Изделие из полиамида с защитным покрытием

Полезная модель относится к изделиям (сборочным единицам) радиоэлектронной техники, изготовленным из полиамида, и имеющим защитное покрытие, обеспечивающее защиту данных изделий при их длительной работе в среде воздуха в условиях повышенной влажности в интервале температур от минус 60°С до плюс 250°С и в условиях воздействия вибрации и механических нагрузок.
Для защиты радиоэлектронной аппаратуры, длительно работающей в среде воздуха в условиях повышенной влажности в интервале температур от минус 60°С до плюс 250°С, в настоящее время применяют кремнийорганический компаунд типа «Виксинт ПК-68» ТУ 38.103508-81. Данный компаунд является двухкомпонентным материалом, состоящим из основы и катализатора, который при смешении компонентов отвердевает при комнатной температуре в течение 24 часов. Для лучшей адгезии обычно используют подслой П-11 [ОСТ 4Г 0.054.213-76. Герметизация изделий радиоэлектронной аппаратуры полимерными материалами. Типовые технологические процессы]. Мягкость и эластичность компаунда позволяют применять его для герметизации изделий из ферритов и пермаллоев. Прозрачность компаунда допускает легко производить дефектацию и ремонт сборочных единиц (изделий).
Однако у сборочных единиц (изделий), изготовленных из полиамида (например, ПА6 блочного) и залитых кремнийорганическим компаундом типа «Виксинт ПК-68», подвергаемых в процессе эксплуатации воздействию вибрации или механических нагрузок, наблюдается растрескивание и отслоение компаунда, по причине отсутствия адгезии между компаундом и полиамидом. Таким образом, применение только подслоя П-11 для повышения адгезии не обеспечивает требуемого результата.
Известен способ повышения адгезии путем механической обработки поверхности (например, обработки шкуркой шлифовальной или пескоструйной обработки) [Склеивание в машиностроении. Справочник в 2 томах. Т.1 / Д.А. Аронович, В.П. Варламов, В.А. Войтович и др.; Под общ.ред. Г.В. Малышевой. - М.: Наука и технологии, 2005. - 544 с; ил.]. Данный способ совместно с применением компаунда с подслоем также не позволяет получить необходимую адгезию.
В качестве прототипа для заявляемой полезной модели выбрано защитное покрытие [Патент №30630, МПК: B05D 1/00, B05D 3/00, C09D 163/00, опубликовано 10.07.2003, Бюллетень №19] для изделий радиоэлектронной техники различной конструкции, например, для электронных модулей и печатных плат с объемным или печатным монтажом. Получение данного защитного покрытия на таких изделиях достигается нанесением разнородных материалов в два слоя (верхний и нижний слои). При этом нижний слой защитного покрытия состоит из лака на основе эпоксидно-уретановых материалов, нанесенного непосредственно на покрываемую поверхность изделия, а верхний слой - из лака на основе эпоксидно-полиамидных материалов.
Техническая проблема, решаемая созданием данной полезной модели, заключается в том, что вышеуказанные технические решения не подходят применительно к изделиям из полиамида, так как не позволяют получить необходимую адгезию к их поверхности.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении защиты изделий, изготовленных из полиамида, путем получения на их поверхности защитного покрытия, обладающего высокими физико-механическими свойствами и хорошей адгезией к поверхности данных изделий.
Технический результат достигается тем, что изделие из полиамида с защитным покрытием выполнено таким образом, что его защитное покрытие содержит нижний и верхний слои, причем нижний слой состоит из лака на основе эпоксидно-уретановых материалов, нанесенного непосредственно на покрываемую поверхность изделия. При этом покрываемая поверхность изделия выполнена с шероховатостью, а верхний слой защитного покрытия состоит из кремнийорганического компаунда и имеет специальный подслой, взаимодействующий также с нижним слоем.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором показана покрываемая поверхность изделия из полиамида с нанесенным на нее защитным покрытием, где:
1 - покрываемая поверхность;
2 - защитное покрытие;
3 - нижний слой покрытия;
4 - верхний слой покрытия;
5 - подслой верхнего слоя покрытия;
6 - шероховатость на покрываемой поверхности.
Для обеспечения защиты изделий из полиамида необходимо специальное защитное покрытие, которое наносят на покрываемую поверхность 1, предварительно подвергнутую механической обработке (например, пескоструйной обработке) с получением шероховатости 6 на покрываемой поверхности 1.
Защитное покрытие 2 состоит из нескольких слоев, причем нижний слой 3 данного покрытия является связующим слоем и состоит из адгезионного материала, в качестве которого был выбран лак на основе эпоксидно-уретановых материалов (например, эпоксиуретановый лак УР-231), состоящий из полуфабрикатного лака (раствора алкидно-эпоксидной смолы Э-30 на смеси тунгового и льняного масла) и отвердителя ДГУ (70% раствор диэтиленгликольуретана в циклогексаноне). На 100 массовых частей полуфабрикатного лака добавляют 18-20 частей отвердителя ДГУ. Приготовленный лак сохраняет жизнеспособность при температуре 23±5°С в течение 5 часов. Лак УР-231 обладает хорошей адгезией к поверхностям из различных видов пластика и некоторых металлов, а также позволяет получить прозрачное, эластичное, тонкое (10-20 мкм), механически прочное покрытие, обладающее хорошей адгезией, и не требующее применения сложных технологий или оборудования. Лак на основе эпоксидно-уретановых материалов наносится непосредственно на покрываемую поверхность 1, причем его нанесение возможно следующими способами: распылением или нанесением кистью. Экспериментально подтверждено, что адгезионный материал - эпоксиуретановый лак УР-231, нанесенный в один слой толщиной 10-20 мкм на изделие, изготовленное из полиамида ПА6 блочного, поверхность которого предварительно подвергнута пескоструйной обработке, позволяет получить требуемую адгезию.
Верхний слой 4 защитного покрытия 2 состоит из кремнийорганического компаунда (например, типа «Виксинт ПК-68»), который является двухкомпонентным материалом, состоящим из основы и катализатора. При этом верхний слой 4 имеет взаимодействующий с нижним слоем 3 специальный подслой 5 (например, П-11). Подслой 5 представляет собой раствор элементоорганических соединений и предназначен специально для обеспечения адгезии непосредственно кремнийорганических герметиков и компаундов к различным поверхностям.
Рассмотрим пример изделия из полиамида с защитным покрытием.
Экспериментальный образец изготовлен из полиамида ПА6 блочного. Требуемые покрываемые поверхности 1 подвергнуты пескоструйной обработке электрокорундом белым F-90 с получением шероховатости 6. Проведено обезжиривание спирто-нефрасовой смесью в соотношении 1:1 с дальнейшей сушкой на воздухе в течение 30 мин. Кистью нанесен один нижний слой 3 - эпоксиуретановый лак УР-231. Проведена сушка по следующему режиму: (23±5)°С в течение 0,5-1,0 ч, затем (65±5)°С в течение 8,0-9,0 ч. Нанесен специальный подслой 5 П-11 кистью с выдержкой на воздухе 40 мин. Проведена заливка экспериментального образца верхним слоем 4 - компаундом «Виксинт ПК-68» с выдержкой 24 ч.
Таким образом, поэтапное нанесение лака на основе эпоксидно-уретановых материалов и кремнийорганического компаунда с подслоем на изделие из полиамида, покрываемая поверхность которого предварительно подвергнута пескоструйной обработке с получением шероховатости, позволяет получить защитное покрытие с хорошей адгезией к поверхности изделия и высокими физико-механическими свойствами, а также обеспечить стабильную работу сборочных единиц (изделий) из полиамида в жестких условиях эксплуатации и повысить надежность и срок службы таких изделий.