Tips för att välja biokompatibelt smörjmedel

Smörjmedel kan vara nödvändigt inom många olika typer av medicinska applikationer för att minska friktionen på rörliga delar. Vilka faktorer är viktiga att ta hänsyn till vid val av biokompatibelt smörjmedel till din medicinska applikation? Det ska vi nu gå igenom.

Smörjmedel kan vara nödvändigt inom många olika typer av medicinska applikationer för att minska friktionen på rörliga delar. Vilka faktorer är viktiga att ta hänsyn till vid val av biokompatibelt smörjmedel till din medicinska applikation? Det ska vi nu gå igenom.

För mer information om vilka typer av biokompatibla smörjmedel som finns tillgängliga för medicinska applikationer, läs vårt tidigare blogginlägg som beskriver dessa.

Titta på typen av applikation

Biokompabiliteten på Nusils smörmedel testas enligt ISO 10993. Inom denna testspecifikation har man delat upp smörjmedlen inom två olika kategorier: för korttidsimplantering (mindre än 30 dagar) och för långtidsimplantering (över 30 dagar). Se till att välja ett smörjmedel med rätt typ av klassning.

Vilken typ av friktionsreduktion behövs? Hydrofobicitet?

Till exempel:

  • Minska insättningskraft i mänsklig vävnad för nålar, kanyler, trokarer och skalpeller.
  • Reducera dragkraften mot andra komponenter eller mänsklig vävnad för katetrar, styrtrådar och skalpeller.
  • Minimera lossbrytningskraften för ventiler och kranar.
  • En hydrofob yta för till exempel insidan på sprutcylindrar.

Vilket material ska smörjas? Glas, plast, metall eller silikon?

Silikon

Ytan på härdade silikonelastomerer (silikongummi) har ofta en hög friktionskoeffeicient och kan kännas klibbiga, vilket försvårar för när dessa delar ska vara rörliga. Silikonelastomerer har också en tendens att klibba fast i varandra om de kommer för nära.

När det gäller smörjmedel för silikon är det viktigt att ta silikonernas kemi i beaktning. Om elastomeren och oljan är för lika kan oljan diffundera in i elastomeren vilket får den att svälla, och givetvis försämrar effekten av smörjningen. De flesta silikondetaljer är baserade på dimetyl-silikonpolymerer. Att välja en fluorosilikon som smörjmedel förhindrar diffusion. Ett annat alternativ är att välja ett med högvisköst smörjmedel, som ett silikonfett, som kommer att ha svårare att migrera in i elastomeren. Förutom traditionella biokompatibla silikonsmörjmedel finns också härdande beläggningar som kan appliceras på silikonen. Dessa binder kemiskt till elastomerens yta och bildar en flexibel och tålig coating som inte förändrar elastomerens mekaniska egenskaper förutom att den sänker friktionskoefficienten. Ett annat icke-traditionellt alternativ är att sillverka silikondetaljen av en själ-smörjande silikon, där smörjmedlet alltså är inbyggt.

Metall

Metallytor på skalpeller, nålar och kanyler har en viss friktion. När dessa kommer i kontakt med eller till och med ska föras in i mänsklig vävnad, kan friktionen orsaka onödig skada och förstås orsaka patienten smärta. För att minska friktionen, har mycket ansträngning lagts på att optimera designen. Titta till exempel på en kanyl så ser du att nålspetsen har en speciell form som ska orsaka minst friktion. Den friktion som fortfarande är kvar kan minskas ännu mer genom att använda silikonsmörjmedel.

För metall är det speciellt viktigt att fundera över hur länge smörjmedlet behöver verka. Är det en engångsprodukt (t.ex. en injektionsspruta) eller flergångsprodukt (t.ex. suturnål som ju ska penetrera huden många gånger).

Ett vanligt val för smörjning av metall är att använda en silikonvätska (silikonolja). För engångsanvändning är lågviskösa vätskor passande, men för flergångsanvändning kan det vara bättre att använda ett högvisköst silikonsmörjmedel, kanske dispergerad i lösningsmedel för att enklare få en tunn och jämn smörjning.

Glas

Silikoner tenderar att ha god vidhäftning till glas tack vare deras liknande kemiska struktur med kiselsyre-kedjor. Att tillsätta värme kan göra att den annars så icke-reaktiva silikonen faktiskt tvärbinder till glaset för ännu bättre vidhäftning.

Ofta, när det gäller glas, så handlar smörjningen om att få en hydrofob yta. Det kan till exempel vara att belägga insidan av en sprutcylinder med silikonolja för att det ska gå enklare att trycka ut medicinen. Detta brukar kallas för silikonisering. En biokompatibel silikonolja eller silikonfett kan användas för smörjning av glas, eventuellt utblandad i lösningsmedel till en dispersion för appliceringens skull.

Plast

Det finns många plaster som används inom medicinsk industri. Friktionspunkter hos plaster kan kräva smörjmedel. För att få kolvar och proppar av olika slag att glida bättre är silikonfett vanligt att använda då denna typ av smörjmedel tenderar att migrera minst. Om du vill använda en dispersion – se till att plasten tål lösningsmedlet.

Vilken typ av process är möjlig?

Fundera över om det finns möjlighet att applicera värme (för värmehärdande alternativ), om luftfuktigheten är stabil (för fukthärdande alternativ) och om ni kan tänka er att ha lösningsmedel i er process.

Hur ska smörjmedlet appliceras?

Med torkduk, pensel/borste, sprayning eller doppning? Ska processen vara manuell eller automatiserad?

Hur många cykler ska smörjmedlet ha effekt?

En eller några få – välj en låg viskositet.

Flera – välj en högre viskositet eller härdande system.

Urvalsguide för Nusils biokompatibla silikonsmörjmedel

Har du fler frågor, tveka inte att kontakta oss för guidning!

Effekten av plasmabehandling på feta plaster

En förutsättning för att ett lim ska få vidhäftning mot en yta är att limmet väter den yta som ska limmas. Om limmet inte väter ytan så finns det två alternativ: byt lim eller förändra ytan. Ett sätt att förändra ytan på är att förbehandla den.

Det finns många olika förbehandlingsmetoder för plaster, t.ex. primer, slipning, etsning, corona och plasma. I videon nedan ser du hur vätningen av en svårlimmad plast (polypropen, eller PP, som ofta brukar refereras till som en fet plast) påverkas av plasmabehandling.

Plasmabehandling (i videon med en lågtrycksplasma) har flera funktioner som du kan läsa om i vårt tidigare blogginlägg om plasma. En av den är att höja plasters ytspänning. Ytspänningen på lim och yta är vad som avgör vilka vätskor som väter vilka ytor. Den generella regeln är att ett lim får bäst vidhäftning om limmet har lägre ytspänning än plasten. Alltså gör plasmabehandlingen en yta lättare att väta och därmed också lättare att limma!

För att ta reda på vätningen så kan speciella testvätskor, eller bläck, användas. Dessa har en känd ytspänning och kan därför ge ett hum om plastens ytspänning. I videon använder vi en testvätska som har en ytspänning som ungefär motsvarar ett epoxilim.

Innan en förbehandling väter inte detta bläck plasten. Plasten har alltså en lägre ytspänning än vad limmet har. Efter plasmabehandling i 5 minuter, däremot, är resultatet helt annorlunda. Bläcket väter nu med lätthet plasten och har alltså gjort att plastens ytspänning blivit högre än vätskans (limmets).

Enligt resultatet från detta test bör nu plasten vara betydligt mer lättlimmad (även om fler faktorer givetvis kan påverka).

Hur fungerar lågtrycksplasman?

  1. Detaljer stoppas in i lågtryckskammaren.
  2. Med hjälp av en vakuumpump sjunker trycket i kammaren till ca 0,2 – 0,4 mbar.
  3. En gas leds in i kammaren (i detta fall vattenånga) och omvandlas till plasma som peppras på plastens yta för att förändra den på olika sätt. Den lysande lila färgen som syns är plasman.
  4. Efter några minuter, släpps det på trycket och plasten kan tas ur kammaren.

Är du intresserad av att veta mer om plasma?

Hör av dig!

Tätning och packningar av silikonskum

Tätning och packningar av silikonskum har många användningsområden. Det kan bl.a. användas istället för vanlig silikon till packningar och är ett kostnadseffektivt alternativ till färdiga packningar och skumtejp inom industrier som fordon, flyg, konsument, elektronik, medicinteknik och telekommunikation.

Att använda silikonskum istället för vanlig silikon till packningar är ett kostnadseffektivt alternativ till färdiga packningar och skumtejp inom industrier som fordon, flyg, konsument, elektronik, medicinteknik och telekommunikation.

Hur fungerar silikonskum?

Silikonskum är oftast 2-komponentsprodukter med additionshärdning (platina-katalysator). Men det finns även 2-komponents kondensationshärdande silikonskum. Dessa kan härdas antingen vid rumstemperatur eller så kan de accelereras med värme för en snabbare process.

Vid blandning sätts en kemisk reaktion igång som bildar vätgas. Vätgasen är det som bildar själva skumgummit och innebär att silikonskummet expanderar då det fortfarande är i flytande form för att sedan stelna med den densitet, cellstruktur som bildats av gasen. I slutändan fås en mycket flexibel och mjuk kompressionstätning.

Silikonskumgummis egenskaper

Generellt har silikonskum en mycket låg ”compression set” vilket innebär att den permanenta deformeringen på skummet är liten efter och att den till hög grad återfår sin form efter att ha blivit hoptryckt.

Likt vanliga silikoner klarar silikonskum av ett brett temperaturintervall och håller sig flexibelt långt ner i minusgraderna såväl som klarar höga temperaturer utan att brytas ner.

En fördel gentemot vanlig silikon är dess låga densitet som bidrar till lägre slutvikt vilket i många industrier är högst önskvärt.

Dispensering av silikonskum

Applicering sker ofta genom att använda automatiserade system. De två komponenterna pumpas med korretk blandningsförhållande genom ett mixerrör. Skummen kan blandas i antingen statiska eller dynamiska mixerrör men dynamiska ger oftast något bättre resultat. Blandningen appliceras sedan direkt på detaljens yta, kanske med hjälp av en robot, och tillåts härda fullt ut innan packingen komprimeras.

Potentiella applikationer för silikonskum

  • Tätning mot omgivande miljö
  • Tätning mot damm och ånga
  • Värmeskydd
  • Vibreringsskydd
  • EMI/RFI-skärmning
  • Elektriska packningar i utomhusmiljö
  • Dämpning på chip och batterier

Fördelar med silikonskum

  • Låg compression set
  • Låg modul (hög flexibilitet)
  • Hållbart skydd under tuffa förhållanden så som låga och höga temperaturer, kemikalier, UV-ljus, damm och fukt.
  • God processbarhet som Form-in-Place-Gasket (FIPG).
  • Kompatibla med de flesta 2-komponents dispenseringssystem.
  • Lägre kostnad än alternativa lösningar.

Förslag på produkter

För FIPG i generell industri: DowSil 3-8259

Medicinklassat med ISO 10993: Nusil MED-2310, Nusil MED10-2310

Rymdklassat med NASA och ESA: Nusil CV-2391

4 sätt att sänka friktionen på silikon

Silikon har generellt hög friktion vilket gör att den kan vara svår att använda i rörliga delar. Vi går här igenom 4 olika sätt att sänka friktionen på silikon!

Silikon har generellt hög friktion och är naturligt klibbig. Ju mjukare silikonen är, desto mer ju desto mer klibbig blir dess yta. Detta innebär att silikon ofta har en tendens att dra åt sig bl.a. damm och att den enkelt klibbar fast i både sig själv (”blocking”) och andra material. Silikonen kan även vara svår att använda i rörliga delar. Dessa egenskaper kan ofta bli problematiska i applikationer som kräver att en silikondetalj ska kunna glida bra eller röra sig lätt.

Här är 4 olika sätt att sänka friktionen på silikon:

1.      Friktionssänkande beläggning

Ett effektivt och långsiktigt sätt att sänka friktionen på silikon, till exempel för att minska insättningskraften, är att belägga ytan med en härdande coating. Nusil har speciella beläggningar som sänker friktionskoefficienten på silikon. Dessa produkter är lösningsmedelsbaserade, så se till att din process tolererar användningen av dessa.

När beläggningen härdat, har den bildat en flexibel och torr hinna som inte kan migrera men inte heller påverkar de mekaniska egenskaperna (så som hårdhet) hos silikonen. En friktionssänkande beläggning kan sänka den statiska friktionskoefficienten med upp till 74 % och den kinetiska med upp till 54 % på en typisk LSR. Dessutom kommer beläggningen att öka silikonens nötningsbeständighet.

Det finns två typer av härdningsmekanismer tillgängliga:
platina-katalyserad 2-komponents för platinakatalyserade gummin (de flesta LSR och HCR) eller
fukthärdande för silikoner som innehåller tenn (kondensationshärdande silikoner).

2.      Silikonolja

En silikonolja är det traditionella sättet att minska lossbrytningskraften, insättningskraften och dragkraften för silikon. När du väljer en silikonolja till din silikon är det viktigt att ta hänsyn till silikongummits kemi. Om en vanlig silikonolja används på ett vanligt silikongummi (PDMS) kommer oljan att migrera in i silikonen vilket får den att svälla och förlora sina smörjande egenskaper. Välj då istället en fluorosilikon-baserad silikonolja för vanlig silikon och en vanlig silikonolja för fluorosilikon.

Nusil självsmörjande silikon

Silikonoljan kan appliceras som den är eller spädas ut i lösningsmedel för applicering av tunnare skikt. Fundera över vilken visksoitet på oljan som är optimal för just din applikation. En olja med högre visksoitet kommer att migrera långsammare vilket ger ett resultat som håller längre.

3.      Silikonfett

Ett silikonfett minimerar också lossbrytningskraften för silikon. Fördelen med att välja ett silikonfett istället för en vätska är att fettet migrera mindre vilket också gör att din silikondetalj smörjs under en längre tid.

Samma sak som för silikonolja gäller: använd ett fluorosilikonbaserat fett till vanlig silikon och vice versa. Fettet kan appliceras som det är eller utspätt i lösningsmedel.

4.      Välj en självsmörjande silikon

För att förenkla processen och slippa extra steg för smörjning, kan en självsmörjande silikon vara ett bra val. Denna teknologi innebär att din LSR eller HCR redan är laddad med smörjmedel. Smörjmedlet kommer efter vulkanisering att migrera ut från silikongummit i en jämn takt. Själva silikonen liksom mängden smörjmedel kan anpassas för att passa den specifika applikationen.

UL 94 brandklassificering för lim & gjutmassor

Elektroniska apparater måste vanligtvis genomgå tester för att klassificeras som brandsäkra. De flesta komponenter som används testas enligt UL (Underwriters Laboratories) innan de kan säljas och distribueras på de flesta globala marknaderna.

Vad innebär UL 94-standarden?

UL 94 är ett brandklassificeringstest för plastmaterial som används i elektronisk utrustning. UL 94 klassificerar plaster (inklusive lim, gjutmassor, coatings och inkapslingsmaterial mm) beroende på hur de brinner. Det inkluderar både hur lätt det är för ett material att börja brinna då den utsätts för en flamma och hur snabbt det slocknar efter att flamman avlägsnas.

Hur bestäms UL 94?

Det finns tre typer av test som utförs under UL 94 standarden. Alla går i princip ut på att sätta eld på en plastbit och sedan se hur lång tid det tar att slockna och vad som händer med biten.

Vågrät förbränning

Det ena typen av test är vågrät förbränning (Horizontal Burn, HB). Detta test kan ge brandklassificeringen UL 94 HB (se tabell nedan) och är den lägsta brandklassificeringen. Testet går till så att en eldslåga (från en brännare) får verka i 30 sekunder längs ena änden av provstaven. Efter att lågan avlägsnats bedöms det om elden självsläcks och i så fall om förbränningshastigheten är tillräckligt långsam för att godkännas.

Lodrät förbränning

Det andra metoden som används är lodrät förbränning (Vertical Burn, VB). Provstaven med materialet fästs vertikalt hängande och en låga riktas underifrån mot provets nederkant.  Efter 10 sekunder avlägsnas lågan och tiden biten fortsätter att brinna respektive glöda antecknas. Samma procedur upprepas sedan en andra gång på samma provstav och på fem olika provstycken. Testet kan ge tre olika nivåer av ratings.

Ytförbränning

Surface Burn är en variant på Vertical Burn med större flamma och fler flamningar. Detta är den mest aggressiva testmetoden som också ger högst klassificering om provet godkänns. Testet utförs på liknande sätt som VB men en större specificerad låga används. Efter 5 sekunder avlägsnas lågan och tider antecknas. Detta upprepar 5 gånger för varje provstav och på totalt 5 separata provstavar.

UL 94 tester

Vilka nivåer finns det inom UL 94?

Här kommer en sammanfattning på de nivåer av brandklassificeringar inom UL 94 som finns, från bäst till sämst.

UL 94 klassificering Metod Sammanfattning av krav
5VA SB Mest brandsäkra nivån. Självsläcker inom 60 sekunder. Det får inte brinna så att det blir ett hål genom testbiten.
5VB SB Självsläcker inom 60 sekunder men det FÅR förekomma hål i testbiten.
V-0 VB Självsläcker inom 10 sekunder och får inte droppa.
V-1 VB Självsläcker inom 60 sekunder och får inte droppa.
V-2 VB Självsläcker inom 60 sekunder och FÅR droppa.
HB HB Brinner långsammare än specificerat i standarden för en viss tjocklek. Lägst brandsäkerhet på skalan.

Varför ska jag ha ett material med UL-klassning?

Brandbeständiga komponenter ger konstruktörer och kunder förtroende för att den elektriska enheten kommer att leverera önskad prestanda. Brandklassade komponenter ger också minskad säkerhetsrisk. UL 94 är den vanligaste klassificeringen för lim, gjutmassor och coatings inom elektronik.

Exempel på produkter med UL 94 klassificering

Tänk på att godkännandena avser en viss dimension på bitarna, storlek på flamman osv som inte är fallet i de flesta tillämpningar. Det är därför viktigt att verifiera för din specifika applikation.

I vissa fall är ett material testat enligt UL 94:s specifikationer men inte av ett UL-certifierat labb. Det innebär att det inte är officiellt registrerade hos UL utan en tredje part men att det klarat och kommer att klara testerna. Ibland kan dock officiellt certifierade produkter vara ett krav så det är viktigt att vara uppmärksam.

Här kommer ett urval av produkter som är UL 94-godkända. Hittar du ingen som passar, kontakta oss för fler valmöjligheter.

Polyuretan-gjutmassa

WEVOPUR 390 + 300 M UL 94 V-2
WEVOPUR 552 FL + WEVONAT 300 5V (ej certifierad), V-0
WEVOPUR 403 FL + WEVONAT 300 RE 5V (ej certifierad), V-0

Silikon-gjutmassa

De flesta silikoner är av naturen kapabla till åtminstone en HB rating. Fyllmedel av olika slag kan öka flamresistansen.

Sylgard 170 UL 94 V-0
Sylgard 567 UL 94 V-0

Epoxi-gjutmassa

ALH Systems NP1003 UL 94 V-0
ALH Systems NP1025 UL 94 V-0 (ej certifierad)

Silikonlim

DowSil 732 UL 94 HB
DowSil 3140 UL 94 V-1
DowSil Silastic 744 UL 94 HB

Kretskortslack

DowSil 1-2577 UL 94 V-0
DowSil 3-1953 UL 94 V-0
Electrolube AFA UL 94 V-0

Lim

Permabond ES578

Permabond TA4392

Permabond MT3826

Araldite 2033

Silikonlim och tätning för fordonssystem

Det finns många tillämpningar för silikonlim i fordon. Här får du tips om vilka som passar var.

Designa för kostnadseffektiv limning och tätning med silikon

Silikonlim har många fördelar inom fordonssystem och fordonsapplikationer. De har god beständighet mot diverse vanliga vätskor som kan förekomma inom industrin (exempelvis kylvätska, bensin och diverse oljor) och utmärkt beständighet mot utomhusklimat (UV-ljus, ozon och väder och vind). De åldras dessutom väl med varaktig styrka och flexibilitet utan att spricka eller mjukna. Silikoner tål extrema temperaturer, både på den låga och höga skalan, och har utmärkta dielektriska egenskaper.

Silikonlim finns i många former som passar många olika tillverkningsprocesser. Det finns olika typer av härdningsprofiler för att göra limningen så effektiv och passande som möjligt för en viss produktionslina.

Varför använda silikonlim för sammanfogning och tätning inom konstruktion av fordonssystem?

  • Energieffektivitet: Genom att limma istället för andra sammanfogningstekniker så som skruvar och bultar, fås lägre slutvikt på fordonet.
  • Körkomfort: Minskning av gnissel, skrammel, vibrationer mm.
  • Säkerhet: Ökad styrka och tålighet på tätningar.
  • Hållbarhet: Effektiv bearbetning och lång livslängd på limmade komponenter.

Kort om olika typer av silikonlim

De vanligaste typerna av silikonlim för fordonsindustrin listas nedan.

  • 1-komponent fukthärdande silikonlim/tätningsmedel (RTV1). Denna typ av silikonlim är mycket enkel att dispensera men kräver längre härdtid som främst är beroende av luftfuktigheten i lokalen.
  • 2-komponents kondensationshärdande silikonlim/tätningsmedel (RTV2). Med en 2-komponentsprodukt går det enklare att styra härdningstiden. Däremot tillkommer ett blandningssteg.
  • Värmehärdande silikonlim/tätningsmedel (HTV). Snabbast processtid fås om det finns möjlighet att värmehärda silikonlimmet.
  • Silikonsmältlim. Silikonsmältlim är en nyare klass av lim som ger snabb hanteringsstyrka så fort limmet stelnat men sedan också härdar (fukthärdande) med tiden för att bygga upp styrka.

Lär dig mer om olika typer av silikoner och deras egenskaper här.

Silikonlim för olika applikationer inom fordonsystem

Det finns många tillämpningar för silikonlim i ett fordon. Det kan handla om allt från kompressionspackningar eller flytande packningar i motorer eller växellådor, tätning av bränsletankar eller limning av interiören för att täta mot vatten, avgaser och smuts. Du kan även hitta silikon i lampor, speglar och kylsystem. I alla dessa fall behövs olika egenskaper på silikonen och de ska dessutom tåla olika slags kemikalier.

I nedan bild ser du exempel på olika användningsområden för silikonlim i ett fordon. För förslag på produkter som kan tänkas vara alternativ för dessa applikationer, klicka på länken nedan.

KLICKA HÄR FÖR URVALSGUIDE

PS. Svårlimmad plast? Titta på silikon-smältlim eller varför inte den nya innovativa produkten DowSil EA-7100. Dessa typer brukar kunna ha bra vidhäftning även till lite svårare material så som feta plaster.

Ingjutning med silikon för elektronik för maximalt skydd

Ingjutning med silikon för maximalt skydd av elektronik. Det finns flera typer av gjutmassor som är populära att använda för att skydda elektronik. I det här inlägget ska vi titta på fördelarna
med att välja en silikon och hur du väljer mellan en silikonelastomer eller en
gel.

Varför ska jag välja att använda en silikongjutmassa eller gel istället för ett kretskortslack?

En gjutmassa ger bättre skydd samt snabbare och enklare härdningsalternativ än kretskortslack när:

  • Komponenter på kretskortet är mer än 200 mikrometer höga.
  • Kretskortet har en mer invecklad topografi.
  • Kretskortet har känsliga trådar eller lödpunkter.

Varför välja silikon istället för organiska gjutmassor eller geler?

Ingjutning med silikon för elektronik, silikoner har en rad fördelar gentemot uretaner och epoxi:

  • Maximalt skydd – speciellt när det gäller silikongeler – mot mekanisk spänning vid till exempel termisk cykling eller vid stor skillnad i utvidgning hos olika material.
  • Extraordinärt skydd mot slag och vibrationer.
  • Bättre temperaturtålighet och mer pålitlig prestanda vid temperaturer mellan -45 ˚C och 200 ˚C.
  • Bättre vattenbeständighet och större beständighet mot kemikalier och UV-strålning.
  • Minskad eller helt eliminerade försiktighetsåtgärder vid hantering som ofta förknippas med härdplaster så som polyuretan och epoxi. Till exempel skador vid inandning eller risk för allergier.
  • Härdschemat hos silikoner kan anpassas till produktionen utan betydande förändringar i slutegenskaperna.
  • Enkel bearbetning utan behov av ugnar eller oro över exoterma reaktioner (som för epoxi).
  • Enkelt att omarbeta eller reparera om nödvändigt.
  • Brett urval av produkter med olika egenskaper.

Passar en silikonelastomer eller en gel bäst?

Ingjutning med silikon för elektronik. Både gjutmassor som består av elastomerer och geler kan ge liknande fördelar så som utmärkt dielektriskt skydd, skydd mot omgivande miljö, termisk stabilitet och mekaniskt skydd. De flesta silikoner för ingjutning är additionshärdande 2-komponentsprodukter.

Elastomer Gel
Högre nötningsbeständighet Maximalt skydd mot mekanisk spänning (mjukare)
Enkelt reparerbar vid omarbetning Självläkande vid omarbetning
Alternativ finns för:
– Vidhäftning utan primer
– Optiska och rymdklassade applikationer
– Termiska egenskaper
Alternativ finns för:
– Lösningsmedels- och bränsletålighet (fluorosilikon
– Snabb UV-härdning

Hur väljer jag rätt gjutmassa av silikon?

Silikonelastomerer

DowSils slikonelastomerer för ingjutning har hårdhet mellan Shore 00 20 till Shore A65.

Hos gjutmassor från DowSil finns tre kategorier av produkter: Standard, primerless och special.

Produkter av standard-typ kräver att en primer används om god vidhäftning är ett krav.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD 170 Silicone Elastomer

De alternativ som är sk. primerless kräver värmehärdning vid minst 100 ˚C men har å andra sidan vidhäftning till många vanliga material som förekommer inom ingjutning av elektronik.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD 567 Primerless Silicone Encapsulant

Special-produkterna i DowSils portfolio inkluderar till exempel termiskt ledande silikon, produkter för optik eller med olika typer av godkännanden, till exempel för försvaret.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD EI-1184 Optical Encapsulant

Geler

Geler är mjukare än elastomerer. Förutom att ge ultimat spänningsavlasning har geler även en så pass klibbig yta att de naturligt får vidhäftning mot de flesta ytor, även utan att primer används. Det finns fyra familjer av silikongeler i DowSils sortiment: Standard, för låga temperaturer, slagsega och special.

Vid val av en silikongel bör hänsyn tas till tillämpningens behov på spänningsavlasning, viskositet, härdtid och brukstid.

Exempel på produkt: DowSil SYLGARD 527 Dielectric Gel

UV-härdande silikongel: DowSil X3-6211 Encapsulant

Behöver du hjälp att välja?

KLICKA HÄR FÖR URVALSGUIDE

Kontakta oss gärna för att diskutera mer om vilka alternativ som skulle passa just din applikation bäst.

Silikon för elektriska fordon – fördelar och användningsområden

Silikon för elektriska fordon – fördelar och användningsområden är ett intressant område! Marknaden för hybrider och batteridrivna fordon (xEV) väntas växa exponentiellt under de kommande åren. Detta kommer att vara en utmaning för batteri-tillverkare när kraven för stor volymtillverkning av litiumjon-batterier ökar i form av att de behöver bli mindre, lättare och mer kostnadseffektiva. De kommer också att kunna leverera mer kraft under längre tid och med bättre termisk kontroll.

Även andra delar av elektriska fordon, till exempel montering av batterisystem, styrenheter och DC/DC-omvandlare och elektriska motorer möter liknande utmaningar. Dessa behöver också förbättra sin termiska överföring, tillverkningsprocess och skydd.

Fördelarna med silikon för tillämpningar inom elektriska fordon

Silikon har egenskaper som under lång tid gjort materialet till en klockren lösning för ett brett spann av kretskorts- och fordonsapplikationer. Dessa egenskaper gör också silikon lämpligt för att användas inom volymproduktion av litiumjon-batterier.

Fördelarna med silikon:

  • Mycket låg termisk resistans.
  • Reologi, vidhäftning och härd-egenskaper som ger snabbare och enklare tillverkningsprocess.
  • Utmärkt temperaturbeständighet med en mycket bred användningstemperatur.
  • Tålig även under tuffa förhållanden – beständig mot termisk chock, oxidation, fukt och kemikalier.
  • Utmärkt elektrisk isolering (dielektrisk styrka).
  • Utmärkt spänningsavlastning.

Användningsområden inom elektriska fordon

Silikon är ett otroligt mångsidigt material som finns i många olika former för att på bästa sätt kunna möta krav på prestanda och process.

Värmeledning

Värmeledande silikoner har egenskaper som kan hjälpa till att sänka användningstemperaturerna i ett system. På så sätt förlängs livslängden för batterier och andra elektriska kretskortssystem och prestandan höjs.

Exempel på värmeledande silikonteknologier:

  • Värmeledande silikonlim för att få en koppling mellan batterisystemet och kylflänsar eller limma ihop flera battericeller.
  • Icke-härdande värmeledande pastor för ledning av värme mellan battericeller och kylflänsar.
  • Värmeledande geler och gjutmassor anpassade till högvolymsproduktion. Kan användas som alternativ till pads som värmeledande element mellan celler och moduler till kylflänsar eller som gapfyllning.
Elektriska fordon Dowsil värmeledande

Andra teknologier

För övriga tillämpningar inom elektriska fordon finns:

  • Silikongeler för ingjutning och skydd av kretskort i batterisystemens strömhantering.
  • Lim för en mängd olika applikationer. Exempelvis limning av kondensatorer för skydd mot vibrationer, extra stöd för stora komponenter på kretskort och tätning av lock.
  • Kretskortslack för skydd av kretskort i elförsörjningssystem.
  • Silikonelastomerer för temperaturtålig tätning och packningar.

Vad kan vi hjälpa till med?

För att lyckas göra elektriska fordon till både hög-presterande och kostnadseffektiva alternativ till dagens lösningar inom till exempel transport, investeras det nu i nya teknologier inom silikonmarknaden.

Dow hjälper kunder som är till exempel tillverkare av battericeller, systemdesigners eller liknande inom elektrisk fordonsindustri med lösningar fören mängd utmaningar där silikon kan vara lösningen. Hör av er till oss så berättar vi mer!

Olika typer av kretskortslack

Elektroniska system med kretskort (PCB) finns idag i alla miljöer. Kretskortslack (conformal coating) har tagits fram för att skydda kretskort och dess komponenter från de miljöer de kan utsättas för, så som värme, smuts, damm, fukt och annat som kan skada dem. Dessutom kan en de ge en extra säkerhet i kritiska tillämpningar.

Att tänka på vid val av kretskortslack

Vid val av en kretskortslack finns det många olika faktorer att ta hänsyn till. Den viktigaste frågan att börja med kan vara i vilken miljö kretskortet kommer att befinna sig i och vad lacken ska skydda mot.

  • I de flesta fall behövs skydd mot fukt och damm då kretskort i alla miljöer kan utsättas för detta i olika grader.
  • Elektrisk isoleringsförmåga kan variera och skyddar mot både intern och extern chock.
  • Utmanande miljöer kräver extra hänsyn. Kretskortet kan till exempel utsättas för mekanisk spänning och vibrationer, temperaturvariationer, nötning, brandfara eller kemikalier.
  • Omarbetning kanske kommer att behövas om komponenterna under lacken behöver repareras eller bytas ut. Kretskortslack tas ofta bort genom slipning, bränning eller användning av kemikalier.

Typer av kretskortslack

Det finns många typer av kemi som en kretskortslack kan vara baserad på: akryl, silikon, uretan, epoxi eller andra special-formulerade material.

Akryl-baserade

Akryl-baserade kretskortslack är vanliga att använda i generell industri. De är relativt enkla att applicera (finns ofta till och med i sprayburk), härdar snabbt i rumstemperatur och är enkla att få bort om omarbetning skulle behövas.

Polyuretan-baserade

Polyuretan-baserade kretskortslack är ofta både mer beständiga mot nötning och repor samt kemikalier. Det innebär förstås också att det blir svårare att omarbeta dem.  Härdtiden är generellt längre än för akryler om inte en 2-komponentsprodukt används. Innehåller isocyanater.

Epoxi-baserade

Epoxi-baserade är inte lika vanliga men har hög tålighet mot det mesta. Ger en hård beläggning och dess höga mekaniska styrka gör att den är svår att få bort för omarbetning.

Silikon-baserade

Silikonbaserade kretskortslack har fördelen att de ofta är betydligt mer arbetsmiljövänliga. Till skillnad från övriga typer är silikon mjukt och flexibel och skyddar även kretsar med känsliga komponenter som annars kanske skulle gå sönder under termisk cykling eller mekaniska stötar eller vibrationer. Silikoner är den mest temperaturtåliga typen av kretskortslack och tål ofta upp till 200 ˚C. Silikons kemikalietålighet är också hög. Av dessa anledningar passar silikoner ofta bra även i mer krävande applikationer inom till exempel bil-, olje-, flyg- och rymdindustrin (låg-utgasande). Finns även medicinskt klassade produkter, även för implantering.

Parylen-baserade kretskortslack

Parylen-coatings används i specialfall så som medicinska eller militära applikationer där kretskortet kan utsättas för mycket tuffa miljöer. Applicering måste ske på extremt rena ytor via en speciell process som kallas vapor deposition polymerization.

Electrolube kretskortslack

Härdtyper

De flesta av ovan nämnda typer av kretskortslack kan härda med olika metoder beroende på vilken produkt som väljs.

Lösningsmedelsbaserade

För akryl- uretan- och epoxibaserade produkter är den vanligaste metoden avdunstning av lösningsmedel och efterföljande härdning. Nackdelen med lösningsmedelsbaserade produkter är att lösningsmedlet ofta omfattas av regler och bestämmelser för hantering, utrustning och skydd.

Fukthärdande

Kretskortslack utan lösningsmedel, så som silikoner, kan vara fukthärdande. Det innebär att de härdar utifrån och in. Ytan härdar först och är för silikon klibbfri inom ca. 10-15 minuter. Däremot tar full härdning betydligt längre tid.

Värmehärdande

Värmehärdning ger en kortare härdtid men kräver också utrustning i form av ugnar. En nackdel kan vara att lacken får högre krympning så att känsliga komponenter kan skadas. Se också till att kretskortet och dess komponenter tål den temperatur som krävs för härdning, i många fall krävs minst 100 ˚C.

UV-härdande

UV-härdande kretskortslacker har den i särklass kortaste härd-tiden (vi pratar sekunder) och passar bra för snabba produktionsserier. UV-härdande kretskortslack kräver en speciell UV-lampa. Tänk på att ljuset från lampan behöver nå alla delar av den applicerade lacken för att härda. Om det finns skuggade områden kommer de att behöva härdas med en sekundär härdningsmekanism som vissa UV-härdande kretskortslack har.

Appliceringsmetoder

En annan viktig faktor vid val av kretskortslack är hur du vill applicera den.

Doppning eller sprayning är de vanligaste metoderna för applicering av kretskortslack. I de fall där vissa komponenter inte får täckas behöver någon typ av maskering användas om inte sprayning med robot eller annan mycket noggrann metod används. Pensling kan användas för mindre jobb men rekommenderas oftast inte på grund av att resultatet lätt blir ojämnt. Dock är det ofta lämpligt vid reparationer.

För att appliceringen ska bli så bra som möjligt bör viskositeten på kretskortslacken anpassas till appliceringsmetod och kretskortet i sig. Till exempel kan ett kretskort med många höga komponenter kräva en tjockare lack och komplicerade designer kanske passa bäst med doppning.

För att kvalitetskontroll av appliceringen med enkelhet ska kunna utföras, speciellt med tunnare coatings som är svåra att se med blotta ögat, så kan det vara en idé att titta på kretskortslack som innehåller fluorescerande ämnen som enkelt kan ses under UV-ljus med hjälp av en blacklight.

kretskortslack sprayning

Förslag på produkter

Electrolube AFA: Lösningsmedelsbaserad kretskortslack av akryl.

Dymax 9482: Akryl-baserad UV-härdande kretskortslack med sekundär fukthärdning för skuggade områden.

Dymax 9-20557: Akryl-baserad UV-härdande kretskortslack med sekundär värmehärdning för skuggade områden.

DowSil 3140: Fukthärdande silikon.

DowSil 1-2577 Low VOC Conformal Coating: Lösningsmedelsbaserad silikon med lite högre hårdhet för bättre nötningsbeständighet.

Välj rätt typ av cyanoakrylat

Det finns många produkter inom kategorin industriella snabblim. Dessa är alla 1-komponents, snabbhärdande och lösningsmedelsfria. De fungerar bäst i tunna fogar och finns i varierande konsistenser, från kapillärverkande (wicking) och lättflytande till tixotropa och geler. Förutom detta har olika produkter stora skillnader i egenskaper. Vi går nu igenom olika typer av cyanoakrylat och vad de är bra för.

Etyl, metyl eller allyl – olika typer av cyanoakrylat

När du valt att använda ett cyanoakrylat-lim så komer nästa fråga. Vilken typ av cyanoakrylat är den bästa för din applikation? Det finns olika typer av cyanoakrylat baserade på olika kemi. Det första snabblimmet som kom ut på marknaden var en metyl cyanoakrylat, nämligen Permabond 910 som används flitigt än idag. Sedan dess har antalet produkter exploderat i antal och det finns nu många olika sorter med många olika egenskaper, alla baserade på cyanoakrylat.

Förutom metyl-baserade cyanoakrylat finns nu också etyl-, alkoxy alkyl-, allyl-baserade (med fler).

Generellt anses metyl bäst att användas för metall och etyl för plast och gummi. Allyl har högre temperaturtålighet och alkoxy alkyl lägre lukt samt mindre risk för blooming.

Olika snabblim för olika syften – Olika typer av cyanoakrylat passa till olika typer av tillämpningar:

Plast och gummi-lim

Standard cyanoakrylat har många, många användningsområden. Bland de vanligare finns till exempel att limma ihop ändarna av gummislang för att forma o-ringar, limma fast o-ringar på rätt plats och limma ihop mindre detaljer av plast och gummi mot sig själva och andra material.

Permabond 105 för svårlimmade plaster

Permabond 2011 gel-form

Metall-lim

Permabond 910 är den största cyanoakrylat-produkten inom denna kategori. Produkten har god vidhäftning till de flesta metaller, inklusive stål, aluminium och mässing. Används inom allt från fordonsindustrin till flygindustrin.

Gummimodifierade cyanoakrylat

Gummimodifierade cyanoakrylat används då applikationen kräver högre beständighet mot slag och vibrationer än vad ett vanligt snabblim kan erbjuda. Även en viss grad av flexibilitet och högre fläkstyrka uppnås med denna typ av cyanoakrylat. Exempel på tillämpningar är att limma fast dubbar på vinterdäck, handtag och andra detaljer på verktyg, golvmattor mm.

Permabond 731D för limning av dubbdäck

Permabond 737 svart

Flexibla cyanoakrylat

Flexibla cyanoakrylat är en relativt ny teknologi. Det har tidigare funnits relativt flexibla snabblim som varit bättre än standard-produkter men inte i närheten av lika flexibla som till exempel gummi. Dessa nya är på en helt annan nivå och erbjuder flexibilitet, hög töjning och mjukhet, samtidigt som de härdar lika snabbt som vanliga snabblim.

flexibelt snabblim

Användningsområden inkluderar limning av silikon, limning av gummi där fogen behöver vara lika mjuk som gummit (t.ex. o-ringar) samt gänglåsning för plast (som kräver vibrations- och slagtålighet).


Permabond 741 snabbhärdande

Permabond 743 högst töjning på 400 %

Permabond 743HT tixotrop

Permabond 748 65 % töjning

Temperaturbeständiga

Permabond 920 har designats med en sekundär härdningsmekanism, värmehärdning. Detta för att uppnå ännu högre värmetålighet än den som fås vid härdning endast i rumstemperatur, upp till 250 ˚C.

För högsta möjliga värmebeständighet utan krav på efterhärdning med värme finns Permabond 820 som klarar upp till 200 ˚C.

Medicinskt klassade

Permabond serie 4CX0 är godkända för användning inom medicinsk utrustning enligt USP Class VI och ISO 10993-5 (cytotoxicitet). Exempel på användningsområden inkluderar limning av engångsartiklar så som katetrar, svabbar och tandläkarutrustning.

Permabond 4C10

Lågluktande och låg-blommande

Alkoxyetyl-lim har låg lukt jämfört med andra typer av cyanoakrylat. Dessutom ger de inte effekter så som blooming, vilket gör att de är perfekt för användning på mörka ytor. Dessutom är denna typ av cyanoakrylat också arbetsmiljövänlig och inte klassificerad enligt CLP.

Permabond 940

Permabond 941

Permabond 943

Permabond 947

Yt-okänsliga (surface insensitive)

Denna typ av cyanoakrylat är anpassad för limning av sura ytor som annars kan vara svåra att använda snabblim till.

Permabond 791

Permabond 792

Är du fortfarande osäker på vilken cyanoakrylat du ska välja? Kontakta oss så hjälper vi till!