Преимущества токопроводящих клеевых композиций в сравнении с токопроводящими покрытиями Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Решетневскуе чтения. 2018

УДК 621.792.053

ПРЕИМУЩЕСТВА ТОКОПРОВОДЯЩИХ КЛЕЕВЫХ КОМПОЗИЦИЙ В СРАВНЕНИИ С ТОКОПРОВОДЯЩИМИ ПОКРЫТИЯМИ

В. В. Свередюк1' 2*, В. Д. Ворончихин1

1 Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

2АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

E-mail: svereduk91@gmail.com

Представлены преимущества клеевых композиций, содержащие в качестве токопроводящих наполнителей углеродные материалы различной морфологической структуры, в сравнении с токопроводящими композиционными покрытиями.

Ключевые слова: токопроводящий клей, токопроводящее покрытие, углеродные наполнители.

THE ADVANTAGES OF THE CONDUCTIVE ADHESIVE COMPOSITIONS IN COMPARISON WITH A CONDUCTIVE COATING

V. V. Sveredyuk1, 2*, V. D. Voronchikhin1

1Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

2JSC "Krasnoyarsk Machine Building Plant" 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660123, Russia Federation *E-mail: svereduk91@gmail.com

The paper presents the advantages of adhesive compositions containing as conductive fillers carbon materials of different morphological structure in comparison with conductive composite coatings.

Keywords: conductive adhesive, conductive coating, carbon fillers.

В настоящее время для монтажа деталей электронных приборов, снятия статического электричества и восстановления токопроводящего слоя в авиа-и ракетостроении все большее применение находят токопроводящие клеи и токопроводящие композиционные покрытия [1].

Токопроводящие клеи изготавливают на основе эпоксидных смол, обеспечивающих относительно высокую прочность склеивания металлов и композиционных материалов. Отвердителями чаще всего служат амины, такие как полиэтиленполиамин, ди-этилентриамин и другие. Клеи, содержащие в себе амины, могут отверждаться при невысокой и даже комнатной температуре, что является большим преимуществом при изготовлении деталей электронных приборов, которые практически не выдерживают нагрева. Нелетучими разбавителями часто выступают глицидиловые эфиры, такие как бутилглицидиловый, глицидиловые эфиры диэтиленгликоля смола ДЭГ-1), они учувствуют в реакции сшивания смолы и значительно повышают прочность клеевого соединения. В качестве наполнителя токопроводящих клеев наибольшее распространение получили тонкодисперсные порошки металлов, карбонильный никель, углеродные материалы [2; 3]. Полученные клеевые соединения выдерживают большое количество циклов вибрации и теплового старения при повышенных температурах

в течение большого периода времени. При этом их сопротивление возрастает всего 2-3 раза [4].

Еще одним важным преимуществом использования токопроводящих клеев является восстановление токопроводящего слоя полимерных материалов, таких как стеклопластики, покрытые угле волокном, где толщина клеевого соединения может достигать 2-5 мм. В данном случае необходимо клеевое соединение выдерживающее воздействие высоких температур, не теряя при этом электропроводности и прочности. Наибольшее применения находят клеевые композиции, содержащие в качестве основы полиуретаны.

Стабильность сопротивления клеевых соединений в процессе старения зависит как основы клеевой композиции, так и от природы склеиваемого металла. Необходимым условием при склеивании неблагородных металлов, таких как медь, алюминий, никель является их защита от процесса электрохимической коррозии, обусловленной разницей электродных потенциалов клея и склеиваемых поверхностей. Следовательно, сопротивление клеевых соединений тем стабильнее, чем меньше влаго- и воздухопроницаемость клея, чем выше его адгезия и меньше разница между электродными потенциалами клея и склеиваемых материалов [4].

В качестве пленкообразующих в токопроводящих покрытиях используют эпоксидные, фенолформаль-

Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов

дегидные, кремнийорганические полимеры, полиэфиры, полиуретаны и другие [1]. В качестве наполнителей токопроводящих покрытий применяются те же, что и для клеев [5; 6]. Отличием является, то что в покрытиях необходимы более дисперсные наполнители, чем для клеев. Для получения покрытий с высокой проводимостью применяют мелкодисперсное серебро с частицами чешуйчатой или хлопьевидной формы. Благодаря тиксотропным свойствам эмалей, содержащих чешуйчатые частицы, снижается седиментация частиц в пленке, что обеспечивает увеличение поверхностной проводимости.

Как и в случае клеев, формирование электрических контактов между частицами наполнителя зависит от степени отверждения связующего. Токопрово-дящие краски обладают низкой вязкостью, благодаря чему ориентация частиц в цепочки происходит в них быстрее, чем в клеях.

Степень разбавления токопроводящих красок практически не влияет удельное сопротивление покрытия, но с увеличением разбавления для достижения требуемой толщины и заданного поверхностного сопротивления покрытия требуется нанести большое количество слоев. Главным недостатком токопрово-дящих покрытий, является применение металлических наполнителей из-за их быстрой седиментации, приводящей к расслоению покрытий.

Библиографические ссылки

1. Гуль В. Е., Шенфиль Л. З. Электропроводящие полимерные композиции. М. : Химия, 1984. 240 с.

2. Шарова И. А., Лукина Н. Ф. Свойства и назначение авиационных клеев // Новости материаловедения. Наука и техника. 2016. № 2 (20). С. 41-49.

3. Шестаков А. С., Привалов В. И. Токопроводя-щие клеи. Механизмы проводимости // Информационно-технологический вестник. 2016. № 4 (10). С. 90-96.

4. 50 лет лаборатории «Клеи и клеевые препреги» / А. П. Петрова, Н. Ф. Лукина, О. А. Стародубцева и др. М. : ВИАМ, 2008. 26 с.

5. Петрова А. П. Клеящие материалы. Справочник. М. : Редакция журнала «Каучук и резина», 2002. 196 с.

6. Клеящие материалы. Герметики : справочник / А. П. Петрова, А. А. Донской, А. Е. Чалых и др. СПб. : Профессионал, 2008. 589 с.

Reference

1. Gul' V. E., Shenfil' L. Z. EHlektroprovodyashchie polimernye kompozicii [Electrically conductive polymer compositions]. M. : Himiya, 1984. 240 p.

2. Sharova I. A., Lukina N. F. Svojstva i naznachenie aviacionnyh kleev [Properties and purpose of aviation adhesives] // Novosti materialovedeniya. Nauka i tekhnika. 2016. № 2 (20). P. 41-49. (In Russ.)

3. Shestakov A. S., Privalov V. I. Tokoprovod-yashchie klei. Mekhanizmy provodimosti [Conductive adhesives. Conductivity mechanisms] // Informacionno-tekhnologicheskij vestnik. 2016. № 4 (10). P. 90-96. (In Russ.)

4. 50 let laboratorii "Klei i kleevye prepregi" [50 years of the laboratory for "Adhesives and adhesive prepregs"] / A. P. Petrova, N. F. Lukina, O. A. Starodub-ceva et al. M. : VIAM, 2008. 26 s.

5 Petrova A. P. Kleyashchie materialy. Spravochnik [Adhesive materials. Handbook]. M. : ZAO "Redakciya zhurnala "Kauchuk i rezina", 2002. 196 p.

6. Kleyashchie materialy. Germetiki. Spravochnik [Adhesive materials. Sealants. Reference book] / A. P. Petrova, A. A. Donskoj, A. E. Chalyh et al. SPb. : Professional, 2008. 589 p.

© Свередюк В. В., Ворончихин В. Д., 2018