Токопроводящий клей: сфера применения, виды, особенности

Что такое токопроводящий клей?

Токопроводящим называют клей, пропускающий электрический ток. Электрическая проводимость этого класса материалов достигается путем добавления в их состав проводящего компонента. В качестве такого наполнителя применяют серебро, золото, палладий, никель, медь или графит. Их смешивают с одним из адгезивов: лаком, силиконом или синтетической смолой.

Наиболее популярным компонентом является серебро. Оно хорошо проводит ток и стоит дешевле золота, поэтому большинство электротехнических видов клея делают с ним. Некоторые марки содержат не одну добавку в чистом виде, а их смесь, например, серебро с медью или серебро с графитом. Это позволяет снизить стоимость клея. По способу полимеризации все токопроводящие адгезивы делятся на самополимеризующиеся, термического отверждения и светоотверждаемые УФ-клеи.

Виды клея

В настоящее время представлено множество разновидностей токопроводящего клея, различающихся составом и свойствами.

Рассмотрим самые распространенные:

1. Контактол (немецкая марка) – обладает очень высокой электропроводностью, прекрасно заменяет пайку. Может использоваться для восстановления очень мелких деталей – микросхем, монтажных плат.

   Разделяется на:

• — Контактол на серебре – термо- и влагостойкий клей, используется для работ, проводимых на основаниях из диэлектрического материала, обладает повышенной стойкостью,
• — Контактол Радио – используется для формирования дорожек на диэлектрических материалах (изготовлен на графитовом порошке),
• — маркер Контактол – используется для нанесения дорожек на платы и их соединения, проводимость тока обеспечивает серебряный порошок.

1. ASTRO him – применяется для ремонта обогрева автомобильных стекол, проводимость тока обеспечивает серебряный порошок.
2. Mechanic MCN DJ 002 – пастообразная краска применяется для устранения неисправностей электронных элементов.
3. Permatex PR 21351 – это токопроводящий двухкомпонентный клей, применяющийся для склейки нитей обогрева стекла, устойчив к перепадам температуры.
4. ТПК-Э – используется для склеивания нержавеющих, алюминиевых изделий, не меняет свойств в диапазоне температур от -190С до +200С.
5. Forbo615 Eurostar LinoEL – полупрозрачный клей без запаха используется при проведении ремонтных работ, имеет хорошую токопроводимость.
6. Mastix — используется для склеивания нитей обогрева заднего автомобильного стекла (в составе — порошок из никеля).

Особенности и свойства токопроводящих клеящих составов

Основой такого клея является наличие определенных составляющих компонентов, способных обеспечить необходимый уровень прохождения электроэнергии. К ним относятся обычный графит, никелевый порошок, полимеры, серебро порошковое – подойдет мелкий порошок любого из токопроводящих металлов.

Клеящая смесь должна быть эластичной, и при этом, иметь небольшое удельное сопротивление. Эластичность обеспечит точечное нанесение клея и не позволит ему растекаться по поверхности. В этом вопросе, главное выдержать необходимое соотношение между порошковыми электропроводящими наполнителями и полимерными связующими. Большое количество добавок, способных провести ток, может привести к снижению качеств сцепления с различными поверхностями, что отразится на надежности и прочности контактов.

Следующей важной для работы особенностью, будет время, необходимое для высыхания приготовленной смеси. Чем быстрее высыхает клей – тем лучше и удобнее для работы мастера. Для этого, при самостоятельном изготовлении клеящей смеси используют любой готовый быстровысыхающий клей или токопроводящий лак. В связи с тем, что микросхемы при эксплуатации нагреваются, клей должен быть термостойким и обязательно безопасным для работающего мастера и окружающих.

Сферы применения

Радиолюбительские схемы и самодельные конструкции. В ограниченном пространстве трудно манипулировать с паяльником и припоем. Некоторые микросхемы и другие дорогостоящие электронные компоненты повреждаются при перегреве. Эти и другие практические задачи решают с помощью токопроводящих клеевых составов. Примеры:

• скрепление пьезоэлементов в радиоаппаратуре;
• восстановление нагревательных «полосок» на заднем стекле автомобиля, разорванных дорожек печатных плат;
• соединение миниатюрных деталей с одновременным созданием проводника;
• воспроизведение технологии «холодной» пайки.

При необходимости токопроводящий лак обеспечит защитные функции. Нанесение таких клеевых составов применяют для создания «плоских» нагревательных элементов системы теплых полов.

Как сделать токопроводящий самодельный клей

Очень распространен способ, где графит играет основную роль. Нужно купить самый дешевый быстросохнущий клей («Момент», «Слон», «Секунда») или лак. Осторожно с обратной стороны тюбика раскрутить фольгу, не повредите пломбу на крышке. Теперь нам понадобится мягкий карандаш М4 или М2. Из карандаша достаем грифель, хорошенько его разминаем до консистенции порошка и засыпаем в тюбик с клеем. Длинной спичкой нужно перемешать наш состав и закрутить фольгу, обязательно закрепите её снизу плоскогубцами, чтобы в процессе работы клеящий состав не вытек. У графитовых соединений главное достоинство – они быстро сохнут, но при этом не подходят для цветного металла, на котором есть краска. Грифель имеет черный цвет, клей его растворит и станет сероватым – останутся следы на обрабатываемой поверхности.

Графитный токопроводящий клей

Можно сделать самодельный не прозрачный клей на серебре – здесь нужно немного повозиться. Для начала необходимо купить азотнокислотное серебро либо азотную кислоту. Еще нам понадобится 1 % раствор формалина и нашатырный спирт (аммиак). Соединяем азотнокислотное серебро с формалином в равных частях и добавляем несколько капель 5%-ного нашатырного спирта. Если все сделано правильно, то появится осадок – черный порошок серебра, его нужно убрать из жидкости при помощи фильтра и дистиллированной воды. Далее подсушиваем вещество в температуре от 105 до 150 градусов Цельсия. У нас остался черный порошок, который нужно добавить в клей. Многие мастера рекомендуют перед началом работы растворить в клее немного спирта, чем сделать его немного реже. Состав очень быстро сохнет, поэтому периодически перемешивайте его.

Еще один способ получения этого же порошка – это выпарить состав до появления кристаллов, а после нагревать их в течение получаса на температуре до 400 градусов. Как только вещество перестанет пузыриться – основа для токопроводящего клея готова. На самом деле, это довольно эффективный состав, но изготовить его самому можно либо имея навыки работы химиком, либо если у Вас дома есть мини-лаборатория.

Рецепт первый:

Пожалуй, это самый простой вариант токопроводящего клея, который можно изготовить своими руками в домашних условиях. В основе этого рецепта лежит суперклей в маленьком тюбике. У данного суперклея имеется неплохие особенности. Одна из них — это то, что в нем хорошо разводится порошок графита, другая особенность — в больших объемах данный клей медленно затвердевает.

Для изготовления электропроводного клея нужен графитовый порошок. Его можно получить путем измельчения стержня простого карандаша при помощи напильника или наждачной бумаги. Затем берем новый, не распечатанный тюбик суперклея, и разворачиваем фольгу с его противоположной стороны. Далее засыпаем внутрь тюбика графитовый порошок и заворачиваем фольгу обратно. Соотношение порошка и клея подбирается опытным путем.

Однако у этого варианта клея довольно большое сопротивление, снизить которое можно путем добавления большого количества графитового порошка. Но это в свою очередь снижает прочность самого клея. Для получения более качественного клея в состав необходимо вводить порошкообразное серебро. Приведем несколько подобных рецептов.

Рецепт второй:

• Порошковое сеpебpо — 30 грамм
• Графит порошковый (мелкодесперсионный) -15 грамм
• Ацетон (очищенный) – 32 грамма
• Полимерный наполнитель (винилхлоpид/винилацетат) — 30 грамм

Все компоненты необходимо тщательно перемешать в небольшой посуде. Хранить полученный клей желательно в стеклянной таре с плотной пробкой.

Перед использованием токопроводящий клей необходимо хорошо перемешать палочкой (стеклянной). Путем добавления ацетона можно снизить вязкость полученного клея (при необходимости). Время высыхания клея составляет примерно 15 минут. Данный рецепт позволяет получить достаточно прочное механическое соединение с хорошей электропроводностью.

Рецепт третий:

• Графит порошковый (мелкодесперсионный) — 6 гр
• Порошковое сеpебpо — 60 гр

Оба этих компонента нужно тщательно перемешать между собой. Затем добавить в полученную смесь следующие вещества:

• Ацетон (очищенный) — 30 гр
• Hитpоцеллюлоза — 4 гр
• Канифоль — 2,5 гр

Все массу необходимо хорошо перемешать до образования однородной пластичной массы. Вязкость регулируется путем добавления ацетона. Хранение данного клея такое же, как и у предыдущего варианта.

Возможно применить и иной связующий компонент:

• Натуральный шеллак — 3 грамма
• Денатуpиpованный этиловый спиpт — 31 грамм

Только следует отметить, что с данным видом связующего производят соединение электрических поверхностей, которые не должны быть подвержены механической нагрузке. Поэтому этот вариант скорее можно назвать электропроводящей пастой.

Дополнительные рецепты

Графитовая пыль это не единственный компонент, который можно использовать для приготовления токопроводящих клеевых составов. Есть еще несколько более сложных смесей, отличающихся лучшей электропроводимостью или клеевыми свойствами:

1. Смесь из серебряного порошка (130 г) и графитового (12 г) – это токопроводящие компоненты, а связующими выступают нитроцелюлоза (8 г), ацетон (50 г) и канифоль (3 г). В перечисленном порядке все смешивается в ступке до состояния однородной массы и клей готов. Если клей будет загустевать, то его надо разбавить ацетоном. Этот состав больше рассчитан как токопроводящий – не стоит рассчитывать, что он будет удерживать какие-либо детали как клей.
2. Графитовый (30 г) и серебряный (70 г) порошок, ацетон (70 мл) и винилхлорида-винилацетат (60 г) – после перемешивания становятся сиропообразной токопроводящей жидкостью с клеевыми свойствами. Хранить следует в герметичной посуде, чтобы не выветрился ацетон. Им же разбавлять смесь, если она загустевает.
3. Порошок из графитового стержня пальчиковой батарейки и цепонлак перемешиваются до получения кремообразной смеси.

Специфика использования самодельного клея

Если нужно отремонтировать дорогую электронику, лучше не экономить и купить качественный магазинный клей, или вовсе отдать технику в руки мастера. Если предстоит ремонт пульта или более простая задача, то можно приготовить самодельную смесь по рецептам выше. Это позволит сэкономить на покупке готового средства. Единственная проблема, которая характерна для всех клеев, изготовленных в домашних условиях, они имеют ограниченный срок хранения. Готовить нужно небольшую порцию, которая используется за один раз.

Профессиональные составы

Конечно, клея домашнего производства и профессионального будут разниться по качественным показателям: всегда нужно будет выбирать между скоростью застывания, клеящейся способностью и проводимостью. Гораздо выгоднее купить готовый токопроводящий клей для шлейфов, линолеума, автомобиля и т.д.

Рассмотрим самые популярные марки:

Получение порошка серебра для изготовления токопроводящего клея

Как читатель уже мог заметить, для изготовления токопроводящего клейкого вещества потребуется порошок серебра. Далее будет рассказано о том, как его можно получить в домашних условиях своими руками.

Для начала стоит перечислить компоненты, которые потребуется использовать в процессе получения порошкового серебра:

• серебро;
• кислота азотная;
• нашатырный спирт (раствор 5%);
• сода;
• формалин (раствор 1%).

Для начала потребуется растворить серебро в азотной кислоте. На выходе получается азотнокислое серебро. Стоит отметить тот факт, что работа с азотной кислотой предполагает соблюдение осторожности и аккуратности, так как в результате неосторожных действий с данным веществом можно получить серьёзные ожоги.

Затем, в полученный раствор, потребуется добавить соду. Делать это нужно постепенно, для нейтрализации. Далее раствор азотнокислого серебра понадобится соединить с раствором формалина, а затем нагреть до 80 градусов. При этом получившееся вещество нужно будет постоянно помешивать. Это требуется делать для осаждения серебра.

После нагрева в раствор следует капнуть несколько капель приготовленного заранее нашатырного спирта. В результате указанных манипуляций образуется тёмный осадок. Его потребуется промыть дистиллированной водой, а затем подсушить. Температура при подсушке должна составлять примерно 110 градусов.

Проблемы при использовании

Очень сложно из клея создавать длинную дорожку, она не всегда имеет равномерную толщину и длину. Особенно сложно обрабатывать шины, так как смесь довольно быстро высыхает. Небольшие участки лучше наносить маркером, а не кисточкой.

Перед нанесением клея нужно проверить его совместимость с обрабатываемой поверхностью. Например, содержащийся в токопроводящих составах серебряный порошок вызывает ржавление в деталях из алюминия, поэтому такие клеи нельзя использовать на алюминиевых основаниях.

Недостатки

• Высокая цена.
• Выделение в воздух токсичных веществ. Это характерно для некоторых связующих компонентов, поэтому работать нужно в хорошо вентилируемом помещении или на улице.
• Для некоторых составов характерна несовместимость с контактирующими материалами.

Какие выводы

Конечно же, существуют и другие рецепты самодельного клея, а выше рассмотрены только самые простые и распространенных. Какой бы рецепт не использовался, главное, чтобы приготовленный вами самостоятельно, или приобретенный в магазине клей должен обладал минимально возможным удельным сопротивлением. И как любой другой, такой клей должен обеспечивать прочное, надежное и долговечное соединение.