Дёлии с повышенными fleiJerpeEaMM, подвергающихся воздействию резких колебаний температур, а также малогабаритных изделий, содержащих чувствительные к механическим -воздействиям материалы или детали.

При необходимости получения компаундов с высокой термоударостойкостью, способных отверждаться при комнатной температуре, целесообразно применять модифицированную смолу ЭТУ-З по ТУ ОАЮ. 509.034, представляющую собой аддукт олигомера СГ-2 и низковязкой эпоксидной смоли с добав'кой нелетучего реактивного разбавителя.

На 100 мае. ч. смолы ЭТУ-3 применяют 7 мае. ч. диэтилентриамина (ДЭТА по МРТУ 6-09-3208-66) и отверждают при 20°С в течение 72 ч, из них не менее 10 ч в форме. Отверждение значительно ускоряется при температуре 60 SX.

Получаемый компаунд по области применения и свойствам примерно соответствует компаунду К-115, однако превышает последний на порядок при испытании в равных условиях на воздействие термоударов.

Смола ЭТУ-3 может отверждаться также ангидридами и другими отвердителями при повышенной температуре.

Совмещением эластифицирующих эпоксидных смол УП-563 и. УП-599 (ТУ № П-211-69), представляющих собой блок-олигомеры с концевыми эпоксидными группами (получаются путем конденсации олигодиэтилен-гликольсебацината УП-554 с эпоксидными смолами ЭД-20 и ДЭГ-1 соответственно), с различными другими эпоксидными смолами: ЭД-20, ЭД-16, ЭД-8, ЭДП, ЭЦ, ЭА, Э-181, ДЭГ-1, УП-63, УП-546 и т. п. -получают с заданными свойствами эластичные компаунды. Нужная вязкость обеспечивается введением в компаунды активных разбавителей: стирола, фенил- или бутилгли-цидного эфира; отвердителями их могут быть амины и ангидриды, при отверждении последними рекомендуется вводить ускорители отверждения - диметиламин, трисдиметиламинометилфенол (УП-606/2) и р-тиодигли-коль, при этом снижается температура отверждения до 70-80°С.

Введение в состав компаундов э>1астифицирующих смол способствует повышению их гибкости, ударной вязкости, холодостойкости, а также сопротивляемости резким перепадам температур.

Смеси смол УП-563 и УП-599 с другими эпоксидными смолами и активными разбавителями хранятся длительно (несколько месяцев) при температуре 20-60°С без изменения вязкости [46].

Компаунды на основе эластифицирующих эпоксидных смол используются для пропитки, заливки и обволакивания различных ЭРА, работающих в интервале температур -60-f- + l50°C, а также в качестве связую/ щих для порошковых эпоксидных композиций.

Таблица 2-7

К-эпоксидное число смолы ЭД-1В по паспорту.

Известно также, что полиангидриды различных ди-карбоновых кислот, являясь одновременно и флексиби-лизаторами, позволяют значительно повысить эластичность компаундов.

Применение для отверждения эпоксидной смолы ЭД-16 алифатического полиангидрида с длинной углеводородной цепью - полиангидрида себациновой кислоты марки УП-607 придает эластичность нагревостойко-му эпоксидному компаунду марки УП-5-lll-S (ТУ № 5-421-70), работоспособному в диапазоне температур -60+200°С.

Для повышения термоударостойкости рекомендуется введение в компаунд УП-5-111-3 смеси наполнителей: пылевидный кварц со стеклопорошком (УП-5-111-ЗСП).

В табл. 2-7 приведены рецептуры этих компаундов, а ниже даны их свойства.

Свойства термоударостойких компаундов

Компаунды УП-Б-т-3 УП-5-111-ЗСП

Жизнеспособнрсть при температуре

100-j-5°C, ч, не менее....... 3 3

Усадка, /о............. ] ]2 О 95

Ударная вязкость,кЛж/м2...... ю'2 12*9

Разрущающее напряжение при изгибе, МПа lis 125

Удельное сопротивление, Ом-м:

при температуре: 20°С........ >6-10 >6-102

ISCC....... 7-10 2-108

после воздействия относительной влажности 95-98 /о при 40°С (56 сут) . . 1,6-10 5,1.10 после теплового старения при температуре 140 С (2000 ч) ........ >6-102 >6-10-2 . .

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц:

при20°С............... 0,016 0,014

при 150 С.............. 0,011 0,008

после воздействия относительной влажности 95-98 /о при 40>С (56 сут) . . 0,042 0,054 после теплового старения при температуре 140°С (2000 ч) ....... 0,014 0,014

Диэлектрическая проницаемость при часто-, те 10 Гц:

пригО-С............... 4,1 3,9

при 150°С............... 4,5 4,5

после воздействия относительной влажности 95-98 /о при 40°С (56 сут) . . 4,4 4,5

Электрическая прочность, МВ/м..... 25 26 , -

То же после воздействия относительной

влажности 95-98% при 40С (56 сут) . . . 11,6 15,7

Компаунды УП-5-111-3 и УП-5-111-ЗСП применяются для заливки, а без наполнителей - для пропитки (УП-5-111-1, ТУ 5-421-70) высоковольтных трансформаторов (см. гл. 3). Залитые компаундом УП-5-111-ЗСП металлоемкие изделия выдержали воздействие более Ш циклов термоударов (-60-140°C).

Эпоксидный компаунд ЖД представляет собой композицию на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и отвердителя - элймина. Свойства этого компаунда зависят от. соотношения смолы и эламина. С увеличением содержания в компаунде эламина его эластичность увеличивается, а электрические характеристики значительно снижаются.

Катализатором отверждения является бензойный ангидрид в количестве 5 мае. ч. на 100 мае. ч. смолы. Компаунд отверждается при температуре 80°С в течение 6 ч или 60°С - 15 ч.

Свойства компаунда ЭКД приведены ниже.

Свойства компаунда ЭХД

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа 8--12

Относительное удлинение, %..........50-60

Потеря массы после нагревания, %, прл температуре 80°С (1000 ч)..............1,05

, Удельное сопротивление, Ом-м, не менее:

при температуре 20°С...........1-10

после воздействия относительной влажности

95+3% при 40°С (30 сут)........ЫО

Тангенс угла ,диэлектрических потерь при частоте 10 Гц:

при температуре: 20°С...........0,033

sec...........0,044

после воздействия относительной влажности

95+30/0 при 40°С (30 сут)........0.06

Диэлектрическая проницаемость при частоте 108 Гц:

при температуре: 20°С...........3,9

. . SOC...........6,3

после воздействия относительной влажности

95+Зо/о при 40С (30 сут)........5,5

Электрическая прочность, МВ/м, не менее ... 40

Компаунд ЭКД инертен к меди. Он готовится непосредственно на месте употребления путем смешения всех компонентов. Жизнеспособность компаунда Ю ч. Компаунд ЭКД применяется для герметизации полупроводниковых приборов и других изделий.

Эпоксидные компаунды с повышенной гидролитической стойкостью получаются на основе смол ЭД-22, ЭД-20 и др. с применением в качестве отвердителя ароматического полиамина АМ-14 (ТУ ОАЮ. 509.026). Известно [44], что эпоксидные компаунды, отвержденные ангидридами, гидролитически нестойки и разрушаются при воздействии горячей воды, водяного пара или атмосферы с высокой влажностью при температуре до 100°С. Стойкими в этих условиях являются компаунды, отвержденные ароматическими аминами, однако подавляющее большинство из них нетехнологичны, так как представляют собой твердые вещества, требующие расплавления при совмещении со смолой (метафенилендиамин, диаминодифенилсульфон и др.). Это значительно снижает жизнеспособность компаундов, исключает возможность объемной дозировки, увеличивает выделение вредных паров и т. п. Полиарилполиамин АМ-14 жидкий при комнатной температуре, обеспечивает жизнеспособность компаунда на смоле ЭД-20 около 1 сут. Отвердитель АМ-14 применяется в количестве 2,1 К на 100 мае. ч. смолы. Отверждение производится по одному из следующих режимов:

а) без ускорителя: 130°С (10 4)-fl50°C (10 ч) или 55°С до образования геля, затем 125°С - 2 ч-Ь + 175°С -2 ч;

б) с ускорителем: УП-606/2 при 65С° -24 ч.

Основные свойства компаундов с отвердителем AM-14 приведены ниже.

Удельное сопротивление, Ом-м:

при температуре: 20°С.............. 10

150 С............. 10

после кипячения в воде в течение 500 сут* .... Ю' Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1000 Гц, при температуре:

20°С...................... 0,004-0.008

1.50С..... ................ 0.03-0.08

Диэлектрическая проницаемость при частоте 1000 Гц при температуре:

20°С...................... 3.7-4,0

150С...................... 4,9-5,1

Ударная вязкость, кПж/м^.............. 14

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа .... 50-80

Относительное удлинение при растяжении, %..... 5-8

* Компаунды с ангидридными отоердителями полнсстью разрушаются через Б- 50 сут.

Компаунды С отвердителем AM-14 применяются в качестве пропиточных и заливочных для изделий с повышенной надежностью, работающих в условиях высокой влажности, в нагретой воде или в водяном паре.

Компаунды эпоксидные однокомпонентные марок УП-503А, УП-503Б (ВТУ 5-250-68) и др. обладают высокой влагостойкостью и адгезией. Они отверждаются при температуре 200°С в течение 2-3 ч и отличаются высокой жизнеспособностью (при температуре 20°С - 6 мес, а при температуре 70С более 10 ч).

Компаунды УП-503 применяются в качестве пропиточных и заливочных композиций.

Компаунды на основе алифатических олигодиен-диэпоксидов. К большой группе эластичных материалов относятся низкомолекулярные каучуки - представители класса углеводородных олигомеров с концевыми функциональными группами. Олигодиенэпоксид ПДИ-ЗАК имеет температуру стеклования до минус 80°С. На его основе создано много эластичных компаундов с различными свойствами. Варьирование свойств этих компаундов достигается как применением различных отвердителей, так и введением в композицию эпоксидных смол марок ЭД-20, ЭД-16, ДЗГ-1, ЭТФ-10 и др. Недостатками их являются пониженная нагревостойкость и повышенная вязкость.

1 а б л и ц а 2-8 Рецептура некоторых компаундов на основе ПДИ-ЗАК

Таблица 2-9

Характеристики компаундов на основе ПДИ-ЗАК

Компаунды

30-317Д

30 1ШБ

Диапазон рабочих темпера-

гур. °с.........

Удельное сопротивление, Ом-м, не менее.....

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц не более.....

Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 Гц не более ........

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа, не менее- .........

Относительное удлинение, о/о.........

Относительное остаточное удлинение, %, не более

-60+85 1-102

0,03

60 2

60--+85 1-10=

0,04

3,5

4,0 30 4

-60--+85 1-102

0,02

1.0 150 4

Некоторые компаунды на основе ПДИ-ЗАК приведены в табл. 2-8, а их свойства в табл. 2-9.

В случае наполнения композиции 30-110Б нитридом бора (20 мае. ч.) компаунду соответствует марка 32-110Б (ТУ 38 40366-72), при введении же в композицию 30-300 аэросила в количестве 3 м>ас. ч. - марка 34-300.

Таблица 2-10

Характеристики компаундов на основе ПДИ-ЗАК

В целях повышения технологичности и стабильности свойств отвержденного материала в компаунд 30-300 вводится антиоксидант марки НГ-2246 (2 мае. ч.), ускоритель отверждения УП-606/2 (0,2 мае. ч.) и при необходимости также 50 мае. ч. пылевидного кварцевого песка КП-3 или 20 мае. ч. нитрида бора (для повышения теплопроводности).

В табл. 2-ТО даны некоторые свойства этого гсомпа-унда, названного К-291М, в сравнении с компаундом 30-110Б.

На рис. 2-1ё приведены электроизоляционные свойства компаунда К-291М в сравнении с компаундом 30-1ЮБ. Тепловое старение образцов К-291М с наполнителем и без него при температуре 125°С (1000 ч) не снижает их эластичность. Снижение эластичности компаунда К-291М без наполнителя происходит к 500 ч теплового старения при температуре 140°С, и к 1000 ч старения образцы становятся жесткими и твердыми. Образцы этого компаунда с наполнителем теряют эластичность в начале теплового старения при температуре ИОС.

S00 1000

Время, ч

Рис. 2-1в. Изменение электроизоляционных характеристик компаунда iK-291M в сравнении с компаундом 30-;110Б в процессе теплового старения при температуре 125°С (- ) и воздействия относительной влажности 95-98% при 40 С i(---).

/ -К-291М;.2 -30-1ШБ.

На рис. 2-19 видно, что потери массы компаунда К-291М с наполнителем и без него при температуре 125°С не превышают 1,5% за 1000 ч. Компаунд К-291М рекомендуется для герметизации малогабаритных изделий, особенно при необходимости заливки небольших зазоров (0,5 мм), что невозможно осуществить другими компаундами. Большая нагревостойкость, адгезия и жизнеспособность также являются преимуществами этого компаунда в сравнении с вышеприведенными компаундами на основе ПДИ-ЗАК. Известны также компаунды на основе ПДИ-ЗАК марки НРА [79] и др. Эти компаунды используются для герметизации многих ЭРЭ. .

Эпоксидно-кремнийорганические компаунды широко применяются для герметизации изделий, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования по нагревостойкости. Некоторые из них были рассмотрены выше (ЭКСК-180).

Компаунд ЭК-20 (ВТУ ОАИ.504.057-67) представляет собой сополимер эпоксидной смолы ЭД-16 и поли-метилфенилсилоксана, отверждаемый эндикангидридом. Рабочая температура -60-}-200°С.

Время, я

1000

Рис. 2-19. Зависимость потери массы компаунда К-гЭШ от продолжительности теплового старения с наполнителем (-- ),

без наполнителя (-----)

при температурах 125 (1); Ш°С {2).

На рис. 2-20 дана зависимость удельного сопротивления, тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости компаунда ЭК-20 от продол-, жительности воздействия относительной влажности' 95 + 3% при 40°С и теплового старения при 200°С с последующим воздействием относительной влажности в течение 168 ч через каждые 250 ч теплового старения. Из рис. 2-20 следует, что р^, и е компаунда ЭК-20. остаются без изменения в течение всего цикла увлаж-. нения, а tg6 в 2 раза возрастает. При испытаниях на циклическое воздействие (тепловое старение при 200°С в течение 1000 ч и воздействие через каждые 250 чета-рения относительной влажности) рг, компаунда ЭК-20-остается на достаточно высоком уровне (10 Ом-м).

На рис. 2-21 дана зависимость сопротивления изоляции (i/из) катушек трансформаторов, намотанных проводом ПЭТВ, пропитанных и покрытых компаундом ЭК-20, от продолжительности воздействия относительной влажности и теплового старения при температуре 200°С с последующим воздействием относительной влажности в течение 168 ч через каждые 250 ч тепло-

вого старения. При этом видно, что после 250 ч старения и последующего увлажнения Яиэ катушек уменьшается на одну степень, и в процессе дальнейших испытаний оно не меняется, оставаясь на уровне 102 мОм.

Пробивное напряжение катушек, пропитанных компаундом ЭК-20, после 30-суточного увлажнения составляет 3,6 кВ.

-0,02

Омм

-0,01 -1о'°

- 0 40

250 500 750 WOO Время, ч

Рис. 2-20. Зависимость электроизоляционных характеристик компаунда ЭК-20 от воздействия относительной влажности, 95-98% при 40°С (/) и теплового старения при температуре SOOC с последующим воздействием 95-98%-ной относительной влажности при температуре 40°С в течение 168 ч через каждые 250 ч теплового старения (2).

О 250 500 750 1000 Время, ч

Рис. 2-21. Зависимость Rs катушек трансформаторов, герметизированных компаундом ЭК-20, от продолжительности воздействия относительной влажности (95- 98%) при 40°С {!) и теплового старения - при температуре 200°С с последующим воздействием относительной влажности в течение 168 ч через каждые 250 ч теплового старения (2).

Компаунд ЭК-20 применяется для пропитки и заливки изделий, работающих при температуре от -60 до--200°С. С наполнителем пылевидным кварцем, слюдой 1И др. он может быть использован в качестве обволакивающего материала [81].

Наибольшее применение в качестве пропиточных и заливочных материалов для нагревостойких намоточных изделий нашли компаунды на основе эпоксидно-кремнийорганических смол марок МФХИ-6, Т-10, Т-404, СК-2, СК-25, СК-13 и др. Состав этих компаундов приведен в табл. 2-11, а их свойства в табл. 2-12,