общим свойством - быстрой полимеризацией, высокой цементирующей и пропиточной способностями и повышенной нагревостойкостью, отл'ичаются друг от друга различной вязкостью, что позволяет осуществлять выбор необходимой марки-в зависимости от конструкционных особенностей пропитываемых изделий [66].

Технологические указания и режим пропитки комша-ундами КП приведены в гл. 3.

Компаунды ЭПМ-1 (ОАЮ.504.008 ТУ) и ЭПМ-2 (ТУ 6-09-15-822-72) представляют собой продукты, содержащие эпоксиметакриловую основу с сиккативом и стабилизатором. Эти компаунды по свойствам аналогичны компаундам К'П-101 и КП-103, но отличаются от них некоторой эластичностью (Э:ПМ-;2) и высокой вязкостью.

12 г¥

36 48 во Время, ч

72. 84 дБ

Рис. 2-6. Потеря массы компаундов в зависимости от продолжительности теплового старения при температуре госс.

/ - КП-18; 2 -КП-101; 3 -ЭПМ-2; 4 -КП-103.

Компаунды ЭПМ сочетают свойства эпоксидных смол (высокая адгезия, влагостойкость и др.) с большой скоростью полимеризации, характерной для пропиточных материалов типа КП.

Важным преимуществом компаундов ЗПМ по сравнению с КП-18 является высокая влагостойкость. Так, после выдержки в воде в течение 30 сут рг, ЭПМ-2 на два порядка выше, чем у КП-18, значение tg б у ЭПМ также более стабильны при увлажнении.

Повышеннйя вязкость компаундов ЭПМ-! и ЭПМ-2,. отсутствие в них растворителей и агрессивного влияния на эмаль-изоляцию провода (ПЭВ-Й), высокие электрические свойства и хорошая адгезия к проводу, а также непродолжительный режим и невысокая температура

полимеризации (125°С -2 ч или 150°С - 15-20 мин) способствовали их-применению в методе совмещенной намотки и компаундирования катушек трансформаторов и дросселей. Сущность этого метода заключается в выполнении компаундирования непосредственно при намотке катушек на станке рядовой намотки с помощью несложного специального устройства (см. гл. 3).

Помимо упрощения технологии, сокращения. затрат труда и экономии электроэнергии, совмещенный процесс компаундирования дает возможность сохранять гибкость выводных концов, ломкость которых inocjie обычной пропитки окунанием часто является причиной брака намоточных изделии.

На рис. i2-5 видна невысокая потеря массы образцов эпоксидно-метакриловых компаундов при воздействии температуры 200°С в сравнении с компаундом КП-18.

. Ниже приведены сравнительные свойства компаундов ЭПМ [67, 68]. Свойства компаундов ЭПМ

ЭПМ-1 ЭПМ-2

(ТУ ОАЮ. 504. 008) (ТУ 6-09-15-822-72)

Вязкость 70%-ного раствэра в толу- - -

оле по ВЗ-4 при 20°С...... 18-36 18-36

Усадка, %............ 2,2 1,0

Цементирующая способноеть по методу пучка при 20°С, Н..... 400-420 420-450

Продолжительность полимеризации в толстом слое с инициатором при

125+2°С, мин .......... 25 25

Удельное сопротивление, Ом-м:

при 20°С............ >6-10> >5.102

после воздействия относительной влажности 95-98 % при 40°С

(56 сут) .......... 10 2-10

после теплового старения (1000 ч)

при температуре 140°С .... >6-102 5-10

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц:

при 20°С......... . . . 0,022 0,027 .

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С

(56 сут)........... 0,036 0,042

после теплового старения- (1000 ч)

при температуре 140°С .... 0,020 0,022

Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 Гц:

при 20°С........... 38 3,6

после воздействия относительной . влажности 95-98 % при 40°С (56 сут) ...........4,1 4,1

после тегшового старения (1000 ч)

при температуре 40°С .... Электрическая прочность, МВ/м:

при 20°С ............

после воздействия относительной

влажности 95-98уо при 40°С

(56 сут)...........

после теплового старения (1000 ч)

при температуре 140°С .... Срок хранения, мес, не .менее . . .

Для пропитки намоточных изделий с изоляцией класса нагревостойкости Н для работы кратковременно прл температуре 250С применяются кремнийорганичёские компаунды К-67 и аналогичный ему К-67ф, но отличающийся отсутствием в нем наполнителя (аэросил).

Эти материалы представляют собой олиговинилор-ганосилоксаны, отверждаемые в присутствии инициатора - перекиси дикумила.

Оба компаунда практически не содержат летучих продуктов и связанных с кремнием остаточных гидро-, ксильных групп.

Режим отверждения компаундов К-67 и К-67ф сту-. пенчатый: при 125С -4 ч, при 150°С-1 ч и при 2О0С-15 ч. Цементирующая способность этих компаундов при 200°С не ниже 100 Н. Свойства их приведены ниже У17].

Свойства компаундов К-57 и^К-бУф (ТУ 6-02-844-74)

К-67 К-67Ф

Диапазон рабочих температур, °С..... -60н-+200 -60--f 200

Содержание сухого остатка, %, не менее 97 95

Вязкость по ВЗ-1, с, при 70°С...... 60-90 30-60

Цементирующая способность, Н, не менее:

при 20°С.............. 370 260

при 180°С.............. 120 60

Удельное сопротивление, Ом-м:

при-20°С.............. 4,7.1013 2,1-10

при 200°С.............. 5,6-10 4,3-10 .

после воздействия относительной влажности 95-98 /о при 40°С в течение 48 ч 1,1 10= 3,2-10>5 Электрическая прочность, МВ/м, не менее 25 25

Пропиточно-заливочные и обволакивающие полиэфирные и полиуретановые компаунды. Компаунды на-основе сшитого полибутилметакрилата типов МБК (МБК-1, 2 и 3) отличаются содержанием пластификатора (от О до 10%). Промышленностью они производятся с вязкостью до 10 мин по вискозиметру ВЗ-4 при 20°С.

Для получения литой изоляции в производствеиМьй условиях используются методы отверждения этих компаундов как при повышенной температуре, так и при комнатной. В случае тонких слоев, холодная полиме-ризеция. которых затрудняется ингибирующим действием кислорода воздуха, процесс осуществляют в атмосфере азота или углекислого газа.

Возможность полимеризации компаундов МБК при температуре 20-70°С является важной для изделий, не допускающих применения высоких температур полимеризации.

Превращение жидкого фторполимера в твердый полимер сопровождается нарастанием количества коагулянта, постепенно заполняющего залитый объем снизу вверх. Эта особенность образования сшитых полимеров объясняет тот факт, что компаунды МБК, компаунды КС-1 [88] и аналогичные им материалы практически не дают усадки по стенкам литьевых форм. Происходящее при отверждении понижение уровня компаунда учитывается технологическим припуском в формах (10-15% по объему). -

Ввиду- высокой адгезии и отсутствия усадки компаундов МБК по стенкам форм последние должны покрываться специальной смазкой.

Полимеры МБК, являясь ора(Внительно слабо структурированными, сохраняют способность к некоторому размягчению при нагревании, но они неплавки и имеют хорошую формоустойчивость. Они обладают рядом ценных свойств: эластичность, влагостойкость, атмосферо-устойчивость, прозрачность, отсутствие склонности- к растрескиванию в слоях большой и малой толщины, инертность к меди и серебру, технологичность, низкая стоимость и др. По молекулярной структуре и электрическим характеристикам эти продукты относятся к полярным диэлектрикам. Они обладают способностью к хорошему поглощению вибраций, что связано, по-види-* мому, с их эластичностью и упругостью. Последнее определяет их использование в конструкциях, содержащих чувствительные к механическим воздействиям материалы или приборы, в которых применение жестких компаундов недопустимо.

Компаунды МБК применяются в изделиях с рабочей температурой - 60-- + 105С, а с минеральным напол-iJiTeM до 125°С. Введение в компаунды МБК-1 и МБК-2 некоторых стабилизаторов повышает их нагре-

востойкость до 1бО°С и пропитыва!гёщую способность в 2 -2,5 раза.

Электроизоляционные свойства компаундов существенно зависят от режима полимеризации: с повыщени-ем температуры дополнительного прогрева и с увеличением его продолжительности злектроизолящионные свойства улучшаются.

На рис. 2-6 показано, что компаунды МБК обладают высокой влаго- и водостойкостью. Зависимость Ещ1 компаундов МБК от толщины образцов приведена на рис.

% .в>1

5 10 Время,сут

Рис. 2-6. Зависимость влагопогло-

щения (-) н водо-

поглощения (-----) компаундов МБК от продолжительности воздействия среды. / - МБК-1: 2-МБК-2; 3-.МБК-3.

МВ/М

г 4

Толщина, им

Рис. 2-7. Зависимость электрической прочности компаундов МБК от толщины образцов. / -МБК-1: 2-МБК-2: 3-МБК-З.

2-7, И tg б (при 50 Гц) от температуры на рис. 2-8, из которых ©идно, что компаунды МБК обладают достаточно высокими электроизоляционнымп характеристиками.

Для полимера МБК-1 при частоте 10 Гц характерен максимум дипольных потерь при 40°С (tg6=0,08), для МБК-3 при 20°С (tg б = 0,085). Максимальные значения tg6 (не превышающие при указанной частоте 0,02) расположены в области отрицательной температуры -20-:-бОС и положительной 80-120°С соответствен но. Максимумы tg б на кривых частотной зависимости полимеров МБК находятся при 10-10 Гц (tg 6=0,08), минимумы-при 10 Гц (tg 6=0,01-0,02).

Если компаунды МБК применяются только как пропиточные средства, то в них рекомендуется вводить около 0,1%перекиси бензоила. Полимеризацию после вакуумной пропитки и после каждого следующего покрытия (обволакивание) следует производить при 70~80°С

2-3 ч и при 100-110°С в течение 1-2 ч. После последнего покрытия следует дополнительная печная сушка при 125Х в течение 6-8 ч. В случае применения компаундов МБК в качестве заливочных материалов последние могут подвергаться термической или холодной полимеризации. -

При холодной полимеризации в состав компаунда, кроме перекиси бензоила (1,5--2,5%) вводится также диметиланилин в количестве 0,5-27о, при tgjS этом жизнеспособность

0,12

0,09

0,03

Pv, Ом-м

ом -10

25 50 75 too Температура, °с

компаунда не превышает 2 ч.

С целью улучшения теплоотдачи, а также для изделий, сильно нагруженных металлом и работающих в условиях воздействия резких смен температур, применяют заливку обмоток компаундами МБК с минеральными наполнителями (тальк, слюда, пылевидный кварц и др.). Например, введение в компаунды МБК пылевидного кварца в соотношении 1 : 1,5 увеличивает коэффициент теплопроводности литой изоляции в 4-5 раз. Введение в компаунд МБК минеральных наполнителей также повышает твердость, снижает размягчаемость при повышении температуры и улучшает температурную зависимость удельного сопротивления, но ухудшает другие электроизоляционные характеристики и влагостойкость. Электрическая прочность компаунда МБК-1, наполненного пылевидным кварцем или тальком, примерно на 35% .ниже, чем у ненаполненного компаунда.

Компаунды МБК применяют в качестве пропиточных (в основном МБК-2 для пропитки трансформаторов, имеющих тонкие сечения проводов, пермаллоевые и ферритовые магнитопроводы), заливочных или обвола-кивающих (МБК-1) в чистом виде или с наполнителем.

Рис. 2-8. Зависимость удельного сопротивления и тангенса угла диэлектрических потерь при 50 Гц компаундов МБК от температуры, i -МБК-1; 2 -МБК-2; 3 -МБК-3.

а TaKjke компаунд МБК-3 (в основном для изделии с повышенной холодостойкостью). Высокая эластичность компаунда МБК-3 заставляет осуществлять заливку им изделий в кожухах из пластмассы или металла.

Компаунды МБК нашли широкое применение для защиты полупроводников, получения литых прозрачных блоков электронной аппаратуры, пропитки и заливки трансформаторов (в том числе вибростойкого исполнения) и, в частности, для изделий влагостойкого и водо-погруженного типа.

К недостаткам компаундов МБК следует отнести их способность к размягчению при температуре выше 70-80°С (однако они не плавятся даже при более высоких температурах) и несовместимость компаундов с целым рядом материалов: клей БФ, провод ПЭЛ, ла-коткани, лакошелк, линоксиновые трубки, резина и др. [69].

Метакриловый компаунд КМ-9 (ТУ 6-09-1668-72)

представляет собой сш.итый полинонилметакрилат, весьма мягкий и эластичный неплавкий продукт с холодостойкостью до -60°С.

В состоянии поставки компаунд КМ-9 имеет вязкость до 25 мин по вискозиметру ВЗ-4. Полимеризация его ведется с перекисным инициатором по режимам 24-30 ч при 70°С или 2-3 ч при 70-100°С и затем 125°С в течение 10-12 ч. Он полимеризуется также при комнатной температуре в течение 24 ч с добавкой активатора.

Основные свойства компаунда КМ-9 приведены ниже.

Свойства компаунда КМ-9

Относительное удлинение, % ............. 900-1000

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа .... 0,06-0,07 Температурный коэффициент линейного расширения, °С- llO-lO- Удельное сопротивление, Ом-м:

при 20°С.................... 10

при ЮбС.................... 10

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц:

прн 20*С....................0,016-0.017

после воздействия относительной влажности 95-98%

при 40С (30 сут)...............0,017-0,019

Диэле-ктрическая проницаемость при частоте 10 Гц

пригсс..................... 3,5-3,6

Электрическая прочность, МВ/м........? 24-25

Зависимости tg 6 компаунда КМ 9 от частоты и температуры представлены на рис. 2-9.

Из рис. 2-9 видно, что максимальные значения tg6 в соответствии с пониженной точкой стеклования (в сравнении с полибутилметакрилатом) сдвинуты в область более низкой температуры (+б°С при lOj Гц и --25°С при 20 Гц). Минимальные значения tgo (0,002-U,UU4) наблюдаются в области частот 200-1000 Гц в зоне рабочих температур 60-100°С.

Рис. 2-9. Зависимость tgfi компаунда КМ-9 от частоты и температуры.

1 - 20 Гц; 2-50 Гц; 3 - 200 Гц; 4- 1000 Гц; 5-5000 Гц.

По внешнему виду компаунд КМ-9 напоминает низкомолекулярный полиизобутилен. Он отличается рядом ценных свойств: не токсичен, химически инертен, обладает повышенной жизнеспособностью, хорошей адгезией и влагостойкостью. Высокая его эластичность не вызывает заметных ухудшений магнитных характеристик при заливке им магнитопроводов и не вызывает нарушений целостности проводов тонких сечений и тонкопленочных схем. Мягкий прозрачный и бесцветный компаунд КМ-9 позволяет контролировать залитые детали электронных схем с помощью' прокалывающих щупов. По удалении щупа место прокола самозалечивается .

Компаунд КМ-9 применяется для герметизации конструкций с сердечниками из пермаллоя, а также микроэлементов с заполнением в оболочке (кожух пластмассовый или металлический). Обычно применяемые для этих целей кремнийорганические эластомеры типа СКТН и др. не всегда отвечают предъявленным требованиям из-за пониженной адгезии, а полиуретановые недоста-

точно технологичны и заметно снижают электрические характеристики с повышением температуры.

Испытания изделий типа ячеек памяти, ферритовых и пермаллоевых магнитопроводов, залитых компаундом КМ-9, показали незначительный уход их характеристик в интервале температур от -60 до --150°С.

Недостатком этого материала является длительность полимеризации. Аналогом компаунда КМ-9 является компаунд КМ-79 (ТУ 6-09-3310-73). Последний отличается исходным сырьем, он дешевле и доступнее [72]. Применяется для менее ответственных изделий к которым не предъявляются требования высокой холодостойкости.

Полиуретановый компаунд К-30 представляет собой продукт сополимеризации 1,6-гексаметилендиизоциана-та (продукт 102-Г), касторового масла и стирола; компаунд К-31 (ВТУ ВЭИ 9-56) является продуктом сополимеризации толуилендиизоцианата (продукт 102 Т), касторового масла и стирола. Эти компаунды холодостойки (до -80°С) и эластичны, что особенно ценно для заливки аппаратуры, работающей в условиях воздействия больших вибраций и ускорений.

Благодаря эластичности они применяются для герметизации схем, содержащих электронные лампы и другие хрупкие, а также чувствительные к. сжатию детали.

Необходимым условием получения монолитной изоляции при заливке полиуретановыми компаундами является отсутствие в реагентах даже следов влаги, которая активно реагирует с диизоцианатами; выделяющийся при реакции диизоцианатов с влагой углекислый газ способствует образованию в полимере пор. По этой причине необходима также тщательная сушка заливаемых изделий. Свойства отвержденных компаундов приведены ниже.

Свойстваполиуретановых компаундов

К-ЗО к-31

Диапазон рабочих температур, С.....-80-т-Ь125 -80-1-1-125

Водопоглощение в течение 30 сут, /о . . 0,33 0,33

Удельное сопротивление, Ом-м, при 20 С 5,5-10 2,7-10 Тангенс угла диэлектрических потерь:

при частоте 50 Гц и 20°С...... 0,032 0,08

при частоте 10 Гц и 20С...... 0,025 0,07

при частоте 10 Гц и 20С...... 0,072 0,02

Диэлектрическая проницаемость грн частоте 10 Гц и 20°С............ 6,5 4,4

Электрическая прочгюсть, МВ/м . . , . . 27 29

Отверждение компаундов К-30 и К-31 при комнатной температуре происходит в течение 2-4 дней, а при температуре 60-SOC от-2 до 7 ч. С целью увеличения механической прочности залитые изделия дополнительно прогреваются от 16 до 24 ч. Хорошая адгезия этих компаундов к металлам, а также их влагостойкость обеспечивают надежную работу деталей в условиях высокой влажности.

К недостаткам компаундов К-30 и К-31 следует отнести относительно невысокие свойства при повышенных температурах (особенно tg6), большую усадку (5-70/0), а также токсичность исходных компонентов и их чувствительность к влаге. Отмеченные недостатки ограничивают области применения этих ценных материалов [73].

Полиуретановые компаунды КГ-102, КГ-102/65 и КГ-102175 (ВТУ ОАИ. 504. 027) представляют собой смесБ касторового масла с гексаметилендиизоцианатом, а КТ-102-смесь касторового масла с толуилендиизоци-анатом (ВТУ ОАИ. 504. 042).

В отличие от компаундов К-30 и К-31 указанные компаунды обладают незначительной усадкой (0,02- 0,3%),. что особенно важно в случае заливки ими элементов и материалов, чувствительных к деформации (ферриты, пермаллой и др.)-

В компаунде КГ-102 все имеющиеся гидроксильные группы касторового масла связаны гексаметилендиизоцианатом, поэтому получаемый эластичный полимер имеет большое количество поперечных сшивок и малое удлинение при разрыве. Тепловое старение компаундов при температуре 120°С в течение 1000 ч не вызывает потерю эластичности.

В полимеризованном состоянии эти компаунды прозрачны, имеют светло-желтый цвет и хорошую холодостойкость (-80°С).

Электроизоляционные свойства компаундов приведены в табл.. 2-3.

Указанные компаунды резко ухудшают электроизоляционные свойства при повышении температуры.

Модификацией компаунда КТ-102 являются компаунды КТ-102М и КТ-102МО, которые в сравнении с компаундом КТ-102 и КГ-102 несколько менее токсичны. В основе компаундов КТ-102М и КТ-102МО содержание токсичного продукта 102 Г снижено за счет применения менее токсичного 102Т.