ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ЗАЛИВОЧНО-ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД
ELECTRIC INSULATING FILLING-IMPREGNATING COMPOUND

Изобретение относится к области электротехники, в частности к эпоксидным низковязким заливочно-пропиточным компаундам, используемым для электроизолирования и упрочнения путем заливки высоковольтных блоков питания, трансформаторов, для герметизации и защиты элементов радиоэлектронной аппаратуры от механических воздействий.
Известны эпоксидные заливочные компаунды на основе эпоксидной диановой смолы, активного разбавителя - смолы ДЭГ-1 (диглицидилового эфира диэтиленгликоля), полиамидной смолы Л-20 и минеральных наполнителей, применяемые для заливки электрических разъемов, гермовводов (ОСТ 92-1006-77). Однако эти компаунды являются высоковязкими системами, при заливке которых требуется подогрев и вакуумирование, обеспечивающие получение герметичной электроизоляции с минимальной пористостью.
Известен электроизоляционный заливочный компаунд, содержащий эпоксидную диановую смолу, низкомолекулярную полиамидную смолу, два активных разбавителя: триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола и моноглицидиловый эфир н-бутанола, алифатический амин. Патент РФ №2343577, МПК H01B 3/18, C08L 63/04, 10.01.2009. Данный состав обеспечивает получение компаунда с низкой вязкостью и высокой термостойкостью. Однако использование в качестве отвердителя алифатического амина не позволяет существенно увеличить его жизнеспособность, а применение менее активного отвердителя (ароматического амина) ограничено, т.к. данный класс веществ находится, как правило, в твердом состоянии и его растворение в активных разбавителях крайне затруднительно.
Наиболее близким техническим решением является заливочный компаунд ЭК-29, предназначенный для пропитки и заливки высоковольтных блоков электрофизических приборов, содержащий эпоксидиановую смолу (100 мас. ч.), пластификатор-разбавитель олигоэфиракрилат МГФ-9 (50 мас. ч.), отвердитель мета-фенилендиамин (20 мас. ч.). Авторское свидетельство СССР №1558239, МПК H01G 4/32, 15.10.1994. При переработке данного компаунда обеспечивается возможность растворения твердого мета-фенилендиамина в инертном олигоэфиракрилате МГФ-9. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком данного компаунда является высокая собственная вязкость олигоэфиракрилата МГФ-9, которая существенно превышает значение вязкости активных разбавителей, что уменьшает эффект общего снижения вязкости компаунда при его разбавлении (особенно при низких температурах). Относительно короткая жизнеспособность компаунда прототипа не позволяет проводить длительные режимы пропитки электротехнических изделий. Отсутствие химической связи между инертным олигоэфиракрилатом МГФ-9 и эпоксидной матрицей может приводить к десорбции пластификатора из объема компаунда в окружающую среду, что может снизить стабильность свойств отвержденного компаунда (особенно при высокой температуре). Это может снижать технологические свойства компаунда при его переработке и стабильность эксплуатационных свойств.
Задачей изобретения является создание компаунда отличающегося от прототипа более длительной жизнеспособностью, низкой исходной вязкостью и высокой электропрочностью.
Техническим результатом изобретения является улучшение технологических свойств компаунда при его переработке, т.е. снижение его начальной вязкости и увеличение его жизнеспособности, повышение электрической прочности отвержденного компаунда.
Технический результат достигается за счет того, что электроизоляционный заливочно-пропиточный компаунд, включающий эпоксидиановую смолу, пластификатор-разбавитель олигоэфиракрилат, отвердитель мета-фенилендиамин, содержит активный разбавитель моноглицидилового эфира бутилцеллозольва Лапроксид 301Б, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
эпоксидная смола ЭД-22: 100;
олигоэфиракрилат МГФ-9: 25;
отвердитель аминного типа мета-фенилендиамин: 25;
моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва Лапроксид 301Б: 25.
Электроизоляционный заливочно-пропиточный компаунд готовили следующим образом. В качестве эпоксидной основы применяли смесь эпоксидной диановой смолы ЭД-22 в количестве 100 мас. ч., пластификатора-разбавителя олигоэфиракрилат МГФ-9 в количестве 25 мас. ч., активный разбавитель моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва Лапроксид 301Б, в количестве 25 мас. ч. В качестве отвердителя аминного типа использовался мета-фенилендиамин в количестве 25 мас. ч.
Для экспериментального определения характеристик предлагаемого компаунда готовили состав следующим образом. Растворяли навеску мета-фенилендиамина в навеске олигоэфиракрилата МГФ-9 при температуре 60°С для получения отверждающей смеси. Смешивали навеску эпоксидной диановой смолы с навеской Лапроксида 301Б при температуре 25°С для получения эпоксидной основы. Соединяли эпоксидную основу и отверждающую смесь и тщательно перемешивали. Жизнеспособность определялась при температуре 43°С как время, за которое вязкость компаунда достигала значения не позволяющего провести качественную пропитку электротехнического изделия с плотной упаковкой компонентов. Приготовленный компаунд заливался в формы с антиадгезивной смазкой для получения дисков диаметров 100 мм и толщиной 2 мм для измерения диэлектрических характеристик.
За счет совместного использования инертного пластификатора и активного разбавителя реализуется одновременная возможность растворения ароматического амина при сравнительно низкой температуре, что обеспечивает увеличение жизнеспособности до 6 часов (у прототипа 2 часа), и снижение вязкости компаунда относительно прототипа в 2,5 раза (при 43°С с уровня в 240 сПз до 100 сПз). Поскольку в составе активного разбавителя присутствуют эпоксидные группы необходимо увеличить количество отвердителя пропорционально количеству этих групп. Для отвержденного компаунда с добавкой активного разбавителя наблюдается увеличение электрической прочности на 20% относительно прототипа (с 21 до 25 кВ/мм). Таким образом, улучшаются технологические свойства компаунда при его переработке, т.е. начальная вязкость и жизнеспособность, а так же повышается электрическая прочность отвержденного компаунда.
Благодаря повышенной электропрочности, низкой вязкости и большой жизнеспособности компаунд по предлагаемому изобретению целесообразно применять для пропитки и заливки плотноупакованных высоковольтных элементов, требующих пропитку в течение длительного времени и низкотемпературного отверждения.