Способ получения радиотехнического материала

Изобретение относится к области электротехнических материалов и предназначено для изготовления материала на основе фосфатного связующего и кварцевой или кремнеземной стеклоткани для электротехнической промышленности и специальной техники.

Известен способ изготовления фосфатного пресс-материала на основе медьхромфосфатного связующего с мольным соотношением Р₂О₅/(СuО + Сr₂О₃)=2,5-2,8 в смеси с каолином и серпентинитом при повышенных давлении и температуре (А.с. № 968002).

Недостатком этого способа являются низкие диэлектрические свойства материала и невысокая температура эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ получения композиции для изготовления высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита на фосфатном связующем, включающий смешение алюмофосфатного связующего с оксидом алюминия, совмещение со стеклотканью и отверждение при повышенных температуре и давлении (RU 2076086, кл. С 04 В 35/80, опубл. 27.03.1997 г).

В известном способе пропитку предварительно аппретированной 15% раствором кремнийорганической смолы КМ-9К стеклоткани проводят смесью алюмофосфатного связующего с молярным соотношением Р₂О₅/Аl₂O₃ в пределах 3-3,2 с оксидом алюминия с содержанием α – Аl₂О₃ не менее 95% и зернистостью М5-М20 при соотношении связующего и порошка оксида алюминия примерно 1:1,2. Отверждение осуществляют при удельном давлении 1 МПа и нагревании до 270°С с выдержкой из расчета 10-12 мин на 1 мм толщины.

Недостатком указанного способа изготовления композиции для получения высокотемпературного электроизоляционного стеклотекстолита являются высокая плотность материала и недостаточно высокие прочностные и диэлектрические характеристики.

Задачей, решаемой предлагаемым способом изготовления радиотехнического материала, является улучшение диэлектрических и прочностных характеристик и снижение плотности стеклотекстолита.

Технический результат достигается предлагаемым способом изготовления радиотехнического материала, включающим смешение фосфатного связующего с оксидом алюминия, совмещение полученной композиции со стекловолокнистым наполнителем и отверждение при повышенных температуре и давлении, в котором, согласно изобретению, в качестве фосфатного связующего применяется хромалюмофосфатное связующее ХАФС-3 в смеси с электроплавленым корундом в соотношении 1:1 и полученная смесь наносится на аппретированную 3-7% спиртовым раствором кремнийорганической смолы кварцевую или кремнеземную стеклоткань и отверждается при удельном давлении 0,95-1,05 МПа при подъеме температуры до 270°С ± 5°С со скоростью 17-18 град/час.

Предлагаемый способ изготовления радиотехнического материала осуществляют следующим способом: кварцевую или кремнеземную стеклоткань, например кварцевую стеклоткань ТС 8/3-КТО, аппретируют 3-7% спиртовым раствором кремнийорганической смолы КМ-9К.

Аппретированную стеклоткань пропитывают хромалюмофосфатным связующим марки ХАФС-3 в смеси с электроплавленым корундом дисперсностью 10-15 мкм в соотношении 1:1.

Термообработка материала производится под прессом при удельном давлении 0,95-1,05 МПа и подъеме температуры до 270°С ± 5°С со скоростью 17-18 град/час.

Аппретирование 3-7% спиртовым раствором КМ-9К необходимо для защиты кварцевого или кремнеземного волокна стеклоткани от корродирующего воздействия кислой среды хромалюмофосфатного связующего ХАФС-3, причем привес стеклоткани при использовании указанной плотности раствора составляет 2,5-2,9%, т.е. на стеклоткань наносится тонкая пленка кремнийорганики, величина пленки не ухудшает диэлектрические свойства материала при воздействии высоких температур и способствует сохранению прочностных свойств кварцевой или кремнеземной стеклоткани. Использование более концентрированного раствора ведет к ухудшению диэлектрических свойств материала при воздействии высоких температур в связи с тем, что при деструкции кремнийорганической смолы без доступа окислителя образуются углеродные соединения, которые значительно ухудшают радиотехнические показатели материала.

Применение мелкодисперсного электроплавленого корунда с дисперсностью 10-15 мкм обусловлено тем, что использование более крупной фракции ведет к разупрочнению стеклоткани при прессовании материала, т к. зерна электроплавленого корунда являются абразивным материалом и разрушают волокна стеклоткани при воздействии давления.

Применение ХАФС-3 с мольным соотношением Р₂О₅/(0,6 Аl₂O₃ + 0,4 Сr₂O_з)=2,26 обусловлено тем, что предложенный количественный оксидный состав хромалюмофосфатного связующего обладает необходимой кислотностью и вязкостью раствора, что приводит к получению прочного водостойкого материала.

Связующее ХАФС-3 представляет собой водный раствор кислых фосфорнокислых солей хрома и алюминия, при синтезе которого соотношение гидрата оксида алюминия и хромового ангидрида в граммах составляет 198:172 в отличие от известной марки ХАФС-1, указанное соотношение которого 254:110 (ОСТ 92-1416-79 - Материалы неорганические высокотемпературные специального назначения. Типовые технологические процессы).

Отверждение материала под прессом при удельном давлении 0,95-1,05 МПа и подъеме температуры до 270°С ± 5°С со скоростью 17-18 град/час обусловлено химической природой хромалюмофосфатного связующего ХАФС-3, отверждение которого происходит при удалении воды и переходе кислых фосфатов в средние. Для получения водостойкого прочного материала отверждение проводится при ступенчатом подъеме температуры для равномерного удаления паров воды и структурных переходов фосфатов в водостойкую форму.

Проведение термостатирования при температуре 300°С необходимо для окончательного перехода кислых фосфатов в водостойкую форму средних фосфатов, перераспределения напряжений в материале и стабилизации свойств. Применение термостатирования при температуре выше 300°С не целесообразно из соображений технологичности.

Предложенный способ изготовления радиотехнического материала был опробован. Полученные результаты приведены в таблице.

Из полученных результатов видно, что использование предлагаемого способа изготовления радиотехнического материала позволяет получить, по сравнению с прототипом, более легкий материал с высокими диэлектрическими и прочностными характеристиками для нужд электротехнической промышленности и специальной техники.