в некоторых пределах могут изменяться исходные .компоненты и их количество. Например, в компаунде ЭЗК-4 допускается замена отвердителя МА на смесь с ФА; в компаундах ЭПК-4, ЭЗК-Ю и др. можно МА заменить на МТГФА, компаунд ЭПК-4 может применяться без пластификатора, компаунд ЭЗК-6 может отверждаться МА, отвердителем № 254 и др., в компаунде ЭЗК-6 можно смолу ЭД-20 заменить на ЭД-16 и др. В пропиточных компаундах смолу ЭД-20 целесообразно заменить на менее вязкую смолу ЭД-22.

Технология приготовления и технологические указания по герметизации эпоксидными компаундами изложены в гл. 3.

Основные положения, которыми обычно руководст-г.вуются при выборе режима отверждения эпоксидных компаундов, следующие. Процесс отверждения не должен сопровождаться значительным выделением тепла, приводящим к возрастанию температур компаунда выше окружающих. Температурные условия отверждения должны обеспечить получение усадки компаунда, отве-чающей заданным требованиям (малой - при изолировании больших масс металла и большой - при охвате арматуры для герметизации места стыка):

температура окружающей среды (печи) должна обеспечить проведение процесса отверждения за возможно короткое время;

длительность отверждения при выбранной температуре должна обеспечить .достижение физико-механических характеристик, присущих данному типу компаунда.

Согласно данным (42, .45] для компаундов, отвержденных малеиновым ангидридом, рекомендуется следующий ступенчатый режим полимеризации: нагрев при температуре 85±5°С-10 ч, повышение температуры до 120°С, выдержка при температуре 120+5Х-10 ч.

Эпоксидно-полиэфирные компаунды получают при совмещении диановых омол (ЭД-20, ЭД-16 и др.) с реак-ционноспособным'И полиэфиракрилатными полиэфир-малеинатными олигомерами. Эти компаунды обладают невысокой вязкостью и хорошей жизнеспособностью. Отвержденные компаунды характеризуются большей эластичностью, лучшей холодостойкостью, хорошей механической прочностью. Эпоксиднополиэфирные компаунды отверждают главным образом аминами, однако возможно их отверждение и ангидридами. В этом случае реко-

0,07

0,04

мендуется дополнительно вводить перекись бензоила (0,5-0,2%).

Изучение свойств некоторых эпоксиполиэфирных.компаундов показало, что tg6 при температурах старения у компаундов ЭЗК-7 и ЭПК-3 в результате нагревания в течение 1000 ч при 100 и 150°С почти не изменяется и составляет соответственно 0,035 и 0,040. Аналогичные данные имеет компаунд ЭЗК-6 при температуре старения 100°С, старение же образцов этого компаунда при 150°С приводит к увеличению tg6 (рис. 2-11).

Электрическая прочность компаундов, измеренная .при 20°С, в процессе теплового старения (1000 ч при 150°С) несколько снижается у компаундов ЭЗК-6 и ЭЗК-7. У компаунда ЭПК-3 после 250 ч старения этот показатель имеет тенденцию к увеличению (рис. 2-12).

Исследование ударной вязкости указанных компаундов показывает, что в процессе нагрева при. 150°С в течение 250 ч этот параметр снижается, а затем вплоть до 1000 ч старения остается без изменений.

0,01

300 еоо 900

Время, ч

IZOO

Рнс. 2-11. Зависимость tgo эпоксидных компаундов от продолжительности теплового старения при различных температурах: ---- юсе,

-------ISOX.

; -ЭЗК-7; 2-ЭПК-3; 3 -ЭЗК-6.

Время, ч

Рис. 2-12. Зависимость fnp. эпоксидных компаундов от продолжительности теплового старения при температуре 150°С.

; -ЭЗК-7: 2 -ЭПК-3; 3 -ЭЗК-6.

Наименьшее снижение ударной вязкости наблюдается у компаунда ЭПК-3 - до 6 кДж/м^, наибольшее - у компаунда ЭЗК-6 до 2,5 кДж/м^.

Разрушающее напряжение при изгибе. после старения при температуре 150°С снижается у компаунда

нМф ппа е -90

Б - 70 Ч - 50

О 250 500 750 ПОО Время,V

Рис. 2-13. Зависимость разрушающего напряжения при изгибе

( ) и ударной вязкости

(---г'--) эпоксидных ком-

паундов от продолжительности теплового старения. / - ЭЗК-7; 2-ЭПК-3; З-ЭЗК-б.

0,03

0,05 0,01

А-Ом-н

еО 120 180

Темпераг1ура,°С

Рис. 2-14. Зависимость и tg б эпоксидных компаундов от температуры.

; -ЭЗК-7; 2-ЭПК-3; 3 -ЭЗК-6.

ЭЗК-6 до 34МПа, у ЭПК-3 до 70 МПа и только у компаунда ЭЗК-7 увеличивается, достигая 72,5 МПа (рис. 2-13).

Пребывание образцов вышеуказанных компаундов в условиях тропической, влажности (относительная влажность 987о при температуре 40°С) практически не .изменяет tg б у компаунда ЭПК-3, но в значительной степени влияет на этот параметр у компаунда ЭЗК-6. Ниже приводится ряд зависимостей для компаундов ЭПК-3, ЭЗК-6 и ЭЗК-7. Из рис. 2-14-2-15. видно,что компаунд с кислотным отвердителем (ЭПК-3) в сравнении с компаундами ЭЗК-6 и ЭЗК-7, отвержденными алифатическими аминами, отличается меньшей зависимостью свойств от температуры. Удельное сопротивление компаунда ЭПК-3 в условиях тропической влажности остается на высоком уровне ( ЫО Ом-м), остальные компаунды этот параметр снижают на два-три порядка. Электрическая прочность этих компаундов в условиях ЗО-суточного пребывания в камере влажности падает с 24-30 до 10-15 МВ/м.

Определение частотной зависимости компаундов ЭПК-3, ЭЗК-6 и ЭЗК-7 при частотах от 100 кГц до 50 1мГц показало незначительный рост этой характерис-

1С

tkKH, что дает возможность применения рассматривае- s/w мых материалов в данном диапазоне частот (рис. 2-16).

Компаунд ЭПК-3 и аналогичный ему ЭПК-6 находят широкое применение для пропитки обмоток трансформаторов, дросселей и других изделий. Компаунды ЭЗК-6 и ЭЗК-7 применяются для заливки трансформаторов, радиоблоков, микроэлементов и других изделий [77].

Компаунд ЭЗК-б соот-р ветствует выпускаемому промышленностью эпокси-полиэфирному компаунду К-115* (СТУ 30-141-48-63). Промышленностью выпускаются эпоксиполиэфирные компаунды марок К-168 (МРТУ 6-05-1023-66), К-293 (СТУ 30-14130-62)* и др. [42, 43]. Обш.ими недостатками .рассмотренных выше марок эпоксиднополиэфир-

Температура, С

Рис. 2-15. Зависимость Епр эпоксидных компаундов от температуры.

i -ЭЗК-7; 2 -ЭПК-3: З-ЭзК-6.

-0,03

Цог

Рис. 2-16. Зависимость tg б и 8 элоксидных компаундов от частоты.

; - ЭЗК-7: 2 - ЭПК-З; 3 -ЭЗК-6.

Частота, Гц

ных компаундов являются твердость и малое относи-. тельное удлинение при разрыве.

Недостаточная эластичность этих материалов весьма затрудняет их использование для герметизации крупногабаритных изделий или миниатюрных, но содержащих чувствительные к деформации изделия или материалы,

* Вьшускаемые Промышленностью эпоксидные композиции К-II5, , К-168,К-293 -и Др. называются модифицированными эпок-сидиымн \ смолами.

а также микропровода, h первом случае возникает опасность растрескивания заливки, во втором-нарушение нормальных рабочих характеристик изделий. Эти явления особенно часто возникают при воздействии низкой температуры, термоударов и теплового старения.

Применяющиеся во избежание этого методы демпфирования, например, предварительное покрытие изделий компаундами на основе каучуков СКТ, СКТН и др., значительно осложняют технологию и не всегда гарантируют получение необходимой надежности. В связи с этим создание эластичных эпоксидных компаундов, сохраняющих эластичность при низкой температуре, является весьма актуальным.

sf Стремление сделать циановые эпоксидные полимеры более эластичными привело к разработке значительного количества рецептур (некоторые из них приведены выше), предусматривающих наряду с обычными отвердителями применение инертных или химически активных по отношению к эпоксидной смоле пластификаторов дибутилфталат, полиэфирные смолы, алифатические эпоксиды). Для решения этой задачи используются также методы модификации эпоксидных смол, например, посульфидами (тиокол), низкомолекулярными полиамидами, карбоксилатными каучуками и тому подобными веществами. Ниже рассматриваются некоторые эластичные эпоксидные компаудаы.

Эпоксидно-тиоколовые компаунды марок 10-10 и 10-20 наиболее широко применяются в радиоэлектронной аппаратуре. В табл. 2-6 приведен состав этих компаундов.

Таблица 2-6

Состав эпоксидно-тиоколовых компаундов

Компаунд 10-20 отличается от компаунда 10-10 большей эластичностью и холодостойкостью, что достигается увеличенным содержанием низковязкого тиокола с дополнительным введением полиэфира МГФ-9.

Компаунды допускают кратковременное использование (до 1000 ч) при температуре 100°С. Для этих компаундов рекомендуется применение эпоксидной смолы с содержанием эпоксидных групп не менее 20%, а отвердитель ПЭПА должен содержать титруемый азот в пределах 19-21%. Катализатором отверждения является диметилбензиламин.

Свойства отвержденных эпоксидно-тиоколовых компаундов приведены ниже.

Свойства эпоксидно-тиоколовых компаундов

10-10 10-20

Диапазон рабочих температур, С.....-60--f80 -70-н--80

Модуль упругости при растяжении, МПа . 11,2 0,4

Плотность, кг/м'........ ..... 1300 1200

Влагопоглощение, %........... 1,48 2,7

Усадка, %, не более........... 0,5 0,5

Жизнеспособность при температуре 20С,

мин .................. 20-60 20-40

Температура отверждения, С....... 80* 80

Время отверждения, ч . , ........ 8 10-16

Удельное сопротивление, Ом-ы:

при температуре: 20=С........ 6-10 4.10

80С........ 5.10 5.10

после воздействия относительной влажности 95-Эвуо при 40С (56 сут) . . 3-10 МО Тангенс угла диэлектрических- потерь при частоте 10 Гц:

при температуре: 20°С........ 0,08 0,05

80ОС........ 0,02 0,03

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С (56 сут) . . 0,09 0,14 Диэлектрическая рронииаемость при частоте 10 Гц:

при температуре: 20С........ 6 6,5

еО-С ......... 5,6 6,5

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40С (56 сут) . . 7,5 8,6 Электрическая прочность, МВ/м, при температуре 20С............. 13 14

* Компаунд 10-10 может отверждаться при комнатной температуре 16-20 ч.

Вышеуказанные компаунды применяются для герметизации ферритовых элементов, импульсных трансформаторов и дросселей на ферритах, различных элементов радиоэлектронной аппаратуры.

Компаундом 10-10 можно пропитывать и заливать изделия, компаунд 10-20 используется в основном как .задивочный материал.

- Промышленностью выпускаются эпоксидно-тиоколовые компаунды марок К-153 (СТУ 30-14161-64), К-126 (ТУ П-451-65), К-129 (ТУ № П-367-64) и др., предназначенные для герметизации различных изделий с температурой эксплуатации до 85°С.

Известно также множество рецептур ненаполненных и наполненных эпоксидно-тиокольных компаундов, предназначенных для изолирования электроэлементов, линий задержек и других деталей радиотехнической аппаратуры, не допускающих нагрева выше 80°С [49].

Эпоксидно-каучуковые эластичные компаунды получаются совмещением эпоксидных смол ЭД-20 или ЭД-16 с карбоксилатными низкомолекулярными каучуками. Эластичность сополимера возрастает при увеличении содержания каучука. Известны компаунды, содержащие бутадиен-нитрильные карбоксилированные каучуки марок СКН-10-5, СКН-18-1, СКН-26-1 и бутадиеновый каучук СКД в количестве от 20 до 200 мае. ч. на 100 мае. ч. смолы. Для снижения вязкости в некоторые компаунды вводят полиэфир МГФ-9. Эпоксидно-каучуковые компаунды в основном отверждают аминами (ПЭПА, ДЗТА) и. низкомолекулярными полиамидными смолами Л-18, Л-19, Л-20 (ТУ 6-05-1123-68), представляющими собой продукты конденсации димеризован-ных метиловых эфиров жирных кислот льняного масла и различных фракций полиэтиленполиамина, а также аналогичные продукты на соевом масле марок С-18, С-19 и С-20 и талловом масле Т-19 (ТУ №П-372-64), которые пригодны также для модифицирования эпоксидных компаундов с целью пластификации.

Компаунды ПЭК-18, ПЭК-19. ПЭК-20 и др. (ТУ 38-5-314-68) представляют собой композиции на основе эпоксидных смол, модифицированных карбоксилатными каучуками и полиэфирными смолами отверждаю-щиеся полиамидными смолами марок Л или С. Эти компаунды применяются для герметизации методом заливки различных изделий радиотехнического назначения, в конструкцию которых входят чувствительные к механическим воздействиям материалы (ферриты, пермаллой) и микропровода. Они работоспособны в диапазоне температур -60-+120°С, однако длительность работы при этих температурах должна устанавливаться экспериментально. Компаунды тропикоустойчивы и не вызывают коррозию серебра и цветных металлов. Жизнеспособность их 4 ч.

Отверждаются онги при температуре 20 С-24 ч с последующим термостатированием при температуре 50-60°С - 48 ч либо при температуре 35°С в течение 5-7 сут.

Промышленностью выпускаются эпоксидно-каучуковые компаунды К-139 (ТУ № П-313-62) и др. на рабочую температуру -60-r-i--100°С. Они отличаются повышенной эластичностью и хорошей адгезией, в связи с чем применяются также в качестве клеев (клеевые швы отличаются незначительными внутренними-напряжениями) .

Известен эпоксидно-полиамидный компаунд марки Д-140, представляющий собой композицию, состоящую из эпоксидной смолы ЭД-16-100 мае. ч., карбокси-латного каучука СКД-5 - 50 мае. ч. и полиамидной смолы Л-19 - 60 мае. ч. Компаунд работоспособен при температуре -60-н!-Ы00Х, применяется для изолирования трансформаторов, дросселей, функциональных блоков и других изделий. Режим отверждения ступенчатый: при температуре 20°С - 6 ч, затем 60°С - 2 ч и 100°С - 10 ч. Усадка компаунда 0,8%, жизнеспособность при температуре 60°С - 20 мин, ударная вязкость - 33 кДж/м^. Электрическая прочность и тангенс угла диэлектрических потерь (при частоте 50 Гц) при температуре 100°С составляют соответственно 20 МВ/м и 0,058. Аналогичный ему компаунд, состоящий из эпоксидной смолы ЭД-20- 100 мае. ч., каучука СКД-1 - 50 мае. ч., полиамидной смолы С-18 или Л-18 - 60 мае. ч., пылевидного кварца - 80 мае. ч. (отверждение при температуре 100°С-10 ч), применяется для заделки щелей между катушкой и магнитопроводом в высоковольтных трансформаторах и других изделиях.

Недостатками эпоксидно-полиамидных и других вышеприведенных эластичных компаундов являются небольшая жизнеспособность и малая нагревостойкость (до 110°С), что явно недостаточно для изделий повышенного класса нагревостойкости. В ряде случаев они не удовлетворяют также требованию отсутствия растрескивания, особенно при воздействии термоударов.

В литой изоляции (особенно крупногабаритных и металлоемких изделий) при воздействии низкой или резко изменяющейся температуры возникают значитель- ные механические напряжения, которые приводят к явлению растрескивания, связанному главным образом.

с малЬш относительным удлинением известных эпоксид ных компаундов на основе диановых смол. При весьма существенной разнице в температурных коэффициентах линейного расширения металлов и полимеров это же обстоятельство затрудняет применение заливочных компаундов для крупногабаритных изделий. Низкая эластичность известных эпоксидных компаундов ограничивает также их применение в герметизации миниатюрных деталей электронной аппаратуры, ферритовые и пермаллоевые магнитопроводы которых чувствительны к деформации при усадке и температурным изменениям размеров литой изоляции.

Для получения компаундов с пониженной темпера- турой стеклования и повышенной деформируемостью необходимо использование смол с высоким эпоксидным числом (ЭД-24, ЭД-20) и отвердителей с молекулярной структурой, отвечающей условиям повышенного расстояния между функциональными группами и подвижности связей между ними. К таким отвердителям относятся линейные олигомерные эфиры на основе адипиновой и себациновой кислот, например отвердители АГ-2 и СГ-2 [48, 78].

Оптимальные рецептуры компаундов: на 100 мае. ч. эпоксидной смолы следует вводить 4,0 К - 5,0 К отвердителей АГ-2 (ТУ ОАЮ. 509.029) или СГ-2 (ТУ 16-504-015-72) (К - эпоксидное число). Наилучшие электроизоляционные характеристики достигаются применением 4,0 К. Увеличение количества отвердителя повышает эластичность компаундов, при этом несколько ухудшаются электроизоляционные характеристики. Наибольшая эластичность и холодостойкость достигается с применением отвердителя СГ-2 или эвтектической смеси АГ-2 и СГ-2 в соотношении 55:45 (мае. ч.). С отвердителями АГ-2 и СГ-2 имеются компаунды ЭКА и ЭКС типа эластомеров с относительным удлинением при разрыве 100-200% Электрические свойства компаундов и их зависимость от температуры и частоты не отличаются от известных эпоксидно-полиэфирных компаундов.

Компаунды могут отверждаться по любому из нижеприведенных режимов: без ускорителя при температуре 130°С в течение 50-60 ч, при температуре 150°С в течение 24-30 ч и ступенчато при температуре 170°С в течение 15 ч, затем при температуре 200°С в течение 1-2 ч.

Ускорителем отверждения служит бутилортотитанат (МРТУ 6-09-2738-73), введение в компаунд которого в'количестве 1-5% сокращает длительность отверждения в 2 раза. Преимуществом компаундов ЭКА и ЭКС является их повышенная стойкость к термоударам.

Свойства компаундов можно видоизменять путем совмещения олигоэфиров АГ-2 и СГ-2 с ангидридными отвердителями.

Рис. 2-17. Зависимость электроизоляционных характеристик компаунда SKOK-ISO от продолжительности теплового старения при температуре 180°С ( )

8 -0,12

воздействия относительной влажности 05-98% .при 40°С (-----).

Л. Омм

е -0,08 -10

н ч -о,т -ю'

о

500 Bp ем я,ч

750 1000

Количественные соотношения отвердителей в смеси могут колебаться в широких пределах в зависимости от назначения компаунда. Смесь отвердителей АГ-2 и фталевого ангидрида определяет более высокие показатели р и tg6, чем у компаунда ЭКА, а компаунд,-отверждающийся смесью отвердителей АГ-2 или СГ-2 с МТГФА, отличается повышенными электроизоляционными и механическими свойствами.

Отвердитёли АГ-2 и СГ-2 могут отверждать не только эпоксидные смолы, но и эпоксидно-кремнийорганиче-ские.

Известен эластичный компаунд ЭКСК-180 на основе эпоксидно-кремнийорганической смолы марки СК-25, отвержденный олигоэфиром марки СГ-2. Относительное удлинение компаунда ЭКСК-180 составляет 100-110%, а разрушающее напряжение при разрыве 3,5-4,3 МПа. Рекомендуется он для заливки изделий с рабочей температурой до 180°С. Зависимость электроизоляционных свойств этого компаунда от продолжительности воздействия тропической влажности и теплового старения при температуре 180°С приведена на рис. 2-17. Компаунд рекомендуется отверждать по ступенчатому режиму: 100°С-4 ч, 120°С-6 ч н 140°С-16 ч. Этот компаунд предназначен для герметизации крупногабаритных из-