Способ изоляции плоского многожильного кабеля полимерной пленкой на полиимидной основе

 

Использование: технология изготовления электроизоляционных покрытий многожильных кабелей к полиимидной основе. Сущность изобретения: способ изоляции заключается в том, что на поверхность многожильного кабеля наносят термоотверждаемую композицию, имеющую следующий состав, мас.%: 13,5%-ный раствор полиамидокислоты в диметилформамиде 66,0-82,5, триэтиленгликольдиметакрилат 16,5-32,0, азобисизобутиронитрил 1,0-2,0. Нанесенную композицию подвергают термоотверждению путем нагревания в следующем режиме: 20-40 мин при 100^oC, 30-60 мин при 150^oC, 20-40 мин при 200^oC и 20-40 мин при 260^oC. При нагревании происходит имидизация полиамидной композиции и образуется полимерная полиимидная пленка. Преимущественно используют композицию, имеющую следующий состав, мас.%: 13,5%-ный раствор полиамидокислоты в диметилформамиде - 70,2, триэтиленгликольдиметилметакрилат 28,3, азобисизобутиронитрил 1,5. Получаемый изоляционный слой обладает высокой изолирующей способностью и эластичностью. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии изделий радиоэлектронной техники, а именно к способам изготовления электроизоляционных покрытий многожильных кабелей.

Известен способ изоляции различных изделий, в том числе кабелей, с помощью полиимидной пленки, заключающийся в получении пленки на полиимидной основе и наклеивании полученной пленки на поверхность изделия [2] На практике этот способ получил широкое использование вследствие своей простоты, а также высоких механических характеристик полученного изоляционного покрытия. Однако этот способ обладает следующими недостатками: способ дорог, не обеспечивает полноценной защиты кабеля из-за наличия влаги под пленкой и пузырьков воздуха в клеевом слое, по способу не достигается достаточная прочность склейки, следствием чего является невысокая прочность изоляционного покрытия.

Наиболее близким к изобретению является способ изоляции проводов [2] Способ заключается в том, что на поверхность провода наносят термоотверждаемую композицию, в состав которой входит полиамидокислота в диметилформамиде, и отверждают нанесенную композицию путем нагревания. В процессе отверждения композиции происходит образование полиимидной пленки. Однако при нанесении покрытия по данному способу на медный многожильный кабель не достигаются высокие изолирующие характеристики покрытия, а также требуемая для многожильных кабелей в радиоэлектронике высокая эластичность покрытия.

Задачей изобретения является разработка способа изоляции плоского многожильного кабеля полимерной пленкой на полиимидной основе, по которому достигается получение изоляционного слоя с высокой изолирующей способностью, устойчивого к многократным перегибам.

Изобретение заключается в том, что на подлежащие изоляции участки многожильного кабеля или при необходимости на всю поверхность кабеля наносят термоотверждаемую композицию на полиамидной основе и отверждают ее при нагревании, в результате чего происходит имидизация покрытия и на поверхности образуется полиимидная пленка. Термоотверждаемая композиция имеет следующий состав: 13,5%-ный (по массе) раствор полиамидокислоты в диметилформамиде, триэтиленгликольдиметакрилат (эфир ТГМ-3) и инициатор термической полимеризации азобисизобутиронитрил Одним из компонентов термоотверждаемой композиции является 13,5%-ный раствор полиамидокислоты в диметилформамиде, в качестве которого удобно использовать промышленный раствор полиамидокислоты концентрации 13,5% в диметилформамиде марки АД-9103. Промышленный раствор полиамидокислоты представляет собой раствор в диметилформамиде продукта конденсации диаминодифенилового эфира с пиромеллитовым диангидридом Термоотверждаемая композиция имеет следующий состав в мас.

13,5%-ный раствор полиамидокислоты 66-82,5 Триэтиленгликольдиметакрилат 16,5-32,0 Азобисизобутиронитрил 1,0-2,0 После смешивания компонентов композицию наносят на изолируемую поверхность многожильного кабеля любым методом и затем нагревают кабель до температуры 250^oC в течение 2-3 ч. При нагревании происходит превращение полимерной композиции в полиимидную пленку.

Для получения покрытия с высокими изоляционными характеристиками, устойчивого к многократным перегибам, нагревание следует проводить в следующем режиме: 20-40 мин при 100^oC, 30-60 мин при 150^oC, 20-40 мин при 200^oC и 20-40 мин при 250^oC.

Наилучшие результаты достигаются при нагревании кабеля с нанесенной на него композицией в следующем режиме: последовательно нагревают в течение 30 мин при 100^oC, 60 мин при 150^oC, 30 мин при 200^oC и 30 мин при 250^oC.

Время, в течение которого осуществляют нагрев кабеля от 100^oC до 150^oC, от 150^oC до 200^oC и от 200^oC до 250^oC, является произвольным, поскольку этот фактор не влияет на качество полученной полиимидной пленки.

Преимущественно по способу используют композицию следующего состава, мас.

13,5%-ный раствор полиамидокислоты в диметилформамиде 70,2
Триэтиленгликольметакрилат 28,3
Азобисизобутиронитрил 1,5
Полученное при этом отвержденное полимерное покрытие на полиимидной основе имеет толщину 82 мкм, стойкость к двойным перегибам на радиусе 3 мм и угле перегиба 90^o 68000 двойных перегибов при сохранении целостности слоя.

При осуществлении изобретения достигается следующий технический результат высокая изолирующая способность полученного покрытия, отсутствие коррозии меди в течение 6-10 мес, высокая эластичность покрытия, а также простота реализации способа и его безопасность. Указанный технический результат достигается только совокупностью всех существенных признаков: составом композиции и режимом ее отверждения. Только в совокупности эти признаки позволяют получить покрытие с заданными свойствами. Если состав термоотверждаемой композиции или количественное соотношение ее компонентов, а также время нагревания композиции отличается от указанного выше, получаемая пленка не имеет равномерной толщины, ухудшаются ее адгезия к поверхности кабеля, пленка в некоторых местах отслаивается от поверхности кабеля, ухудшаются изоляционные характеристики пленки, а также ее эластичность.

Пример 1.

а) Получение термоотверждаемой защитной композиции.

В трехгорлую колбу с мешалкой, термометром и обратным холодильником загружают 82,5 г промышленного раствора полиамидокислоты марки АД-9103, 16,5 г эфира триэтиленгликольметакрилата (ТГМ-3) и 1,0 г азобисизобутиронитрила и перемешивают до получения однородного раствора.

б) Получение защитной пленки.

На подлежащие изоляции участки многожильного плоского кабеля наносят термоотверждаемую композицию обмакиванием кабеля в композицию. Избыточному количеству нанесенной композиции позволяют стечь. Затем кабель с нанесенной композицией нагревают в течение 30 мин при 100^oC, 60 мин при 150^oC, 30 мин при 200^oC и 30 мин при температуре 250^oC.

Полученный защитный слой обладает высокой изолирующей способностью и эластичностью: коррозии меди не наблюдалось в течение 6 мес, а целостность покрытия не нарушалась до проведения около 40000 двойных перегибов на радиусе 3 мм при угле перегиба 90^o.

Пример 2. Проводили аналогично примеру 1.

Для приготовления термоотверждаемой защитной композиции использовали 66,0 г раствора полиамидокислоты марки АД-9103, 32,0 г эфира ТГМ-3 и 2,0 г азобисизобутиронитрила. Композицию наносили на участки кабеля с помощью валика.

Полученное полиимидное изоляционное покрытие имеет следующие характеристики: коррозии меди не наблюдалось в течение 5 мес, а целостность покрытия не нарушалась до проведения около 38000 двойных перегибов на радиусе 3 мм при угле перегиба 90^o.

Пример 3. Проводили аналогично примеру 1.

Для приготовления термоотверждаемой защитной композиции использовали 70,2 г раствора полиамидокислоты марки АД-9103, 28,3 г эфира ТГМ-3 и 1,5 г азобисизобутиронитрила.

Полученное полиимидное изоляционное покрытие имеет следующие характеристики: коррозии меди не наблюдалось около 10 мес, проведение около 68000 двойных перегибов в условиях примера 1 не нарушало целостности покрытия.

Формула изобретения

1. Способ изоляции плоского многожильного кабеля полимерной пленкой на полиимидной основе, заключающийся в том, что на поверхность кабеля наносят термоотверждаемую композицию, содержащую раствор полиамидокислоты формулы

в диметилформамиде, и отверждают нанесенную композицию путем нагревания с получением пленки на полиимидной основе, отличающийся тем, что используемая термоотверждаемая композиция дополнительно содержит триэтиленгликольдиметакрилат и азобисизобутиронитрил при следующем соотношении компонентов, мас.

13,5%-ный раствор в диметилформамиде полиамидокислоты 66,0 82,5
Триэтиленгликольдиметакрилат 16,5 32,0
Азобисизобутиронитрил 1,0 2,0
а нагревание проводят последовательно 20 40 мин при 100^oС, 30 60 мин при 150^oС, 20 40 мин при 200^oС и 20 40 мин при 250^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагревание проводят последовательно 30 мин при 100^oС, 60 мин при 150^oС, 30 мин при 200^oС и 30 мин при 250^oС.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что композиция имеет состав, мас.

13,5%-ный раствор полиамидокислоты в диметилформамиде 70,2
Триэтиленгликольдиметакрилат 28,3
Азобисизобутиронитрил 1,5