RU2672094C1

RU2672094C1 - Electric insulating filling-impregnating compound

Info

Publication number: RU2672094C1
Application number: RU2017144361A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Шацких
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-11-12

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, in particular to epoxy low-viscosity filling and impregnating compounds used for electrical insulation and hardening by pouring high-voltage power supplies, transformers, for sealing and protecting elements of electronic equipment from mechanical influences. Electrically insulating filling-impregnating compound includes an epoxidane resin, a plasticizer-diluent, oligoether acrylate, hardener, meta-phenylenediamine, contains the active diluent of monoglycidyl ester of butyl cellosolve Laproxide 301B with the following ratio of components, mass parts: epoxy resin ED-22: 100, oligoester acrylate MGF-9: 25; amine type hardener meta-phenylenediamine: 25; monoglycidyl ester of butyl cellosolve Laproxide 301B: 25.EFFECT: invention makes it possible to improve the technological properties of the compound during its processing, id est to lower the initial viscosity of the compound and to increase its viability.1 cl

Description

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.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to low-viscosity epoxy casting-impregnating compounds used for electrical insulation and hardening by pouring high-voltage power supplies, transformers, for sealing and protecting elements of electronic equipment from mechanical influences.

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.Known epoxy casting compounds based on epoxy Dianova resin, an active diluent - resin DEG-1 (diglycidyl ether of diethylene glycol), polyamide resin L-20 and mineral fillers used for filling electrical connectors, pressure glands (OST 92-1006-77). However, these compounds are highly viscous systems, the filling of which requires heating and evacuation, providing a tight electrical insulation with minimal porosity.

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.Known electrical insulating casting compound containing an epoxy diane resin, a low molecular weight polyamide resin, two active diluents: triglycidyl ether polyoxypropylene triol and monoglycidyl ether n-butanol, aliphatic amine. RF patent No. 2343577, IPC H01B 3/18, C08L 63/04, 01/10/2009. This composition provides a compound with low viscosity and high heat resistance. However, the use of an aliphatic amine as a hardener does not significantly increase its viability, and the use of a less active hardener (aromatic amine) is limited, because This class of substances is, as a rule, in the solid state and its dissolution in active diluents is extremely difficult.

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.The closest technical solution is the casting compound EK-29, designed for impregnation and pouring of high-voltage blocks of electrophysical devices, containing epoxy resin (100 parts by weight), plasticizer-diluent oligoester acrylate MGF-9 (50 parts by weight), hardener meta- phenylenediamine (20 parts by weight). USSR author's certificate No. 1558239, IPC H01G 4/32, 10/15/1994. When processing this compound, it is possible to dissolve solid meta-phenylenediamine in the inert oligoester acrylate MGF-9. This technical solution was made as a prototype.

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.The disadvantage of this compound is the high intrinsic viscosity of MGF-9 oligoester acrylate, which significantly exceeds the viscosity of active diluents, which reduces the effect of a general decrease in the viscosity of the compound when it is diluted (especially at low temperatures). The relatively short viability of the compound of the prototype does not allow for long-term modes of impregnation of electrical products. The absence of a chemical bond between the inert oligoester acrylate MGF-9 and the epoxy matrix can lead to desorption of the plasticizer from the volume of the compound into the environment, which can reduce the stability of the properties of the cured compound (especially at high temperature). This can reduce the technological properties of the compound during its processing and the stability of operational properties.

Задачей изобретения является создание компаунда отличающегося от прототипа более длительной жизнеспособностью, низкой исходной вязкостью и высокой электропрочностью.The objective of the invention is the creation of a compound that differs from the prototype by longer viability, low initial viscosity and high electrical strength.

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.The technical result of the invention is to improve the technological properties of the compound during its processing, i.e. a decrease in its initial viscosity and an increase in its viability, an increase in the electric strength of the cured compound.

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.:The technical result is achieved due to the fact that the electrical insulating casting and impregnating compound, including epoxy resin, plasticizer-diluent oligoetheriracrylate, hardener meta-phenylenediamine, contains an active diluent of Laproxid 301B butyl cellosolve monoglycidyl ether, in the following ratio of components, wt. hours:

эпоксидная смола ЭД-22: 100;epoxy resin ED-22: 100;

олигоэфиракрилат МГФ-9: 25;oligoester acrylate MGF-9: 25;

отвердитель аминного типа мета-фенилендиамин: 25;amine type hardener meta-phenylenediamine: 25;

моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва Лапроксид 301Б: 25.butyl cellosolve monoglycidyl ether Laproxide 301B: 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.An electrical insulating casting and impregnating compound was prepared as follows. As the epoxy base used a mixture of epoxy dianovy resin ED-22 in an amount of 100 wt. hours, a plasticizer-diluent oligoester acrylate MGF-9 in an amount of 25 wt. o'clock, the active diluent monoglycidyl ether butyl cellosolve Laproxide 301B, in an amount of 25 wt. hours as a hardener of the amine type was used meta-phenylenediamine in an amount of 25 wt. hours

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.For experimental determination of the characteristics of the proposed compound, the composition was prepared as follows. A portion of meta-phenylenediamine was dissolved in a portion of MGF-9 oligoester acrylate at a temperature of 60 ° C to obtain a curing mixture. A weighed portion of the epoxy Dianova resin was mixed with a weighed portion of Laproxide 301B at a temperature of 25 ° C to obtain an epoxy base. The epoxy base and curing mixture were combined and mixed thoroughly. Viability was determined at a temperature of 43 ° C as the time during which the viscosity of the compound reached a value that did not allow high-quality impregnation of an electrical product with dense packing of components. The prepared compound was poured into molds with anti-adhesive lubricant to obtain disks with a diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm for measuring dielectric characteristics.

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.Due to the combined use of an inert plasticizer and an active diluent, the aromatic amine can be simultaneously dissolved at a relatively low temperature, which provides an increase in pot life of up to 6 hours (prototype has 2 hours) and a 2.5-fold decrease in the viscosity of the compound relative to the prototype (at 43 ° C) from a level of 240 cps to 100 cps). Since epoxy groups are present in the active diluent, it is necessary to increase the amount of hardener in proportion to the number of these groups. For the cured compound with the addition of an active diluent, an increase in electric strength by 20% relative to the prototype (from 21 to 25 kV / mm) is observed. Thus, the technological properties of the compound are improved during its processing, i.e. initial viscosity and viability, as well as increased electric strength of the cured compound.

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.Due to the increased electric strength, low viscosity and high viability, the compounds of the present invention are expediently used for impregnation and pouring of close-packed high-voltage elements requiring long-term impregnation and low-temperature curing.

Claims

Electrical insulating casting and impregnating compound, including epoxy resin, plasticizer-diluent oligoester acrylate, hardener meta-phenylenediamine, characterized in that it contains an active diluent of butyl cellosolve monoglycidyl ether Laproxide 301B in the following ratio, wt.h .:

epoxy resin ED-22: 100;

oligoester acrylate MGF-9: 25;

amine type hardener meta-phenylenediamine: 25;

butyl cellosolve monoglycidyl ether Laproxide 301B: 25.