Лако-красочные материалы — производство

Электропроводность клеев обеспечивается за счет введения в их состав специальных наполнителей и зависит от типа и количества применяемого наполнителя. Для получения электро­проводящих клеев используют порошкообразные, а также тка­ные (из металлической проволоки) наполнители [161]. Наиболее часто применяют порошкообразные наполнители: графит, тех­нический углерод, карбонильный никель и мелкодисперсные порошки металлов. Наиболее высокую электропроводность обеспечивают мелкодисперсные серебряные порошки, которые вводят в количествах, в 2—3 раза превышающих массу полиме­ра. Удельное объемное сопротивление таких систем достигает 10-5—10~6 Ом-м [162]. В качестве наполнителя можно использо­вать готовые (МРТУ 6-09-152—73) или свежеприготовленные по­рошки серебра, полученные из азотнокислого серебра контакт­ным восстановлением на медном стержне или восстановлением

ребра муравьинокислым натрием [163, с. 70]. Серебряные по — шки, полученные из азотнокислого серебра, обеспечивают бо­е высокую электропроводность. Размер частиц таких порош — в не превышает 0,1—0,3 мкм.

Электропроводность клеев с готовым серебряным наполните — м повышается после вакуумной термообработки порошка, рмообработку проводят при 350 °С в течение 5 ч [148]. При полнении клеев мелкодисперсным серебром с плоскими час — цами электропроводность меньше, чем при наполнении сфери — скими частицами [164].

При изготовлении некоторых токопроводящих клеев исполь — от полированные порошки серебра.

Высокая электропроводность клеев сохраняется при замене сти серебряного порошка порошком Ni и (или) Мо. При вве — нии смеси порошков целесообразно использовать металлы удельной массой, близкой к массе Ag, например Bi, Cd, Со, j, Pb, Pd, Ph, Ru, Th и др. Добавление в качестве наполните — порошка, в состав которого входит 36 масс. 4.Ag и 24 масс. ч.

, обеспечивает электропроводность эпоксидного клея 1-Ю-11— 10-7 Ом-м [165].

Повышение электропроводности наблюдается при введении состав эпоксидных клеев, содержащих мелкодисперсное се — :бро, 2,5% (масс.) монобутилового эфира диэтиленгликоля їй моноэтилового эфира диэтиленгликольацетата. Такие до — вки позволяют снизить электрическое сопротивление клеев в -3 раза [166].

В качестве наполнителя токопроводящих клеев, подвергаю — ихся в процессе работы воздействию кислот, применяют золо — |. Электропроводность таких клеев несколько выше электро — юводности композиций, наполненных серебром. Однако сереб-

ис. 2.4. Зависимость прочности клеевых соединений алюминиевого сплава
!, 2) и меди (3, 4), выполненных эпоксиполиэфирным клеем, от содержания
палладия (2, 4) и серебра (J, 3).

Рис. 2.6. Температурная зависимость уд< ного объемного электрического сопротиі ния цельных (1) и склеенных карбид) клеем термообработанных (2) образце

ро и золото настолько дорогост щие наполнители, что исполь вать их можно только в исклю тельных случаях.

Для получения токопрово, щих клеев, не уступающих по электропроводности наполш ным серебром, можно применять порошки меди [46, с. 3 Медь по электропроводности незначительно уступает сереб однако она легко окисляется. Поэтому поверхность медне порошка рекомендуется предварительно обработать специа. ными модифицирующими добавками, исключающими непоері ственный контакт его поверхности с воздухом. Оптимальг содержание наполнителя — 80% (масс.) от массы связующ) Эпоксидные токопроводящие клеи, наполненные медным і рошком, имеют удельное объемное электрическое сопротив. ние 1-Ю-5—8-Ю-6 Ом-м [37, с. 33].

Весьма перспективными наполнителями для электропрово; щих клеев являются порошки палладия [129, с. 51]. Электропр водность таких клеев составляет 1-Ю-2—5-Ю-5 Ом-м, и хс они уступают по этому показателю композициям, наполненні серебром, но имеют перед ними весьма важное преимущество обеспечивают стабильную электропроводность с большим чі лом склеиваемых материалов — серебром, платиной, медью, г лотом, никелем, палладием, алюминиевыми сплавами, полиме ными композиционными материалами с угольным наполнителе диэлектриками. На рис. 2.4 и 2.5 приведены данные о прочное клеевых соединений меди и алюминия, выполненных эпокс полиэфирным клеем, наполненным палладием и серебром.

В тех случаях, когда клей не должен обладать высою электропроводностью и выбор наполнителя ограничивают тр бования низкой стоимости, в качестве наполнителей токопров дящих клеев используют карбонильный никель и графит. Удел ное объемное электрическое сопротивление таких клеев соста ляет «5-10_3 Ом-м. Для повышения электропроводности клее в состав которых входят такие порошки, на их поверхное можно напылить тонкий слой серебра.

Для обеспечения электропроводности клеев на основе фо фатных связующих, предназначенных для эксплуатации п{ температурах до 1200 °С, в их состав в качестве наполнител< вводят дисилицид молибдена. Удельное объемное электричесю сопротивление таких клеев находится в пределах 1,3-10—3—4,! -10-3 Ом-м, разрушающее напряжение при сжатии составлж 2 МПа [152, с. 23].

Электропроводящие термостойкие фенолоформальдегидные" клеи получают, используя в качестве наполнителей металлы IV и V групп, способные взаимодействовать с основой клея с об­разованием карбидов. Такие клеи используют для склеивания? деталей (электродов, токоподводов и т. д.). Электрическое — сопротивление клеевых соединений несколько выше сопротивле­ния графита (рис. 2.6).

В качестве наполнителей токопроводящих клеев, работоспо­собных при температурах до 316 °С, используют порошкообраз­ные (дисперсность от 325 до 725 меш) Pd, Rh, Ru, графит, Ni,. Mo, Pt, lr, W, а также карбиды вольфрама, Pd, Ni {167].

Обработка наполнителей токопроводящих клеев поверхност­ноактивными веществами, например синтетическими жирными: кислотами, способствует более равномерному распределению частиц наполнителя в полимере, повышению адгезии клея ш проводимости системы примерно в 10 раз по сравнению с клея­ми, содержащими необработанный наполнитель. Необходимо, помнить, что наполнители, входящие в состав токопроводящих клеев, совместимы не со всеми металлическими склеиваемыми, материалами. Так, клеями, содержащими серебро, можно склеи­вать Ag, Pd, Си и др., но нельзя их использовать для склеива­ния таких материалов, как никель и алюминиевые сплавы [40, с. 100]. Данные с свойствах некоторых токопроводящих клеев, приведены в табл. 2.6.

Как известно, клеи имеют невысокую теплопроводность, го­раздо более низкую, чем склеиваемые металлы. Разность в значениях теплопроводностми клея и склеиваемого материала приводит к температурному скачку на границе между склеен­ными поверхностями и соответственно к дополнительному по­вышению температуры рабочей зоны конструкции при прохож­дении теплового потока. Теплопроводность клеев можно регу­лировать, вводя в их состав наполнители [[168, с. 6]. Ниже при­ведены значения теплопроводности некоторых наполнителей [в Вт/(см-К)]-1;0“5 [169, с. 20]:

Карбид титана. . . 0,029 Алюминиевый поро-

Клеи с высокой теплопроводностью получают при введении в их состав порошкообразного бериллия, однако термостойкость при этом несколько снижается [170]. При введении в клеи по­рошкообразных металлических порошков наиболее высокой теп­лопроводности добиваются при размере частиц наполнителя <100 мкм [171].

Зависимость теплопроводности клеев от типа и количества наполнителя исследована на примере модифицированного эпок­сидного клея ВК-28. Наименьшей теплопроводностью обладают композиции, наполненные переработанным асбестом и диокси­дом титана, наибольшей — образцы с алюминиевой пудрой и ■нитридом бора. С увеличением содержания наполнителя до :27 масс. ч. на 100 масс. ч. композиции коэффициент теплопровод­ности % возрастает практически линейно (рис. 1.27). При боль­шем наполнении начинает сказываться объемный эффект, вызы­вающий увеличение вязкости системы и замедление роста К. Теплопроводность клеев зависит от температуры: при исполь­зовании переработанного асбеста теплопроводность клея при повышении температуры возрастает, в то же время для компо­зиций с такими наполнителями, как диоксид титана, нитрид бо­ра и алюминиевый порошок, эта величина уменьшается (рис. 2.8) [172].

Аналогичные закономерности были получены также для мо­дифицированного полиуретанового клея ВК-20 [148].

При выборе теплопроводящего наполнителя следует учиты­вать, что при одинаковой теплопроводности в клеевых соедине­ниях, выполненных клеями, наполненными алюминиевым по­рошком, внутренние напряжения меньше, чем при наполнении нитридом бора.

Все рассмотренные выше наполнители являются минераль­ными. Однако кроме минеральных в клеях можно использовать

органические наполнители. К органическим наполнителям от — осятся мелкодисперсные полимеры, а также полимерные арми — ующие материалы на основе синтетических волокон. Так, в — остав эластичных клеев для повышения прочности клеевых: оединений при отдире в качестве наполнителей вводят порош — н полиэтилена, полипропилена, сополимеров этилена с пропи — еном. Размер частиц этих материалов должен быть не более — )0 мкм (предпочтительнее не более 50 мкм). К этим полиме — ам клеи не имеют адгезии, в связи с чем прочность клеевого — )единения снижается за счет пониженной когезионной прочно — ости, что способствует уменьшению напряжений в краевых зо — ах и склонности к растрескиванию (157J.

В качестве наполнителей клеев можно использовать также олые микросферы, например фенольные или стеклянные, ко — эрые вводят в композиции в количестве 25—35 масс. ч. Перед ведением в композиции микросферы сушат при 80—100 °С в ечение 2—3 ч (слоем, толщиной до 20 мм), затем (до употреб — іения) их хранят в герметично закрывающейся таре. Наиболее — асто их используют в эпоксидных клеях. Применение микро — фер позволяет снизить плотность клеев до 600—700 кг/м[1] 158, с. 31J.

Применение армирующих органических наполнителей спо — эбствует повышению прочности клеевых соединений главным ібразом благодаря сближению коэффициентов термического іасширения волокна и связующего и образованию прочной свя — ;и между ними. Применение полимерных армирующих наполни — елей приводит также к повышению ударной прочности и сни- кению плотности клеев (159, с. 196J.

Для снижения стоимости алкилрезорциновых клеев, а такж< для повышения их стойкости к старению и уменьшения хруп кости их наполняют измельченным гидролизным ЛИГНИНОМ < удельной поверхностью 2600—3500 см2/г. Его вводят в количе «тве 5—7 масс. ч. [64, с. 64].