Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО СТЕКЛОТЕКСТОЛИТА
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО СТЕКЛОТЕКСТОЛИТА

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО СТЕКЛОТЕКСТОЛИТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к электроизоляционным конструкционным стеклотекстолитам и может быть использовано в качестве электроизоляторов. Композиция для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита на основе стеклоткани, алюмофосфатного связующего, порошкообразного наполнителя оксида алюминия α-Al2O3, термообработанных, измельченных обрезков или порошкообразных отходов того же стеклотекстолита содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: стеклоткань 19-26, алюмофосфатное связующее 29-36, термообработанные измельченные обрезки или порошкообразные отходы того же стеклотекстолита 11,4-19, порошкообразный наполнитель оксид алюминия α-Al2O3 - остальное. Технический результат изобретения: повышение механической прочности материала, снижение себестоимости, уменьшение расхода сырьевых компонентов (порошка оксида алюминия). 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139267
Класс(ы) патента: C04B35/80
Номер заявки: 97119881/03
Дата подачи заявки: 02.12.1997
Дата публикации: 10.10.1999
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Автор(ы): Захаров И.А.; Крылова З.Ф.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Описание изобретения: Изобретение относится к электроизоляционным, конструкционным стеклотекстолитам и может быть использовано в качестве электрических изоляторов в электротехнической промышленности, радиопрозрачных материалов в ракетно-космической технике, электрометаллургии и др. отраслях.
Известна композиция для изготовления высокотемпературного электроизоляционнго стеклотекстолита на основе стеклоткани, алюмофосфатного связующего и порошка оксида алюминия (см. H.M. Plat. R.T. Qirard and H.R. Wisely, Materials in Design Engeneering, V. 53, Aprel 1962, P. 14-16).
Недостатком этого материала является длительный цикл отверждения: 7 суток при 80oC, 3 суток - при 150oC и 0,5 часа - при 300oC. Такой длительный цикл термообработки для производственных условий малоприемлем, непроизводителен: происходит разрушение армирующего стекловолокна за счет действия кислого связующего, что не позволяет использовать в полной мере прочностные свойства стекловолокна.
Известна композиция для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита, патент Р.Ф. 2076086, кл. C 04 B 35/80, включающая, мас. %: стеклоткань - 19 - 26, алюмофосфатное связующее - 29 - 36, порошкообразный наполнитель оксид алюминия α-Al2O3 - 38 - 57.
Технология изготовления этого стеклотекстолита сводится в основном к набору пакета из стеклоткани, с нанесенной на нее суспензией, состоящей из алюмофосфатного связующего и порошкообразного наполнителя электрокорунда, термообработке под давлением не менее 0,8 кгс/см2 при температуре не ниже 270oC.
Детали из стеклотекстолита получают механической обработкой алмазным или твердосплавным инструментом, при котором до 70% массы заготовки стеклотекстолита уходит в отходы в виде обрезков и стружки.
Сущность изобретения заключается в том, что в композицию для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита, включающую стеклоткань, алюмофосфатное связующее и порошкообразный наполнитель оксид алюминия α-Al2O3, введены в порошкообразный наполнитель термообработанные, измельченные обрезки или порошкообразные отходы при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%:
Стеклоткань - 19 - 26
Алюмофосфатное связующее - 29 - 36
Термообработанные, измельченные обрезки и порошкообразные отходы, образующиеся при механической обработке того же стеклотекстолита - 11,4 - 19
Порошкообразный наполнитель оксид алюминия α-Al2O3 - Остальное
Опыты по измельчению обрезков стеклотекстолита показали, что они, обрезки, почти не поддаются помолу обычными технологическими приемами в шаровой и валковой мельнице, щековой дробилке и другом оборудовании, предназначенном для измельчения хрупких материалов.
Стеклотекстолиты на алюмофосфатном связующем отличаются высокой ударопрочностью (удельная ударная вязкость - не менее 45 кгс·см/см2).
Нами установлено, что после термообработки обрезки стеклотекстолита становятся хрупкими и легко поддаются измельчению в обычной шаровой мельнице.
Отходы, образующиеся при механической обработке, представляют собой мелкодисперсный порошок с размером зерна менее 50 мкм и могут быть использованы для замены части порошкового наполнителя - оксида алюминия в суспензии, наносимой на стеклоткань.
Применение термообработанных, измельченных обрезков или порошкообразных отходов, образующихся при механической обработке того же стеклотекстолита в указанном соотношении, обуславливает высокую ударопрочность полученного стеклотекстолита. (Удельная ударная вязкость в 2 - 2,7 раза выше, чем у прототипа, см. таблицу). Высокую ударопрочность можно объяснить дополнительным армированием матрицы большим количеством волокнистого наполнителя. Микроструктурный анализ измельченных обрезков и отходов показал, что они представляют собой дробленные в различной степени волокна с примесью мелкозернистого наполнителя - Al2O3.
Применение порошкообразных отходов свыше 50% от порошка оксида алюминия не обеспечивает повышения прочностных характеристик стеклотекстолита, так как в матрице в этом случае преобладают фосфаты кремния, прочность которых ниже, чем у фосфатов алюминия (см. Kingery Fundamental Study of Phosphat Bonding in Refractories, Part I-III Journ. Amer. Geram. Soc., 1950, vol. 33, N 8, 239 - 250). Увеличение количества отходов свыше 50% нежелательно еще и потому, что меняется состав материала, увеличивается количество SiO2, что ведет к снижению рабочей температуры.
Использование отходов, кроме повышения механической прочности, снижает себестоимость материала, уменьшает расход сырьевых компонентов (порошка оксида алюминия), улучшает экологическую безопасность и повышает культуру производства.
Пример 1. На стеклоткань КТ-11, взятую в количестве 19 весовых частей, предварительно пропитанную 15%-ным раствором кремнийорганической смолы КМ-9К, наносили шликер, состоящий из 29 весовых частей алюмофосфатного связующего, 19 весовых частей термообработанных при 600oC в течение 20 мин и измельченных в фарфоровой шаровой мельнице фарфоровыми шарами в течение 1 часа обрезков стеклотекстолита, полученного в соответствии с прототипом или порошка того стеклотекстолита, образующегося при механической обработке, и порошок оксида алюминия α-Al2O3 - остальное.
Набранный пакет подвергали термообработке при конечной температуре 270oC с выдержкой из расчета 10 - 12 мин на 1 мм толщины материала под давлением 10 кгс/см2.
Полученный стеклотекстолит имел характеристики приведенные в таблице 1.
Пример 2. То же, что и примере 1, в отличие от которого количественное соотношение компонентов было следующее (мас.%): стеклоткань - 22,5, алюмофосфатное связующее - 32,5, термообработанные измельченные отходы - 30,4, порошок оксида алюминия - остальное.
Полученный стеклотекстолит имел прочностные характеристики, аналогичные примеру 1.
Пример 3. То же, что и примере 1, в отличие от которого количественное соотношение компонентов было следующее (мас.%): стеклоткань - 26, алюмофосфатное связующее - 36, термообработанные измельченные отходы - 11,4, порошок оксида алюминия - остальное.
Полученный стеклотекстолит имел характеристики, приведенные в таблице 1.
Пример 4. То же, что и примере 1, в отличие от которого количественное соотношение компонентов было следующее (мас.%): стеклоткань - 18, алюмофосфатное связующее - 28, термообработанные измельченные отходы - 18, порошок оксида алюминия - остальное.
Полученный стеклотекстолит имел по сравнению с материалом примера 1 существенно ниже прочность при изгибе - 730 кгс/см2.
Пример 5. То же, что и примере 1, в отличие от которого количественное соотношение компонентов было следующее (мас.%): стеклоткань - 27, алюмофосфатное связующее - 37, термообработанные измельченные отходы - 12,4, порошок оксида алюминия - остальное.
Материал, полученный в этом примере, имел прочность при изгибе - 1090 кгс/см2, прочность при сжатии параллельно слоям стеклоткани - 315 кгс/см2. При механической обработке материал легко расслаивался.
Пример 6. То же, что и примере 1, в отличие от которого количественное соотношение компонентов было следующее (мас.%): стеклоткань - 19, алюмофосфатное связующее - 29, термообработанные измельченные отходы - 5,7, порошок оксида алюминия - остальное.
Полученный стеклотекстолит имел прочностные характеристики несколько ниже чем в примере 1.
Пример 7. То же, что в примере 1, за исключением того, что количественное соотношение компонентов было следующее (мас.%): стеклоткань - 19, алюмофосфатное связующее - 29, термообработанные измельченные отходы - 13, порошок оксида алюминия - остальное.
Полученный стеклотекстолит имел характеристики, приведенные в таблице 1.
Пример 8. То же, что в примере 1, за исключением того, что количественное соотношение компонентов было следующее (мас.%): стеклоткань - 26, алюмофосфатное связующее - 36, термообработанные измельченные отходы - 19, порошок оксида алюминия - остальное.
Полученный стеклотекстолит имел прочностные характеристики ниже, чем в примерах 1 - 3, 6, 7.
Таким образом, стеклотекстолит, полученный по разработанной нами рецептуре, имеет существенные преимущества по сравнению с прототипом, что подтверждается приведенными данными таблицы 1.
Формула изобретения: Композиция для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита, включающая стеклоткань, алюмофосфатное связующее и порошкообразный наполнитель оксида алюминия α-Al2O3, отличающаяся тем, что в порошкообразный наполнитель введены термообработанные, измельченные обрезки или порошкообразные отходы того же стеклотекстолита при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%:
Стеклоткань - 19-26
Алюмофосфатное связующее - 29-36
Термообработанные, измельченные обрезки или порошкообразные отходы того же стеклотекстолита - 11,4-19
Порошкообразный наполнитель оксид алюминия α-Al2O3 - Остальное