применения коллоидного кремнезема и волокнистых наполнителей, например молотого стекловолокна и асбеста, максимально допустимая для заливки вязкость компаунда получается при введении менее 10-15 частей наполнителя на 100 частей смолы (по весу). Из-за их спбсобности быстро повышать вязко'сть смешивать эти наполнители со смолами несколько труднее, чем другие виды наполнителей.

Наиболее часто, применяемые наполнители, такие как кремнезем, карбонат кальция и тальк, можно вводить в количестве 50-150 или более частей на 100 частей смолы (при размере частиц 200-326 меш). Такие наполнители, как окись алюминия, порошкообразный алюминий и силикат кальция, можно вводить в количестве до 200 частей на 100 частей омолы. Тяжелые наполнители, как железо, окись железа и медь, можно использовать в количестве до 300 частей и больше на 100 частей смолы. Песок с частицами крупных равмеров (60 меш и больше) часто вводят в количестве до. нескольких сотен частей на 100 частей смолы.

Вообше говоря, наполнители, которые можно вводить в большом количестве, имеют большую склонность к оседанию, чем легкие наполнители. Почти во всех случаях для поддержания наполнителей во взвешенном состоянии в суспензии в течение определенного периода времени требуется перемешивание. Некоторые из тяжелых наполнителей, например порошок меди или крупнозернистый песок, могут оседать так быстро, что затрудняется заливка, даже если операция заливки следует сразу за перемешиванием. При использовании кремнезема, слюды и карбоната кальция, а также других широко распространенных наполнителей с размером частиц 200-325 меш поддерживать их в суспензии относительно легко путем очень медленного перемешивания в емкостях для компаундов.

Количество вводимого наполнителя не обязательно ограничивается начальной вязкостью смолы. Если смола стабильна при нагреве (например, эпоксидные смолы), ее можно свободно нагреть до 60-70° С или выше и, таким образом, сильно снизить вязкость, что позволит ввести больше наполнителя. В частности, эпоксидная смола общего назначения с вязкостью 120-160 пз при комнатной температуре может быть доведена до вязкости око-

ло 1.0. пз нагревом до 70°iC. При смешивании с нагретой смолой кремнезема с размером частиц 32б меш можно ввестив количестве 200 частей на 100 частей смолы. Выполнение той же операции при комнатной температуре при высокой начальной вязкости также может быть осуществлено, но введение даже небольшого количества кремнезема может привести к получению компаунда с вязкостью, слишком большой для заливки.

В некоторых случаях часть наполнителей, таких как слюда и бентонитовые глины, вызывает желатинизацию ряда смол. Это явление может служить причиной ненормально высокого иовышения вязкости при использовании этих наполнителей.

Тиксотропные наполнители. Коллоидальный кремнезем и другие тиксотропные наполнители, которые имеют тенденцию повышать вязкость при очень низком содержании в кохмпаундах, редко используются в заливочных системах. Однако они обычно применяются в рецептурах, предназначенных для герметизации изделий способом макания, так как эти наполнители обеспечивают толстые покрытия с тиксотропными свойствами. Они легко наносятся методом макания или кистью, но не стекают во время отверждения. Наполнители этого типа обычно имеют очень большую поверхность при очень' малом размере частиц. Типичными наполнителями такого рода, которые применяются для получения тиксо-тропных систем, являются Cab-O-Sil (Godfrey L. Cabot, Inc.); Santocel (Monsanto Chemical Co.) и Bentone 34 (National Ledd Co.). Первыелва продукта являются наполнителями на основе кремнезема, а Bentone 34 представляет собой бентонитовую глину.

Эти тиксотропные наполнители лучше всего вводятся в смолу при помощи трехвальцевой мельницы или смесителей с сигмовидными лопастями. Применение этих смесителей позволяет получить тиксотропный эффект с минимальным количеством наполнителя (Л. 6-6].

В качестве примера приведем рецептуру белого тик: сотропного компаунда [Л. 6-6]:

Эпоксидная смола Epl-Rez 510 .... 26,79 вес. ч.

Эпоксидная смола Epi-Rez 504 .... 44,65 вес. ч.

Двуокись титана........... 17,85 вес. ч.

Bentone 34.............. 10,71 вес. ч.

Отвердителем для этой рецептуры служит Epi-Cure 82 в количестве 17,86 весовых частей на 100 частей смеси, указанной выше. Компаунд с отвердителем имеет жизнеспособность около 1 ч при комнатной температуре. Перемешивание смолы и наполнителей осушествляется в трехвальцевой краскотерке до получения вязкости 760 пз (по вискозиметру Брукфилда с ротором № 6 при 2 об/мин). Перемешивание с отвердителем производится после достижения этой вязкости.

Наполнители низкой плотности. Некоторые наполнители могут быть в виде полых шариков или сами по себе иметь малую плотность. Их вводят в заливочные смолы с целью получения заливочных наполненных компаундов малой плотности. Подробности технологического процесса и свойства компаундов приводятся в гл. 7. Однако ниже приводятся некоторые данные о наполнителях такого типа.

Микрошарики. Микрошарики-это крошечные пластмассовые шарики, наполненные азотом, диаметром от 0,0051 до 0,0089 мм. Они были -впервые разработаны с целью получения плаваюшего барьера для уменьшения потерь при испарении в хранилищах горючего и получили торговое наименование Microballoon. Однако их свойства оказались настолько интересны, что они стали применяться в качестве наполнителей низкой плотности в заливочных компаундах.

Хотя микрошарики могут изготовляться из большого числа пленкообразующих материалов, каковы поливинил-ацетат, поливиниловый спирт и неорганический силикат натрия, более всего распространены два материала на основе пластмасс - это фенольные и мочевинофор-мальдегидные микрошарики. Свойства этих наполнителей приведены в табл. 6-3.

Неорганические полые сферические наполнители. Хотя наполнители типа Microballoon обычно изготовляются из пластмасс, выпускается несколько типов неорганических наполнителей из полых шариков. Представителями таких наполнителей являются Kanamite и Eccosphere. Первый из них является материалом на основе глины (одноячеистым), в то время как эккосфе-ры делаются из стекла. Свойства этих двух материалов приводятся табл. 6-За и 6-36,

Таблица 6-3

Свойства микрошариковых наполнителей и для сравнения - кремнезема [Л. 7-16]

Свойства глиняных шариков [Л. 6-12]

Состав (О/о): SlOa-53; AI2O3 -2 5; РеОз - 7,2; СаО -9,2; MgO-5,8; NaaO и КаО-3,3.

Физико-механические свойства: влагопоглощаемость (72 ч при 82° С и 100% относительной влажности воздухаХ 0,01%.

Температурный коэффициент линейного расширения - 5,5Х Х10-° град-К

Таблица 6-36

Свойства стеклянных шариков Eccospheres фирмы Emerson and Cuming, Inc. [Л. 6-13]

Свойства

Марка шариков

Электроизоляционные свойства: Диэлектрическая проницаемость . . .

tgfi..... ...........

Удельное объемное сопротивление,

ом-см..............

Физико-механические свойства:

Удельный вес частиц, г/сж......

Объемный вес, кГ/ж'.........

Температура размягчения, °С .....

Прочность при сжатии, kFjcm . . . . Водопоглощаемость (за 24 ч), % . .

КРАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Красящие вещества обычно включаются в рецептуру компаундов для заливки или герметизации электронного оборудования. Окраска может достигаться путем применения готовых паст, пигментов или красок. Чаще всего применяются готовые пастообразные концентраты, так как их применение наиболее удобно для окрашивания компаунда потребителем. -

Красящие пасты обычно представляют собой смесь пигментов и красителей с разбавителем или реакционно способной.смолой, которая служит носителем. Например, если нужно окрашивать полиэфирные смолы, пигменты обычно растираются в полиэфирной смоле, так что окрашивающая паста будет в большей части реакционно способной частью компаунда. В случае эпоксидных компаундов пигменты растираются в эпоксидной смоле. Несмотря на то, что нужный цвет в большинстве случаев может быть получен независимо от того, какой носитель использован, лучше применять пасту на основе эпоксидной смолы для эпоксидных компаундов, на основе полиэфирной смолы для полиэфирных компаундов и т. д. Применение нереакционно способных смол может иногда приводить к нежелательному побочному действию. При заливке электронных устройств часто требуется окраска в небольших объемах, что не всегда легко осуществимо. В связи с этим много легче по возможности подобрать выпускаемые промышленностью стандартные красящие пасты. Однако в этом случае могут быть некоторые отклонения в цвете, особенно если потребитель пытается добиться того, чтобы цвет заливочного компаунда не отличался от цвета других частей объекта. iB некоторых случаях цвет может меняться не только от замеса к замесу, но и в процессе термообработки залитых изделий. По этой причине черный цвет является наиболее желательным, таК как он меняется меньше других. Небольшая разница в окраске в случае черного цвета меньше заметна.

Пигменты в чистом виде редко применяются потребителями заливочных компаундов, кроме тех случаев, когда потребители располагают собственными краскотерками и т. п. В то время как окрашивающие концентраты поставляются в уже растертом виде и могут вво-

Влияние пигментов на свойства полиэфирных смол [Л. 6-14]

Пигменты

Светостойкость

Теплостойкость

Кроющая способность

Химическая активность

Двуокись титана Окись цинка . . .

Черные:

Ламповая сажа

Углерод .....

Железо.....

Желтые:

Кадмий .....

Хром......

Ганза ......

Охра......

Красные:

Кадмий .....

Литоль.....

Пара .....

Толуидин . . . . Окись железа . .

Посредственная

Хорошая

Плохая

Хорошая

Хорошая

Хорошая

Посредственная Хорошая

Плохая Хорошая

Хорошая

Посредственная Хорошая

Плохая Хорошая

Посредс твенная Хорошая

Инертный Очень мощный ингибитор

Мощный ингибитор То же Инертный

Ингибитор Инертный

Инертный к ускорителям

Ингибитор

Слабый ингибитор Ингибитор

Инертный

диться в компаунд простым перемешиванием, пигменты должны растираться с компаундом. Некоторые свойства пигментов, вводимых в полиэфиры, приведены, в табл. 6-4.

Красители могут служить эффективным средством контроля концентрации и однородности при введении отвердителя в компаунд. В этом случае краситель добавляется к отвердителю, а при его смешивании с компаундом последний приобретает определенный цвет. Однако, для того чтобы использовать этот тип контроля, необходимо растереть в компаунде без отвердителя двуокись титана или добавить в компаунд красяший концентрат. Если этого не сделать, краситель будет давать оттенки, по которым невозможно контролировать однородность смешения. Только в том случае, если в koim-паунде присутствует двуокись титана, краситель будет легко давать нужный цвет. Такими красителями обычно служат судан оранжевый и судан зеленый.

Серый цвет трудно получить с помощью красителей, так как болвшинство черных красителей при- смешиваг нии с белым компаундом дает лиловый оттенок. Это приводит к тому, что при использовании красителей для целей контроля компаундов, оказывается необходимым ориентироваться не на тот цвет, который был задан, а на тот, который получается.

РАЗБАВИТЕЛИ И МОДИФИКАТОРЫ

Разбавители обычно используютая с высоковязкими смолами. Их основной целью является снижение вязко-ти для того, чтобы улучшить технологические свойства композиции или вводить в компаунд больше наполнителя. Второй важной причиной для их использования является стремление понизить стоимость заливочных ком;паундов. Вследствие высокой вязкости и дороговизны эпоксидных смол понятно, почему так много внимания уделялось разработке разбавителей для них.

Основным правилом при выборе разбавителя является требование совмещаемости с разбавляемой смолой. Например, в случае полиэфиров наиболее общеупотребительным разбавителем является стирол, так как он принимает участие в реакции отверждения. На практике промышленные полиэфирные смолы, применяемые для заливочных целей, обычно содержат в качестве сши-

вающего мономера 25-30% стирола. При этом смолы имеют низкую вязкость, облегчающую работу с ними. Вязкость может быть снижена в еше большей степени добавкой очень небольших количеств стирола, .так как последний обладает свойством очень сильно снижать вязкость. Добавка 5% стирола к любой промышленной полиэфирной смоле в очень значительной степени снижает вязкость. Таким образом, использование разбавителей с полиэфирными смолами не является проблемой, даже если требуется сильное разбавление.

Для эпоксидных смол предлагалось много разбавителей как реакционно способных (активных), так и инертных. Обычно предпочитают активные разбавители, так как они меньше влияют на изменение свойств отвержденных смол. Тем ,не менее применяются инертные разбавители, например ксилол, причем в низких концентрациях (до 5-10%) они не вызывают значительных изменений, которые влияли бы на применение смол для заливочных целей. В то же время обычно считают, что большинство разбавителей действует на те или иные свойства отвержденной смолы. Влияние различных разбавителей на физические и электрические свойства эпоксидных смол отражено в табл. 6-5 и 6-6.

Таблица 6-5

Влияние различных модификаторов на физико-механические свойства отвержденной эпоксидной смолы [Л. 6-10]