержке в прессе при этой температуре в течение 5 ч.П р и м е р ы 2 - 8, По технологии, описанной в примере 1, готовят эмали в соответствии с их рецептурой, приведенной в табл. 2, Получают эмали черного цвета с вязкостью по ВЗ17-21 с и содержанием сухого остатка 30 - 53%. Пропитывая этими эмалями по описанной в примере 1 технологии стеклоткань ЭЗ - 62, получают препреги, различающиеся содержанием компонентов. Из этих препрегов по вышеописанной технологии и режиму прессуют полупроводящий стеклопластик для испытаний.Препреги по примерам 1-6 обладают высокой технологичностью, эластичны при комнатной температуре и сохраняют эластичность в течение длительного срока хранения,.Стеклопластик из препрегов имеет высокую деформационную теплостойкость, что обеспечивает сохранение значительной части межслойной прочности при повышен 1807059ных температурах и хорошую монолитность.Препрег по примеру 7 (при содержании компонентов ниже минимальных значений, укаэанных в формуле), имеет повышенную прочность слипания, слипается в рулоне (роликах) и после нескольких суток хранения размотать его очень сложно.Препрег по примеру 8 (при содержании компонентов выше максимальных значений, указанных в формуле), имеет укороченный срок хранения и после шестимесячного хранения становится совершенно нетехнологичен, т.к. ломается на сгибах при наложении на стержень. Кроме того, большое содержание Связующего в препреге приводит к получению стеклопластика с малым содержанием стеклоткани и невысокой абсолютной механической прочнрстью,Использование препрега на связующем повышенной теплостойкости в качестве внутренней полупроводящей оболочки на токоведущей части стержня обеспечивает улучшение адгезии изоляции к стержню и повышение устойчивости изоляции к внешним механическим воздействиям.Увеличение срока хранения материала при комнатной температуре, обусловленное применением отвердителя латентного типа гарантирует сохранение стабильных технологических свойств препрега и возможность его наложения без разогрева в течение б - 7 мес,Экономический. эффект от использования препрега может быть достигнут за счет уменьшения отбраковки препрега из-за повышения допустимого срока хранения, исключения предварительного нагрева перед нанесением, Кроме того, исключается брак изолированных стержней, связанный с частичным отслоением изоляции от токоведущей части в процессе изготовления, Формула изобретения 14,15-23,4 Препрег на основе стеклоткани и связующего, включающего эпоксидную смолу, от вердитель, сажу и литопон, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью улучшения технологичности и повышения теплостойкости стеклопластика на его основе, связующее содержит в качестве эпоксидной смолы 10 смесь эпоксидной диановой смолы и эпоксидной смолы на основе полифенола, взятых в соотношении 1:1,85-4, в качестве отвердителя - комплекс трехфтористого бора с моноэтаноламином в виде 50-ного 15 раствора в диэтиленгликоле и дополнительно содержит термопластичный полимер, выбранный из группы, содержащей поливинилацеталь, полистирол, сополимер стирола с акрилонитрилом и сополимер сти рола с акрилонитрилом и бутадиеновым каучуком при следующем соотношении компонентов, мас:Эпоксидная дидноваясмола 5,85-7,65 25 Эпоксидная смола наоснове полифенолаКомплекса трехфтористого бора с моноэтаноламином в виде 50 -но 30 го раствора в диэтиленгли коле 0,75-1,25 Сажа 8,2-12,5 Литопон 11,7-17,8 Термопластичный поли 35 мер, выбранный из группы, содержащей поливинилацеталь, полистирол,сополимер стирола с акрилонитрилом и сополимер40 стирола с акрилонитриломи бутадиеновым каучуком 0,35-0,7 Стеклоткань ОстальноеесХ Л 44 саас 9 1ХХ 3 О сХ О СээсоаоЕОХСХ м сЧ лю сЧ л1 1 1 1 Л 1 11х т-эх 1 1 ООС.1 Сте ахо цх эс;11 2 Э 1 1 СО Ее О С с.феЭ П Щ а с-ай фПс ах ос и эьл лме1 1 сх.-ле х х мщ с3,ХОщ;ссьО 9 Это аСЧ 1 Л СО СОСЧ Ю Ос еЮ 1111111111сХЭ1х1 Х1- асэе ес хс со оЕ с1 а1 93 11 1 1 Х 1 ф щ ее сссах о 181 ОЪ л Ю11 1 ХХ- Сс оо щсасо е оа х аа 3-хх 1 сее хо СС л Ю1Щ1 О 11Ю с 4 со оЮ Ю сЧ ц сЧ м Ю СГьО3 1л ОЪ СО еь О 1е 19 ое йС Ес 3 - О Е е а х 44 1 О а х аммосС "О Х 1 СсЧЛ Л СЧ ЦЪ 0 м со л, л ь со а1807059 Таблица 2 ММп име ов Содержание компонентов в эмали,мас.6,011,0 4,5 17,8 4,85 15,2 Смола ЭД Смола ЭТФСмола УП - 643ОтвердительУП/4 РПолистиролСополимер стирола с акрилонитрилом САНПоливинилформаль этилоль винифлекс)Сажа (углерод технический МП)ЛитопонСпирт этиловыйА етон 5,4 15,1 5,95 17,7 6,319,7 4,3 1 0,5 5,010,5 0,8 . 0,60,25 0,75 0,90,55 0,95 0,45 0,65 1,15 0,25 0,35 0,45 0.7 0,15 0,45 6,610,532,532,5 6,910, 25 32,5 32,5 8,3 9;0 29,5 29,5 9,6 10,3 29,5 29,5 8,211,2 29,5 29,5 9,3 13,6 26,0 26,0 6,0 8,6 35 35 10,55 14,623,523,5 Составитель В.Чистякова Редактор Т,Никольская Техред М,Моргентал Корректор С.ПатрушеваПроиаеодстаеино-иадатепьский комбинат "Патент". г. Ужгород, Уа.Гагарина, 101 Заказ 1360 Тираж Подписное ЧНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5