ПОЛИУРЕТАНОВЫЙ КОМПАУНД ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ
POLYURETHANE COMPOUND OF COLD HARDENING

Изобретение относится к области электротехники, применяется для герметизации  электротехнических изделий и радиоэлектронной аппаратуры и служит для их защиты от негативного влияния атмосферы воздуха и/или негативного влияния различных факторов при использовании электрооборудования под землей.
Известен эпоксидный компаунд (авторское свидетельство №783859, дата публикации 30.11.1980 г.), который предполагает прямое отверждение олигоэфиракрилата, наполненного кварцевым наполнителем. В настоящее время такой компаунд не представляет практической ценности.
Известен эпоксидный компаунд (авторское свидетельство №801108, дата публикации 30.01.1981 г.), который предполагает отверждение эпоксидной диановой смолы, наполненной кварцевым наполнителем, отвердителем ангидридного типа. В качестве пластификатора применяется титанкремнийорганический олигомер.
Несмотря на высокую термостойкость, данное изобретение ряд серьезных недостатков, таких как необходимость поддержания высоких температур как в момент синтеза компаунда, так и в момент его применения (литья) 90-100ºС, а также  высокую вязкость, короткий срок жизни 60 мин.
Известен эпоксиуретановый компаунд (патент РФ №2559442, дата публикации 10.08.2015 г), который предполагает применение Компонента «А»: бисфенола А и/или его эфиров, а именно диглицидилового эфира бисфенола А (ДГЭБФА), моноглицидилового эфира бисфенола А (МГЭБФА), продукта присоединения одного моля бисфенола А к одному молю диглицидилового эфира бисфенола А (ППМДГЭБФА) в совокупности с триглицеридами жирных карбоновых кислот, а именно рицинолевой, стеариновой, олеиновой, линолевой, леноленовой (растительные масла, преимущественно касторовое и подсолнечниковое)  и прочими вспомогательными агентами: технологические добавки (раствор ПАВ в бензине) и наполнитель (молотый кварц, молотый целолдит и пр). Отверждение производится мономерно-олигомерной смесью метиленди-парафенилендиизоцианата – полиизоцианатом (ПИЦ).
Это наиболее близкий по химическому составу и схожий по физиомеханическим и эксплуатационным свойствам компаунд. Однако, несмотря на высокие физикомеханические показатели (прочность при растяжении, относительное удлинение, УОДС и время жизни), данное изобретение имеет ряд существенных недостатков: необходимость длительной (до 2 ч) высокотемпературной (до 400ºС) обработки компонентов перед приготовлением «Компонента А», содержание в составе компаунда легковоспламеняющихся органических веществ (ЛВЖ).
Известен полиуретановый электроизоляционный компаунд (патент РФ №2537862, дата публикации 10.01.2015 г.), который  получается путем последовательного смешения компонентов: стирола (50%) и касторового масла (38%) с последующим их отверждением  перекисью бензоила и продуктом 102Т (2,4-толуилендиизоцианат). Однако такой компаунд и процесс его приготовления имеют ряд недостатков: необходимость предварительного подогрева заливаемых изделий и вакуумирования форм (при остаточном давлении 10-15 мм рт.ст.), также необходимость применения высокотоксичных веществ (стирол и ТДИ) и мощных окислителей (перекись бензоила).
Техническим результатом изобретения является создание полиуретанового атмосферостойкого компаунда холодного отверждения с  повышенной технологичностью по сравнению с известными аналогами за счет:
- исключения  необходимости подогрева сырья (как при производстве компонентов, так и непосредственно при смешении компонентов компаунда и заливке в форму), заливаемой формы и/или изделия;
- сохранение жизнеспособности компаунда 1-3 ч при условии набора эксплуатационной прочности не позднее 24 ч;
- снижение вязкости до уровня не более 1 Па*с;
- снижения горючести.
Технический результат достигается подбором уникального химического состава мономерного сырья. Заявляемый полиуретановый компаунд холодного отверждения представляет собой двухкомпонентную систему, состоящую из Компонента «А» – полиольная составляющая и Компонента «Б» – изоцианатная составляющая, при этом Компонент «А» состоит из, масс. ч:
триглицерида жирных карбоновых кислот (ТЖКК) с содержанием рицинолиевой не менее 80-90%  -  30,0-45,0;
простого полиэфира – 10,0-20,0;
наполнителя – 0,1-40,0;
антипиренов – 10,0-35,0;
осушителя -  2,0-10,0;
деаэратора – 0,1-1,0,
а Компонент «Б» представляет собой полимеризованный метилендифенилдиизоцианат (ПИЦ).
В качестве простого эфира используется простой эфир с мольной массой 300-500 и содержанием гидроксильных групп в молекуле 2-3, например, полиэфир на основе полиоксиэтиленгликоля и /или полиоксипропиленгликоля.
В качестве наполнителя используется кварцевый песок, микрокальцит, мел.
В качестве антипиренов используется ТЭФ, ТХЭФ, ТХПФ, меламин, гидрооксид алюминия 3, диоксид титана.
В качестве осушителя используются молекулярные сита, синтетический алюмосиликат.
В качестве деаэратора используется Defoamer, BYK 066,BYK 088.
В итоге полученный полиуретановый электроизоляционный компаунд  не требует физических и/или химических методов подготовки сырья и  может быть получен прямым смешением компонентов при комнатной температуре (20±5ºС) с последующим отверждением при указанной температуре. Необходимая чистота полиуретанового компаунда достигается введением вспомогательных агентов. При этом компаунд сохраняет свою вязкость (не более 1 Па*с) в течение 1-3 ч и достижением эксплуатационной прочности в течение 24 ч.
Также заявляемый компаунд обладает рядом преимуществ:
- имеет широкий диапазон рабочих температур от -60ºС до +80ºС;
- не горюч;
- обладает атмосферостойкостью и биостойкостью и может быть использован для дополнительной электроизоляции (высоковольтных) кабелей, проложенных под землей и в среде воздуха.
Способ получения электроизоляционного полиуретанового компаунда заключается в прямом смешении Компонентов «А» и «Б». После тщательного перемешивания полученный компаунд заливается в форму (матрицу). Отверждение компаунда происходит по методу поликонденсации между гидроксильными группами Компонента «А» и циано группами компонента «Б», после их смешения.  Через 24 часа после заливки изделие извлекается из формы и готово к эксплуатации.
Пример 1.
Для получения электроизоляционного полиуретанового компаунда готовят Компонент «А» следующего состава:
№
Наименование
Содержание, масс. ч.
1
ТЖКК (Касторовое масло)
39
2
Простой полиэфир (Лапрол 373)
16
3
Наполнитель (Кварцевый песок фр 0,1-0,4 мм)
15
4
Наполнитель (Микрокальцитфр до 0,315 мм)
10
5
Антипирен (Гидрооксид алюминия III)
10
6
Антипирен (ТХЭФ)
5
7
Осушитель (Силипорит)
4
8
Деаэратор (Defoamer 5% в Лапроле 373)
1
После приготовления Компонента «А» его смешивают с Компонентом «Б» в пропорциях 3:1. После тщательного перемешивания в течение 10 минут, полученный компаунд заливают в форму. Через 24 часа после заливки изделие готово к эксплуатации.
При смешении Компонентов «А» и «Б» при 20ºС, вязкость компаунда составляет 0,6 Па*с и сохраняется на уровне не более 1 Па*с в течение 50 мин, при этом время жизни компаунда составляет 1 час.
Полученный компаунд обладает следующими физико-механическими характеристиками:
№
Наименование
Метод испытания
Значение
1
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
ГОСТ 15139
1320
2
Твердость по Шору, отнед
ГОСТ 263
48
3
Относительное удлинение, %
ГОСТ 11262-80
6
4
Удельное объемное электрическое сопротивление при 20ºС, ОМ*м
ГОСТ 6433.2
4*10<sup>14</sup>
5
Водопоглащение при 20ºС, %
ГОСТ 4650 метод А
0,17
В итоге, заявляемый компаунд имеет повышенную технологичность изготовления, а также обеспечивает эффективную защиту электрооборудования от влаги, пыли, биоразрушения и прочих негативных воздействий окружающей среды.