Эпоксидно-кремнийорганические компаунды характеризуются хорошими электроизоляционными свойствами и стабильностью их при повышенных температурах (180-200°С), а также хорошей адгезией к стали, сплавам алюминия, титана, пластмассам и другим материалам.

Таблица 2-11

Рецептура некоторых эпоксидно-кремнийорганических компаундов

* К-эпоксиднсе число смоя по паспорту. Во всех вышеприведенных компаундах могут быть и другие ангидридные отвердители (цзо-МТГФА, УП-607 др.). Смола ДЭГ-1 может быть заменена на полиамидные смолы C-I8 или С-19 и др.

Недостатком эпоксидно-кремнийорганических смол является повышенная по сравнению с эпоксидными смолами хрупкость. Этот недостаток эпоксидно-кремнийорганических компаундов может быть, однако, значительно уменьшен за счет введения в их состав олигомерных отвердителей полиэфирного типа (например, в компаунде ЭКСК-180, рис. 2-17), полиангидрида себационовой кислоты (УП-607) и др.

Известны также пропиточно-заливочные компаунды на основе эпоксидных смол, непредельных полиэфиров и полиметаллоорганосилоксанов (полиалюмофенилсило-ксан, полититанофенилсилоксан, полиоловофенилсило--ксан и полиоловоэтилсилоксан), выполняющих роль отвердителей. В качестве активных разбавителей в указанных компаундах применяются стирол или полиэфиракрилат ТГМ-3.

Эти компаунды в исходном состоянии обладают низкой вязкостью и хорошей пропитывающей способностью. После отверждения они твердые, прозрачные,

Свойства эпоксиднс-кремшйорганических компаундов

Свойсгва

Компаунды на основе эпоксидно-кремнийорганических смол

МФХИ-6

т-404

Диапазон рабочих температур, С

Удельное сопротивление, Ом-м, при температуре:

20°С

200°С

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С (30 сут) Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10* Гц при температуре: 20°С 200°С

после воздействия относительной влажности 95-98% при WC (30 сут) Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 Гц при температуре: 20°С 200°С

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С (30 сут) Электрическая прочность, МВ/м, при температуре: 20°С 200°С

Ударная вязкость, кДж/м

-60-+l50

0,06 0,04

20 45

-60-h-f200

10>2

10>=

0,008-0,01 0,04 0,018

3,5 4,5 3,6

20 16,5

-60-H-f220

10 10

0,005 0,02

3,4 5.2

20 14

МёплавкНё при нагревании продукты, обладающие уДбЁ-летворительными электроизоляционными свойствами.

Компаунды отверждаются при ступенчатом подъеме температуры от 100°С до 180-200°С [90].

Эластичные кремнийорганичёские компаунды холодного отверждения. Выше указывалось, что эластичные материалы необходимы для герметизации намоточных изделий, изготовленных из провода тонкого сечения (диаметр менее 0,05-0,08 мм), а также сильно нагруженных металлом конструкций и чувствительных элементов (полупроводниковые переходы, пермаллой, ферриты). К таким материалам, помимо холодостойкости, в ряде случаев предъявляются требования повышенной (до 180-250°С) нагревостойкости и стабильности свойств в процессе эксплуатации, необходима ггюке высокая влагостойкость.

К эластичным материалам, обладающим повышенной нагревостойкостью и пригодным для пропитки и особенно заливки или обволакивания чувствительных элементов, относятся компаунды, представляющие собой смеси низкомолекулярных силоксановых полимеров (СКТН, СКТНВ, СКТНФ, СКТНЭ, СКТНФТ-50 и т. д.) с различными наполнителями и добавками (аэросил, белая сажа, окись цинка, двуокись титана, окись железа, фторопласт и др.) в сочетании с отвердителями. В зависимости от назначения эти композиции выпускаются различной консистенции - от твердой замазки до жидкостей разной степени вязкости (от легкорастекаю-щихся до пастообразных).

Компаунды холодного отверждения отличаются простотой технологии переработки, а также возможностью их применения в тех случаях, когда высокие тем-. пературы вулканизации нежелательны, а иногда даже недопустимы. Вулканизаты характеризуются хорошей термостабильностью и высокими электрическими свой- ствами, но их физико-механические показатели ниже, чем у вулканизующихся при нагреве высокомолекуляр- -ных каучуков.

Из числа выпускаемых промышленностью композиций, изготовленных на основе каучука синтетического термостойкого низкомолекулярного (диметилполисило-ксана) СКТН (ГОСТ 13835-66), наибольшее применение в РЭА имеют компаунды Виксинт К-18 (ТУ 38-103-59-70), Виксинт К-68 , Виксинт ПК-68 , КЛ-4 и КЛТ-30, а также герметики Виксинт У-1-18 ,

Виксинт У-2-28 и ВГО-1. Кремнийорганические компаунды указанных марок отверждаются с помощью соответствующих катализатрров, из которых наибольшее применение имеют катализаторы марок К-1 и К-Юс;

Температура, С Рис. 2-22. Температурно-частотная

100 150 гоо Температура, С

Рис. 2-23. Зависимость электро-

зависимость tg6 компаунда Вик- изоляционных, характеристик синт К- !* . компаунда СКТН от темпера-

/ - 100 кГц; 2 - 1 МГц; 3-50 МГц. туры.

tg(C

Ом-м

4 -0,01 -Ю

10 20 Время, сут

Рис. 2-24. Зависимость электроизоляционных характеристик компаунда СКТН от воздействия относительной влажности 95-98% при 40-°С.

6 OJOOB

-0,005

-от -от

V, 1-м

250 500 75В 100В Время, V

Рис. 2-25. Зависимость электрических характеристик компаунда СКТН от продолжительного воздействия температуры 155°С.

при вулканизации компаунда с катализатором К-1 (МРТУ 6-02-359-66) выделяется Этиловый спирт, а с катализатором К-10с (ТУ № Р-15-68) - уксусная кислота. Основные свойства наиболее применяемых материалов на основе низкомолекулярных кремнийорганических каучуков приведены в табл. 1-10.

Температурно-частотная зависимость tg6 образцов компаунда Виксинт К-18 дана на рис. 2-22.

Зависимость электроизоляционных свойств компаунда СКТН с катализатором К-1 от температуры, теплового старения и после воздействия повышенной влажности (относительная влажность 95-98% при температуре 40°С) в течение 30 сут приведена на рис. 2-23- 2-25.

Электроизоляционные свойства некоторых компаундов и герметика на основе СКТН в диапазоне темпера-

aorelw

0,008 -10

50 100 150 200 250 Температура, С

Рис. 2-26. Зависимость электроизоляционных характеристик .герметиков от температуры.

/-кЛ-4; 2 -КЛТ-ЗО; 3 -ВГО-1.

SOD Время, ч

Рис. 2-27. Зависимость электроизоляционных характеристик герметиков -от продолжительности теплового старения при температуре. 2О0С.

/-КЛ-4; 2-КЛТ-ЗО; 3-ВГО-1; 4 - У-2-28.

тур 20-250°С приведены на рис. 2-26, от воздействия теплового старения при температуре 200°С на рис. 2-27 и от воздействия повышенной влажности в течение 56 сут на рис. 2-28.

Полученные данные показывают, что компаунды и герметики на основе диметилполисилоксяна -относятся к нагрево- и влагостойким материалам, обладающим

высокими электроизоляционными свойствами в условиях климатических воздействий.

К недостаткам большинства указанных герметиков относятся 1шзкая адгезия ко всем материалам и ограниченная механическая прочность, вынуждающая производить гер1етизацию некоторых изделий в оболочке (кожух, контейнер и др.). Кроме того, многие из них не работоспособны в замкнутом объеме, в связи с чем при-

* 0,02

15 -30

Время,сут

Рис. 2-2в. Зависимость электроизоляционных характеристик герметиков от воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С.

7-КЛ-4: 2 -КЛТ-ЗО; 3-У-2-28; 4 -ВГ0-1.

меняются В основном для поверхностной герметизации.

Во избежание коррозии стали, меди и их сплавов некоторые герметики должны наноситься с применением подслоя ( Виксинт У-1-18 и др.). Компаунд Виксинт К-18 вызывает потемнение посеребренной латуни и не рекомендуется для применения в изделиях из незащищенной стали, в связи с чем во избежание коррозии металла этим компаундом и аналогичным ему материалом перёд герметизацией рекомендуется изделия защищать лаками К-55, УР-231 и др. Для улучшения адгезии вышеуказанных материалов к поверхности герметизируемых изделий рекомендуется применять предварительное покрытие изделий специальными адгези-вами (праймерами) П-11 (ТУ 38-103-174-73), ПЭ-12Э (СТУ 18-12-66) и др. или лаком К-55, клеем КТ-15, катализатором К-10с и др.

В целях увеличения механической прочности в компаунды вводят различные наполнители.

При работе с кремнийорганическими компаундами холодного отверждения следует иметь в виду что вул-

канизация их в тонких- слоях проходит удовлетворительно. При толщине слоев более 6 мм вулканизация затрудняется, так как после образования пле^ки на поверхности создаются большие диффузионные сопротивления, препятствующие вулканизации внутренних слоев. Это особенно заметно при использовании некоторых катализаторов холодного отверждения.

При вулканизации как однокомпонентных, так и двухкомпонентных систем выделяются летучие продукты (ускусная кислота, этиловый спирт и др.). В случае применения этих компаундов в'открытых пространствах летучие продукты испаряются в воздух, при закрытых пространствах высокая концентрация низкокипящих соединений может вызывать разрушение материала.

Из композиций, приведенных в табл. 1-10, в закрытых объемах может вулканизоваться компаунд Виксинт ПК-68 , и работать в закрытых объемах герметик Виксинт У-2-28 .

Компаунды типа КЛ, КЛТ и герметик ВГО-1 широ-жо применяются при герметизации ЭРЭ. Они поставляются Б тубах и обладают высокой жизнеспособностью.

Адгезионные и электроизоляционные свойства этих компаундов отличаются высокой стабильностью и практически не изменяются от воздействия повышенных температур и влажности. Кроме того, они обладают минимальными внутренними напряжениями и нетоксичны. Виксинт ПК-68 и Виксинт-К-68 сохраняют свойства после 10 ООО ч при 100°С, 5000 ч при 150°С, 1000 ч при 200Х (ПК-68), 2500 ч при 200°С и 1500 ч при 250°С (К-68).

Самовулканизующиеся каучуковые составы используют в радиоэлектронной промышленности не только в качестве герметизирующих и изолирующих покрытий, но и Б качестве эластичного подслоя под жесткие компаунды.

Так, например, ответственные и хрупкие детали, особенно те, которые подвержены резким перепадам температур, прежде чем залить . жестким компаундом, покрывают промежуточным слоем кремнийорганическо-го герметика.

Последний после отверждения воспринимает тепловые и усадочные напряжения, возникающие в жестком компаунде, и предохраняет его от растрескивания, а деталь или^чувствительный к механическим воздействиям материал--.от недопустимой нагрузки цли разрушения,

На основе кремнийоргайичёского каучука СКТН ri -катализатора К-1 известен компаунд-герметик КТЗ-1. Он преднавначен для герметизации деталей и узлов . изделий радиоэлектронной аппаратуры, работающей Б среде воздуха при температуре от -60 до +200°С. Допустимая длительность его работы при температуре 200°С - 2000 ч\

Практическое применение в качестве заливочных и клеевых композиций нашли материалы эластосил, которые отверждаются при комнатной температуре в контакте с влагой воздуха.

Они обладают хорошей влаго- и атмосферостойко-стью, высокой адгезией к металлу, стеклу, керамике, некоторым пластикам и кремнийорганической резине.

Процесс вулканизации материалов эластосил начинается при соприкосновении их с влагой воздуха с об- разованием тонкой эластичной пленки и заканчивается образованием эластичного резиноподобного материала, при этом агрессивные или токсичные продукты не выделяются.

Отечественная промышленность выпускает эласто-силы различного назначения. На основе полиметилси-локсановых каучуков известны эластосилы марок 1101 . (ТУ 6-02-857-74), 1102 (ТУ 02-1-185-71), 1106, 1408 и др., на основе полиметилфенилсилоксанового каучука эластосилы марок 2103 (ТУ 6-02-749-73), 137-42 (ТУ 6-02-1012-75) и др.

Большинство из них однокомпонентны и отверждаются Б тонком слое (5-10 .мкм). Они поставляются потребителям в тубах емкостью 20-250 мл со сроком хранения от 3 до 12 мес.

Эластосилы 1102 и 2103 применяются в качестве заливочных компаундов и для склеивания оптически прозрачных деталей, а эластосил 137-42 для склеивания и герметизации изделий, к которым предъявляются повышенные требования по вибростойкости, влагостойкости и теплопроводности, последняя незначительно ме-. няется с ростом температуры.

Эластосил 1408 обладает полупроводящими свойствами (p z=l-103 Ом).

Оптимальные физико-механические и адгезионные свойства эластосилов достигаются через 5-7 сут при относительной влажности воздуха 60-75%-

- Свойства некоторых наиболее применяемых в ЭРЭ эластосилов приведены в табл. 2-13.

Техническая характеристика материалов эластосил

* прозрачность в УФ ( 300 вм) прн толщине елся БО мкм для эластссипов 1102 в 2103 состветственво составляет 75 и 98%. ** Двухкомпоиентный материал, сстальные марки однокомпонентные.

Все эластосилы обладают влаго- и теплостойкостью, хорошими электроизоляционными и другими свойствами [42, 55,\56, 103, 115. 130].

Порошкообразные термбреактивные герметизирующие материалы. За последнее время широкое применение для гермеЧизации ЭРЭ получили порошкообразные, преимущественно термореактивные компаунды, которые Б ряде случаев заменяют применявшиеся ранее лакокрасочные материалы, жидкие заливочные компаунды, а также пресс-порошки (термопласты и реактопласты).

Порошкообразные термореактивные материалы, в основном изготавливаются на эпоксидной основе, имеются некоторые марки материалов на основе эпоксидно-кремнийорганических и полиэфирных смол; ниже рассматриваются наиболее применяющиеся для влагозащиты и электроизоляции порошкообразные полимерные материалы.

Порошкообразные термореактивные компаунды для напыления. Повышенный интерес к термореактивным порошкам для покрытия методом напыления объясняется рядом их преимуществ в сравнении с применяющимися для аналогичных целей жидкими материалами (лаки, эмали), а именно:

технологичность метода напыления;

однокомпонентность материала и поставка его предприятиями химической промышленности;

возможность получения покрытий с широким диапазоном толщин (от 0,2 до 3 мм);

более высокие электроизоляционные и защитные свойства покрытий за счет повышенной толщины покрытия;

лучшая укрывистость острых углов;

отсутствие в покрытиях микропор, имеющихся в лаковых и эмалевых пленках за счет испарения растворителей;

длительность срока хранения (не менее 6 мес);

возможность механизации и автоматизации процесса нанесения покрытий;

лучшие условия труда (отсутствие токсичных паров и запаха);

отсутствие пожароопасных и взрывоопасных растворителей.

Для получения эпоксидных покрытий в эпоксидные см,олы вводят отвердитёли: цианамиды, комплексные соединения трехфтористого бора с аминами, аромати-