[go: up one dir, main page]

RU2846339C2 - Primer - Google Patents

Primer

Info

Publication number
RU2846339C2
RU2846339C2 RU2025115941A RU2025115941A RU2846339C2 RU 2846339 C2 RU2846339 C2 RU 2846339C2 RU 2025115941 A RU2025115941 A RU 2025115941A RU 2025115941 A RU2025115941 A RU 2025115941A RU 2846339 C2 RU2846339 C2 RU 2846339C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
primer
maleic anhydride
polyamide
silicone rubber
organic solvent
Prior art date
Application number
RU2025115941A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2025115941A (en
Inventor
Александр Алексеевич Алексеев
Владимир Семенович Осипчик
Елена Александровна Коробко
Ирина Викторовна Юрова
Вячеслав Игоревич Кирюхин
Алексей Александрович Алексеев
Надежда Сергеевна Киселева
Никита Алексеевич Пискарев
Сергей Николаевич Клепиков
Original Assignee
Александр Алексеевич Алексеев
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Алексеевич Алексеев filed Critical Александр Алексеевич Алексеев
Publication of RU2025115941A publication Critical patent/RU2025115941A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2846339C2 publication Critical patent/RU2846339C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to polymer pin-type linear insulators, namely to primers providing reliable connection of silicone rubber with polyamide body. Primer used can be maleic anhydride solutions in an organic solvent with concentration of 0.625-10 %.
EFFECT: significant simplification and cheapening of primer production technology and possibility of its application irrespective of atmospheric air humidity.
1 cl, 3 dwg, 1 tbl, 10 ex

Description

С каждым годом увеличиваются объемы производства полимерных штыревых изоляторов, используемых на линиях электропередачи с напряжением до 35 кВ.Every year, the production volumes of polymer pin insulators used on power transmission lines with voltage up to 35 kV are increasing.

Типовая конструкция изоляторов представлена на фиг. 1: 1 - корпус изолятора из стеклонаполненного полиамида 2 - ребристая термоотверждаемая силиконовая резина (HTV), 3 - отверстие под штырь опоры. От наличия штыря произошло и название изоляторов - «штыревые».The typical design of the insulators is shown in Fig. 1: 1 - insulator body made of glass-filled polyamide, 2 - ribbed thermosetting silicone rubber (HTV), 3 - hole for the support pin. The presence of the pin is the reason for the name of the insulators - "pin".

Принципиально важным является хорошая адгезия силиконовой резины к поверхности полиамида. В противном случае возможно короткое замыкание по линии «провод → поверхность полиамида → граница раздела силиконовая оболочка-поверхность корпуса → металлический штырь» (на фиг. 1 штырь не показан).It is fundamentally important that the silicone rubber adheres well to the polyamide surface. Otherwise, a short circuit may occur along the line "wire → polyamide surface → silicone sheath-housing surface interface → metal pin" (the pin is not shown in Fig. 1).

Хорошая адгезия электроизоляционной силиконовой резины к поверхности полиамида обеспечивается предварительным нанесением на корпус изолятора «связующего вещества», выполняющего роль грунтовки (RU 2431898 С1, МПК Н01В 17/00, 2011; RU 193324, МПК Н01В 17/20, СПК Н01В 17/20, 2019).Good adhesion of electrical insulating silicone rubber to the surface of polyamide is ensured by preliminary application of a “binder” to the insulator body, which acts as a primer (RU 2431898 C1, IPC H01B 17/00, 2011; RU 193324, IPC H01B 17/20, SPC H01B 17/20, 2019).

Природа «связующего вещества» (праймера) в указанных документах не указывается, но, как правило, это сложного состава растворы гидролизуемых силикатов, титанатов, реакционноспособных силанов/олигомерных силоксанов и целевых добавок в органических растворителях.The nature of the “binder” (primer) is not specified in the documents, but, as a rule, these are complex solutions of hydrolyzable silicates, titanates, reactive silanes/oligomeric siloxanes and target additives in organic solvents.

Примером является праймер от компании Wacker Chemie AG (US 7575655 B2. МПК C08L 83/14, G09B 1/38, C08L 83/02, C08L 83/04, C09D 183/02, C09D 183/14, 2009). Предлагаемый праймер содержит пять компонентов:An example is the primer from Wacker Chemie AG (US 7575655 B2. IPC C08L 83/14, G09B 1/38, C08L 83/02, C08L 83/04, C09D 183/02, C09D 183/14, 2009). The proposed primer contains five components:

А - тетраалкоксисилан (или смесь тетраалкоксисиланов) и/или продукт (продукты) его (их) частичной гидролитической поликонденсации;A - tetraalkoxysilane (or a mixture of tetraalkoxysilanes) and/or the product(s) of its (their) partial hydrolytic polycondensation;

В - катализатор гидролитической поликонденсации тетраалкоксисиланов, выбранный из группы, состоящей из солей, алкоксидов и хелатов металлов, а также продуктов их частичного гидролиза). Особенно предпочтительными являются тетраметилтитанат, тетраэтилтитанат и тетра-н-бутилтитанат;B - a catalyst for the hydrolytic polycondensation of tetraalkoxysilanes, selected from the group consisting of salts, alkoxides and chelates of metals, as well as products of their partial hydrolysis). Particularly preferred are tetramethyl titanate, tetraethyl titanate and tetra-n-butyl titanate;

С - силиконовая смола. В предпочтительном варианте это олигоорганосилоксан с метильными (этильными) и винильными группами;C - silicone resin. In the preferred embodiment, this is an oligoorganosiloxane with methyl (ethyl) and vinyl groups;

D - органический индивидуальный или смесевой растворитель. В случае спиртов предпочтительными являются этанол, изопропанол и особенно sec-бутанол или их смеси;D - organic individual or mixed solvent. In the case of alcohols, ethanol, isopropanol and especially sec-butanol or their mixtures are preferred;

Е - реакционноспособный алкоксисилан: винилтриэтоксисилан, 3-(метакрилокси)пропилтриметоксисилан, 3-(глицидилокси)пропилтриметоксисилан, 1,2-бис(триэтоксисилил)этан, 3-(акрилокси) метилтриметоксисилан и др.E - reactive alkoxysilane: vinyltriethoxysilane, 3-(methacryloxy)propyltrimethoxysilane, 3-(glycidyloxy)propyltrimethoxysilane, 1,2-bis(triethoxysilyl)ethane, 3-(acryloxy)methyltrimethoxysilane, etc.

Праймер может содержать и пероксиды, такие, как ди-трет-бутилпероксид, трет-бутилгидропероксид, 2,5-диметил-2,5-ди(трет-бутилперокси) гексан, дикумилпероксид, кумил гидропероксид, бис(2,4-дихлорбензоил)пероксид и др., бис(4-метилбензоил)пероксид, 1,1-ди-трет-бутилперокси-3,3,5-триметилциклогексан и винилтри(трет-бутилперокси)силан.The primer may also contain peroxides such as di-tert-butyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane, dicumyl peroxide, cumyl hydroperoxide, bis(2,4-dichlorobenzoyl)peroxide, etc., bis(4-methylbenzoyl)peroxide, 1,1-di-tert-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane and vinyl tri(tert-butylperoxy)silane.

Допускается введение аппретированных дисперсных наполнителей.The introduction of dressed dispersed fillers is permitted.

Праймер готовят смешением компонентов А, В, С, Е и, возможно, других необязательных компонентов в растворителе D в подходящем смесительном устройстве. Смешение исходных компонентов рекомендуется проводить при 60-80°С в течение 1 -2 часов.The primer is prepared by mixing components A, B, C, E and possibly other optional components in solvent D in a suitable mixing device. Mixing of the initial components is recommended to be carried out at 60-80°C for 1-2 hours.

Наносят праймер на подложки различными способами, известными в технологии формирования покрытий из растворных лакокрасочных материалов. Сформированные покрытия требуют сушки, например, в течение от 1 минуты до двух часов при температурах от 20 до 50°С или в течение 1-30 минут при температурах от 90 до 150°С.The primer is applied to the substrates using various methods known in the technology of forming coatings from solution paints and varnishes. The formed coatings require drying, for example, for 1 minute to two hours at temperatures from 20 to 50°C or for 1-30 minutes at temperatures from 90 to 150°C.

Каждый конкретный случай получения и применения праймера определяется химической природой исходных компонентов.Each specific case of obtaining and using a primer is determined by the chemical nature of the original components.

Несомненным достоинством праймера является универсальность, обеспечение высокой адгезии к черным и цветным металлам, полиамидным, эпоксидным и другим пластикам, а также стеклу и строительным материалам.The primer's undoubted advantage is its versatility, providing high adhesion to ferrous and non-ferrous metals, polyamide, epoxy and other plastics, as well as glass and building materials.

Недостатками праймера являются:The disadvantages of the primer are:

1) многокомпонентность и связанные с этим транспортные расходы;1) multi-component nature and associated transportation costs;

2) высокая цена всех используемых компонентов и, следовательно, праймера;2) the high price of all components used and, consequently, the primer;

3) для гидролиза активных компонентов требуется влага. Сушку нанесенного на подложку праймера предпочтительно осуществлять при относительной влажности воздуха 40-60%. В реальных погодных условиях это может потребовать частой корректировки условий сушки, а создание требуемых условий связано с финансовыми затратами на увлажнитель воздуха;3) moisture is required for hydrolysis of active components. Drying of the primer applied to the substrate is preferably carried out at a relative air humidity of 40-60%. In real weather conditions, this may require frequent adjustment of the drying conditions, and the creation of the required conditions is associated with financial costs for an air humidifier;

4) в случае организации производства праймера в России по лицензии возникнут вопросы по приобретению ряда импортных компонентов.4) in the case of organizing the production of primer in Russia under license, questions will arise regarding the acquisition of a number of imported components.

Неожиданно была обнаружена возможность применения малеинового ангидрида в качестве праймера в производстве линейных штыревых изоляторов, точнее, его 0,625-20%-ных растворов в органических растворителях.Unexpectedly, the possibility of using maleic anhydride as a primer in the production of linear pin insulators, or more precisely, its 0.625-20% solutions in organic solvents, was discovered.

Малеиновый ангидрид в настоящее время выпускает ПАО «СИБУР-Холдинг» (Сайт ПАО «СИБУР-Холдинг». - https://skportal.mserv.me/publication/trends/maleinovyy-angidrid-ot-stroitelstva-i-neftedobychi-do-farmatsevtiki/). Сферы применения малеинового ангидрида разнообразны, в том числе и в качестве отвердителя эпоксидных материалов.Maleic anhydride is currently produced by PJSC SIBUR-Holding (Website of PJSC SIBUR-Holding. - https://skportal.mserv.me/publication/trends/maleinovyy-angidrid-ot-stroitelstva-i-neftedobychi-do-farmatsevtiki/). The areas of application of maleic anhydride are diverse, including as a hardener for epoxy materials.

В качестве растворителей можно использовать бензол, ксилол, толуол, хлороформ, диоксан, этилацетат. Предпочтительным растворителем является изопропиловый спирт. Получаемые растворы работоспособны, по крайне мере, в течение трех месяцев.Benzene, xylene, toluene, chloroform, dioxane, ethyl acetate can be used as solvents. The preferred solvent is isopropyl alcohol. The resulting solutions are viable for at least three months.

Пример 1 (по изобретению). Праймер готовят растворением 2,5 г малеинового ангидрида в 22,5 г изопропанола при температуре 20-25°С в течение 2,5-2 часов в закрытой таре при перемешивании в ламинарном режиме. Полученный раствор мягкой кистью наносят тонким слоем на 2 бруска типа 1 по ГОСТ 19109-2017 из полиамида 6 (до получения влажной поверхности) и сушат при температуре 60°С в течение 30 минут.Example 1 (according to the invention). The primer is prepared by dissolving 2.5 g of maleic anhydride in 22.5 g of isopropanol at a temperature of 20-25°C for 2.5-2 hours in a closed container with stirring in a laminar mode. The resulting solution is applied with a soft brush in a thin layer onto 2 bars of type 1 according to GOST 19109-2017 made of polyamide 6 (until a wet surface is obtained) and dried at a temperature of 60°C for 30 minutes.

Далее собирают конструкцию, представленную на фиг. 2, где: 1 - бруски из полиамида 6; 2 - кусочек вальцованной при комнатной температуре силиконовой резины SilFor 306/Е 7040 от компании «Евро Кемикалс» размером 2×1,3 мм и 3 - тонкий слой сухого праймера.Next, assemble the structure shown in Fig. 2, where: 1 - bars made of polyamide 6; 2 - a piece of silicone rubber SilFor 306/E 7040 from Euro Chemicals rolled at room temperature, measuring 2×1.3 mm; and 3 - a thin layer of dry primer.

Конструкции помещают в вентилируемый сушильный шкаф, прикладывают нагрузку из расчета создания первичного давления 7,65 кПа. Вулканизацию резины проводят по режиму: нагрев от 90-100°С до 180°С в течение 13-14 минут и далее выдержка при 180°С в течение 20 минут. В получаемых образцах для испытаний толщина вулканизированной резины колеблется от 3,8 до 4,1 мм.The structures are placed in a ventilated drying cabinet, a load is applied based on the calculation of creating a primary pressure of 7.65 kPa. Vulcanization of rubber is carried out according to the mode: heating from 90-100 ° C to 180 ° C for 13-14 minutes and then holding at 180 ° C for 20 minutes. In the resulting test samples, the thickness of the vulcanized rubber fluctuates from 3.8 to 4.1 mm.

Фактически получаемые клеевые соединения подвергают деформированию в условиях растяжения со скоростью 20 мм/мин. Схема нагружения клеевого соединения представлена на фиг. 3, где 1 - вспомогательный брусок (тонкий слой праймера не показан). В связи с тем, что толщина вспомогательного бруска 3 мм, в клеевых соединениях возникают как тангенциальные, так и нормальные напряжения (напряжения изгиба и отрыва). Испытания прекращают после достижения фиксируемых максимальных растягивающих усилий.The adhesive joints obtained are actually subjected to deformation under tensile conditions at a rate of 20 mm/min. The loading diagram of the adhesive joint is shown in Fig. 3, where 1 is an auxiliary block (a thin primer layer is not shown). Since the thickness of the auxiliary block is 3 mm, both tangential and normal stresses (bending and tearing stresses) arise in the adhesive joints. The tests are stopped after reaching the recorded maximum tensile forces.

Рассчитывают условное напряжение сдвига, окончательно разъединяют клеевое соединение, контролируют характер разрушения (адгезионный или когезионный), вручную пытаются оторвать резину от поверхности брусков и фиксируют площадь адгезии как площадь явно покрытую слоем резины, точнее ее остатками на поверхности брусков по известной методике (CN 110256956, МПК).The conditional shear stress is calculated, the adhesive joint is finally separated, the nature of the destruction (adhesive or cohesive) is monitored, an attempt is made to manually tear the rubber off the surface of the bars and the adhesion area is recorded as the area clearly covered by a layer of rubber, or more precisely, its remains on the surface of the bars, using a well-known method (CN 110256956, IPC).

Примеры 2-5 (по изобретению). Эксперимент проводят так, как указано в примере 1, но используют растворы малеинового ангидрида различной концентрации.Examples 2-5 (according to the invention). The experiment is carried out as indicated in Example 1, but solutions of maleic anhydride of different concentrations are used.

Примеры 6-7 (контрольные). Эксперимент проводят так, как указано в примере 1, но используют растворы малеинового ангидрида различной концентрации.Examples 6-7 (control). The experiment is carried out as indicated in example 1, but solutions of maleic anhydride of different concentrations are used.

Примеры 8 и 9 (сравнительные). Эксперимент проводят так, как указано в примере 1, но используют праймер AUX G 3242 PRIMER от компании Wacker Chemie AG (Германия, продавец ООО «Евро Кемикалс») и RQJL-029 Ruigi New Material Technology Co. Ltd. (Китай).Examples 8 and 9 (comparative). The experiment is carried out as indicated in example 1, but using the primer AUX G 3242 PRIMER from Wacker Chemie AG (Germany, sold by Euro Chemicals LLC) and RQJL-029 Ruigi New Material Technology Co. Ltd. (China).

Полученные результаты представлены в таблице.The results obtained are presented in the table.

ПримерExample ПраймерPrimer Концентрация в изопропаноле, %Concentration in isopropanol, % Условное напряжение сдвига, МПаConventional shear stress, MPa Площадь адгезии, %Adhesion area, % 11 Малеиновый ангидридMaleic anhydride 1010 4040 9595 22 Он жеThe same 55 4040 9595 33 Он жеThe same 2,52.5 4040 9090 44 Он жеThe same 1,251.25 4040 8585 55 Он жеThe same 0,6250.625 4040 8585 66 Он жеThe same 0,31250.3125 37,537.5 3535 77 ИзопропанолIsopropanol 100100 00 00 88 Малеиновый ангидридMaleic anhydride 2020 4040 6565 99 G 3242G 3242 3030 42,542.5 100100 1010 RQJL-029RQJL-029 3030 42,542.5 5050

Из анализа данных, представленных в таблице, следует, что предлагаемый праймер обеспечивает заметно большую адгезионную способность силиконовой резины к поверхности полиамида 6. Незначительно уступая немецкому аналогу в формировании конечного результата, предлагаемый праймер более технологичен в применении и существенно более эффективен в стоимостном плане.From the analysis of the data presented in the table, it follows that the proposed primer provides a significantly greater adhesive capacity of silicone rubber to the surface of polyamide 6. Slightly inferior to the German analogue in the formation of the final result, the proposed primer is more technologically advanced in application and significantly more effective in terms of cost.

Claims (2)

Праймер для производства полимерных штыревых изоляторов, включающий малеиновый ангидрид и органический растворитель при следующем массовом соотношении компонентов:A primer for the production of polymer pin insulators, comprising maleic anhydride and an organic solvent in the following mass ratio of components: Малеиновый ангидридMaleic anhydride 0,625-100.625-10 Органический растворительOrganic solvent ОстальноеRest
RU2025115941A 2025-06-10 Primer RU2846339C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2025115941A RU2025115941A (en) 2025-07-28
RU2846339C2 true RU2846339C2 (en) 2025-09-04

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU152485A1 (en) *
US7575655B2 (en) * 2005-03-18 2009-08-18 Wacker Chemie Ag Primer for heat-curable silicone elastomers
RU2453008C2 (en) * 2009-07-03 2012-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Славэнергопром" Silicone through insulator and method for its production

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU152485A1 (en) *
US7575655B2 (en) * 2005-03-18 2009-08-18 Wacker Chemie Ag Primer for heat-curable silicone elastomers
RU2453008C2 (en) * 2009-07-03 2012-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Славэнергопром" Silicone through insulator and method for its production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4059473A (en) Primer compositions
US4133938A (en) Primer compositions for silicone elastomers
US4233428A (en) Primer compositions for silicone rubber compositions
US4243718A (en) Primer compositions for Si-H-olefin platinum catalyzed silicone compositions
WO1983001339A1 (en) Humidity sensor
RU2846339C2 (en) Primer
KR19980080834A (en) Compositions for forming electrically insulating thin films and methods for forming thin films therefrom
WO2024221592A1 (en) Preparation method for anti-corrosion modified epoxy resin
Buchwalter et al. An XPS study of the locus of failure between PMDA-ODA polyimide and SiO2 surface
KR100977411B1 (en) Manufacturing method of polyamideimide silica hybrid material for electric wire coating and the material and electric wire coated with the material
CN110154185B (en) Double-component wood super-hydrophobic modification liquid with ethanol as dispersant
CN114045149A (en) Organic silicon pressure-sensitive adhesive suitable for electron beam crosslinking and preparation method thereof
Li et al. Interfacial adhesion and water resistance of stainless steel–polyolefin improved by functionalized silane
US2615861A (en) Reacting methyl triacetoxy silane with polysiloxane resin
JP3681582B2 (en) Epoxy group-containing silicone resin
Narechania et al. Polyimide adhesion: mechanical and surface analytical characterization
JP4606557B2 (en) Electrolyte for electrochemical device and method for producing the same
JP2922416B2 (en) Primer composition
Lu et al. Improved electrical actuation and dielectric strength of rubber composites with polydopamine noncovalent and silane covalent modification of carbon nanotube
DE202017107585U1 (en) A condensation curable electrically conductive silicone adhesive composition
CN112934638B (en) Repairing method for local damage of atomic oxygen protective layer on surface of organic material
CN113698844A (en) Epoxy-modified organosilicon compound, room-temperature moisture-curable composition, and preparation method and application thereof
Park et al. Mechanical, surface, and thermal properties of polyamideimide–polydimethylsiloxane nanocomposites fabricated by sol–gel process
CN100411220C (en) Semiconductor material with organic conjugated molecule grafted on surface and preparation method thereof
RU2631820C1 (en) Silicon-organic composition for electronic equipment protection