Эпоксидный заливочный и пропиточный компаунд: состав, свойства и применение в электротехнике

Электротехника и электроника — второй по объёму промышленный рынок потребления эпоксидной смолы после лакокрасочной промышленности. Трансформаторы, силовые модули, датчики, печатные платы, обмотки двигателей — всё это требует надёжной электроизоляции, защиты от влаги и механической фиксации компонентов. Задачу решают эпоксидные компаунды — составы на основе эпоксидной смолы, отвердителя и наполнителей, которые заливают или пропитывают в изделие, а после отверждения получают монолитную, непроницаемую для влаги электроизоляцию.

Разница — в вязкости и назначении.
Заливочный эпоксидный компаунд должен быть достаточно текучим, чтобы самостоятельно заполнить форму или корпус прибора без пустот и пузырей. Вязкость заливочного состава обычно не превышает 1 000–5 000 мПа·с. Его применяют для герметизации корпусов датчиков, заливки трансформаторов, инкапсуляции электронных блоков.
Пропиточный компаунд работает иначе: им пропитывают обмотки, катушки, электрокартон и другие пористые изоляционные материалы. Здесь вязкость должна быть ещё ниже — состав обязан глубоко проникнуть в межвитковые зазоры, вытеснив воздух. Пропитку ведут методом погружения (под вакуумом или без), после чего изделие полимеризуется в термошкафу.

Для большинства компаундов базой служит эпоксидно-диановая смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) — она доступна, хорошо изучена и совместима со всеми типовыми отвердителями и наполнителями. Для заливочных применений, где нужна пониженная вязкость без добавления растворителей, используют смолу КДА — это ЭД-20, модифицированная алифатической эпоксидной смолой, что существенно снижает вязкость и улучшает гибкость отверждённого компаунда. КДА применяется в составах для пропитки и герметизации в радиотехнике и приборостроении.
Растворители в заливочных компаундах, как правило, не используют: они остаются в полимерной матрице, ухудшают диэлектрические свойства и создают риск образования пор при испарении в процессе отверждения.

Выбор отвердителя определяет время жизни состава, температуру отверждения и конечные свойства компаунда.
Аминные отвердители холодного отверждения — ТЭТА и ПЭПА — позволяют работать при комнатной температуре. ТЭТА (триэтилентетрамин) даёт более высокую реакционную активность: жизнеспособность смеси с ЭД-20 — 30–60 минут при +20°С, что удобно для небольших заливок. ПЭПА несколько замедляет реакцию, что позволяет работать с большими объёмами. Важно: ПЭПА — тёмно-коричневая жидкость, её нельзя применять там, где требуется прозрачный компаунд.
Ангидридные отвердители (например, МТГФА) требуют горячего отверждения при 100–150°С, но обеспечивают превосходные диэлектрические характеристики и высокую термостойкость отверждённого компаунда (класс нагревостойкости F и выше). Их применяют в производстве трансформаторов и высоковольтного оборудования.
О точном расчёте количества отвердителя для конкретной марки смолы читайте в материале «Расчёт количества отвердителя для эпоксидной смолы».

Чистая эпоксидная смола с отвердителем даёт жёсткий хрупкий материал с высоким коэффициентом термического расширения. Для практических компаундов в состав вводят наполнители:

• Кварцевый песок и микропорошки — снижают усадку, улучшают теплопроводность, уменьшают стоимость 1 кг состава.
• Аэросил (пирогенный диоксид кремния) — тиксотропная добавка; предотвращает расслоение суспензии при хранении, исключает потёки при нанесении на наклонные поверхности.
• Пластификаторы (ДБФ) — повышают эластичность отверждённого компаунда, снижают хрупкость. Особенно важны в условиях, где изделие испытывает термоциклирование.

Дегазация — обязательный этап перед заливкой. Смешанный состав помещают в вакуумную камеру на 5–15 минут, чтобы удалить захваченный при смешивании воздух. Без дегазации в компаунде образуются поры, ухудшающие и диэлектрические свойства, и механическую целостность заливки.
Температура смеси влияет на жизнеспособность обратно пропорционально: при повышении температуры на каждые 10°С скорость отверждения примерно удваивается. Это значит, что летом при работе в неохлаждаемом цеху время жизни состава существенно сокращается — этот факт нужно учитывать при планировании партий.
Толщина заливочного слоя должна соответствовать рекомендациям: при больших объёмах экзотермическая реакция разогревает компаунд, что может привести к растрескиванию или деформации корпуса прибора. При массовом производстве термоконтроль процесса — обязательное условие.
Эпоксидная смола ЭД-20 и КДА для производства компаундов поставляются нами оптом. Гарантийный срок хранения — 12–18 месяцев. Запросите коммерческое предложение.