Электроизоляционные лаки и эмали реферат

Обновлено: 04.05.2024

Электроизоляционные лаки являются растворами пленкообразующих веществ в органических растворителях. Слой лака, нанесенный на твердую поверхность, постепенно отверждается, образуя лаковую пленку – гибкую или хрупкую – в зависимости от состава лака. В качестве растворителей используют легко испаряющиеся жидкости: бензол, толуол, ацетон, спирты. К пленкообразующим веществам относятся полимеры (полистирол, поливинилхлорид) и смолы (бакелитовые, эпоксидные, кремнийорганичес-кие и др.). В состав некоторых лаков входят еще пластификаторы и сиккативы.

Пластификаторы – вещества, прилагающие эластичность отвержден-ной лаковой пленке. В качестве пластификаторов применяют касторовое масло, жирные кислоты льняного масла. Сикккативы – жидкие или твердые вещества, вводимые в некоторые лаки, чтобы ускорить отверждение лака.

По своему назначению электроизоляционные лаки делят на пропиточ-ные, покровные, эмаль-лаки и клеящие.

Пропиточные лаки применяют в электронной аппаратуре для пропитки обмоток трансформаторов, дросселей и др. Обмотки пропитывают лаками для прочного соединения витков друг с другом, а также для устранения по- ристости изоляции проводов обмоток и повышения теплопроводности.

Покровные лаки применяют для создания на поверхности пропитанных обмоток или печатных плат электроизоляционных защитных покрытий тол- щиной 0,04 – 0,2 мм большой сплошности – без пор. Отвержденные пленки покровных лаков должны обладать влагостойкостью и тропикостойкостью. Эмаль-лаки – одна из разновидностей покровных лаков, применяемых для тонкопленочной изоляции обмоточных проводов. Эти лаки должны обла- дать хорошей адгезией к медным и алюминиевым проводам, а также образо-вывать гибкую пленку с большим сопротивлением истиранию. Эмаль-лаки изготовляют на основе поливинилацетатных и полиэфирных смол.

Клеящие лаки применяют для склеивания керамики с керамикой или керамики с металлом, а также пластмасс и других материалов. Растворы кле- ящих лаков должны обладать хорошей адгезией к различным твердым мате-риалам и образовывать прочный клеевой шов. В качестве клеящих лаков ши- роко применяют составы на основе эпоксидных, бутварно-фенольных и других полимеров. В зависимости от основы отвержденные пленки лаков мо- гут быть термопластичными веществами (полистирольные, поливинил-хлоридные) или термореактивными (бакелитовые, эпоксидные).

Важнейшими характеристиками лаков являются вязкость, время высыхания, термопластичность, водопоглощаемость и электрические характеристики. В таблице 5.2 приведены основные характеристики лаков горячей сушки.

Электроизоляционные эмали – это лаки с введенными в них тонко-дисперсными веществами (пигментами), в качестве которых применяют оксиды различных металлов. Эмали являются покровными материалами, так как обладают повышенной вязкостью. Ими покрывают пропитанные лаком катушки трансформаторов, печатные платы и другие изделия для защиты от влаги, атмосферных и других воздействий.

Характеристики лаков Таблица 5.2

Состав	Марка лака	Темпе- ратура сушки, °С	Время сушки, ч	Термо- пласти- чность	Электрические характеристики при 20°С	Интер-вал рабо-чих темпе- ратур, °С
удель- ное объем. сопр-е, Ом·м	элек-трич. проч-ность, МВ/м
Смесь рас- творов алкид- ной и резоль- ной смол	ФЛ-98	Не менее 50 ч при 150°С	10 12	70 –	-50 ÷ +130
Смесь раст-воров глиф- талевой и ме-ламиноформ- альдегидной смолы в бу- таноле	МЛ-	Не менее 24 ч при 150°С	10 11	60 –	-50 ÷ +130
Раствор крем- нийорганиче- ской смолы в толуоле	КО-	Не менее 75 ч при 200°С	10 13	70 –	-60 ÷ +180

Компаунды – это жидкие составы из органических веществ. В отличие от лаков компаунды не содержат растворителей и поэтому при отверждении образуют плотные беспористые блоки. По назначению компаунды делят на пропиточные и заливочные (герметики). Герметизация означает полную изо-ляцию радиокомпонента от воздействия внешней среды.

В эпоксидных компаундах горячего отверждения в качестве отвердителей применяют ангидриды кислот (малеиновой, фталевой), Ангидриды, введенные в эпоксидную смолу, вызывают её отверждение только при длительном нагреве (4 -20 ч) при 70 – 150 °С.

В эпоксидных компаундах холодного отверждения в качестве отверди-телей применяют амины (полиэтиленполиамин, пиридин и др.). Эпоксидные компаунды с отвердителями холодного отверждения имеют ограниченный срок жизни (30 – 60 мин.).

Отвержденные эпоксидные компаунды представляют собой терморе-активный диэлектрик, обладающий следующими характеристиками: плот- ность 1200 – 1800 кг/м 3 ; σ_р = 40 ÷ 60 МПа; а =5 ÷15 кДж/м 2 ; теплостойкость 50–110°С; температура разложения 340 – 350°С; холодостойкость от -45 до

-60°С; водопоглощаемость не более 0,1÷ 0,5 % (за 24 ч); ρ_V ≈10 12 ÷10 13 Ом·м;

ε_r = 4 ÷ 5,2; tgδ = (3 ÷20)10 -3 ; Е_пр=18 ÷30 Мв/м (при толщине слоя 1 мм).

Кремнийорганические компаунды обладают высоким уровнем электри- ческих характеристик, большой нагревостойкостью и температурной стабильностью. Отвержденный кремнийорганические компаунд представляет собой резиноподобное эластичное вещество, имеющее следующие характе-ристики: плотность 1000 – 1200 кг/м 3 ; а =10 ÷15 кДж/м 2 ; холодостойкость от -60 до -70°С; водопоглощаемость 0,05 ÷ 0,09 %); ρ_V ≈10 12 ÷10 13 Ом·м;

ε_r = 3 ÷ 4; tgδ = 0,003÷0,008; Е_пр=20 ÷50 Мв/м; нагревостойкость 180 - 220°С;

Стеклообразное состояние является разновидностью аморфного. По твердости, хрупкости и упругости стекло сходно с типичными твердыми телами, но отличается от них характерным для жидкостей отсутствием симметрии в кристаллической решетке. Наибольшее распространение находят конденсаторные стекла (диэлектрик конденсаторов), установочные стекла (установочные детали, изоляторы, платы), ламповые стекла (колбы и ножки осветительных ламп, различных электровакуумных приборов), порошковые стекла (стеклянные припои, эмали, прессованные фасонные детали) и стекловолокно.

Микалекс – это стекло, наполненное слюдяным порошком. Это дорогостоящий материал. Область применения: держатели мощных ламп, панели воздушных конденсаторов, гребенки катушек индуктивности, платы переключателей.

Лаки, эмали, компаунды

Лаковая основа представляет собой ту часть лака, которая образует пленку и состоит из битумов, высыхающих растительных масел, природных или синтетических смол, а также из их композиций.

Синтетические и природные смолы, применяемые при изготовлении электроизоляционных лаков, эмалей и компаундов, также применяются для лаковой основы растительные масла и битумы.

Растительные масла, получаемые из семян различных растений, способны под действием нагрева, освещения, соприкосновения с кислородом воздуха и других факторов переходить в твердое состояние. Высыхание масел является сложным химическим процессом, связанным с полимеризационными процессами и поглощением маслом некоторого количества кислорода из воздуха, . поэтому масса льняного и подобного масел при сушке может несколько увеличиваться. Наиболее широко применяются льняное и тунговое масла. Эти масла, если их нанести на поверхность, быстро высыхают с образованием твердой неплавкой пленки. Пленки из тунгового масла не растворяются в органических растворителях, стойки к действию воды, а пленки льняного масла почти не растворяются в растворителях. Наиболее высокими электроизоляционными свойствами обладает тунговое масло, которое является токсичным продуктом. Катализаторами реакций высыхания масел являются соединения свинца, кобальта, кальция, вводимые в масла в виде солей, различных кислот. Такие вещества называются сиккативами.

Битумы — черные, твердые или пластичные вещества с аморфной структурой, состоящие в основном из сложной смеси углеводородов и продуктов их дальнейшей полимеризации и окисления. Природные битумы, называемые также асфальтами, содержат различные минеральные примеси. Битумы при нагревании переходят в жидкое состояние, при охлаждении затвердевают. При низких температурах они хрупки и дают характерный излом в виде раковины. Лучшие электроизоляционные свойства, как правило, имеют более тугоплавкие битумы, они труднее растворяются и более хрупки. Температура размягчения битумов может быть повышена путем пропускания воздуха через расплавленный битум. По своим диэлектрическим характеристикам битумы могут быть отнесены к слабополярным соединениям. Для электроизоляционной техники наиболее широко применяют нефтяные битумы марок БН-1П, БН-IV, БН-V и более тугоплавкие спецбитумы марок В и Г.

Растворители — летучие жидкости, применяемые для растворения лаковых основ и улетучивающиеся в процессе образования пленки. Растворителями могут служить ароматические углеводороды, спирты, сложные и простые эфиры, скипидар и др. В состав лака, кроме того, могут входить следующие дополнительные вещества.

Сиккативы — вещества, ускоряющие процесс высыхания растительных масел и лаков. Пластификаторы - вещества, придающие эластичность и ударную прочность лаковой пленке. Отвердители - соединения, способствующие отверждению пленки лака. Инициаторы и ускорители — вещества, ускоряющие процесс образования полимеров. Ингибиторы - соединения, препятствующие преждевременному запустеванию.

Электроизоляционные эмали представляют собой лаки, в состав которых входят пигменты — высокодисперсные неорганические вещества, повышающие твердость и механическую прочность лаковой пленки, теплопроводность, дугостойкость. В качестве .пигментов часто применяют диоксид титана, железный сурик и др.

Электроизоляционные компаунды в основном состоят из тех же веществ, которые входят в состав лаковой основы электроизоляционных лаков, но в отличие от лаков не содержат растворителей. В момент применения при нормальной и повышенной температуре компаунды находятся в жидком состоянии и твердеют после охлаждения или в результате происходящих в них химических процессов.

Кроме того, в состав компаундов могут входить активные разбавители, понижающие вязкость компаунда, пластификаторы, отвердители. инициаторы и ингибиторы, назначения которых те же, что и в лаках. ?

Лаки - это растворы пленкообразующих веществ: смол, битумов, высыхающих масел, эфиров целлюлозы или композиций этих материалов в органических растворителях. В процессе сушки лака из него испаряются растворители, а в лаковой основе происходят физико-химические процессы, приводящие к образованию лаковой пленки. По своему назначению электроизоляционные лаки делят на пропиточные, покровные и клеящие.

Пропиточные лаки применяются для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов с целью закрепления их витков, увеличения коэффициента теплопроводности обмоток и повышения их влагостойкости. Покровные лаки позволяют создать защитные влагостойкие, маслостойкие и другие покрытия на поверхности обмоток или пластмассовых и других изоляционных деталей. Клеящие лаки предназначаются для склеивания листочков слюды друг с другом или с бумагой и тканями с целью получения слюдяных электроизоляционных материалов (миканиты, микалента и др.).

Эмали представляют собой лаки с введенными в них пигментами - неорганическими наполнителями (окись цинка, двуокись титана, железный сурик и др.). Пигменты вводятся с целью повышения твердости, механической прочности, влагостойкости, дутостойкости и других свойств эмалевых пленок. Эмали относятся к покровным материалам.

По способу сушки различают лаки и эмали горячей (печной) и холодной (воздушной) сушки. Первые требуют для своего отверждения высокой температуры - от 80 до 200° С, а вторые высыхают при комнатной температуре. Лаки и эмали горячей сушки, как правило, обладают более высокими диэлектрическими, механическими и другими свойствами. С целью улучшения характеристик лаков и эмалей воздушной сушки, а также для ускорения отверждения их сушку иногда производят при повышенных температурах - от 40 до 80° С.

Основные группы лаков имеют следующие особенности. Масляные лаки образуют после высыхания гибкие эластичные пленки желтого цвета, стойкие к влаге и к нагретому минеральному маслу. По нагревостойкости пленки этих лаков относятся к классу А. В масляных лаках используют дефицитные льняное и тунговое масла, поэтому они заменяются лаками на синтетических смолах, более стойкими к тепловому старению.

Масляно-битумные лаки образуют гибкие пленки черного цвета, стойкие к влаге, но легко растворяющиеся в минеральных маслах (трансформаторное и смазочное). По нагревостойкости эти лаки относятся к классу А (105° С). Глифталевые и масляно-глифталевые лаки и эмали отличаются хорошей клеящей способностью по отношению к слюде, бумагам, тканям и пластмассам. Пленки этих лаков обладают повышенной нагревостойкостью (класс В). Они устойчивы к нагретому минеральному маслу, но требуют горячей сушки при температурах 120-130° С. Чисто глифталевые лаки на основе немодифицированных глифталевых смол образуют твердые негибкие пленки, применяемые в производстве твердой слюдяной изоляции (твердые миканиты). Масляно-глифталевые лаки после высыхания дают гибкие эластичные пленки желтого цвета.

Кремнийорганические лаки и эмали отличаются высокой нагревостойкостью и могут длительно работать при 180-200° С, поэтому они применяются в сочетании со стекловолокнистой и слюдяной изоляцией. Кроме этого, пленки обладают высокой влагостойкостью и стойкостью к электрическим искрам.

Лаки и эмали на основе полихлорвиниловых и перхлорвиниловых смол отличаются стойкостью к воде, нагретым маслам, кислым и щелочным химическим реагентам, поэтому они применяются в качестве покровных лаков и эмалей для защиты обмоток, а также металлических деталей от коррозии. Следует обратить внимание на слабое прилипание полихлорвиниловых и перхлорвиниловых лаков и эмалей к металлам. Последние вначале покрывают слоем грунта, а затем лаком или эмалью на основе полихлорвиниловых смол. Сушка этих лаков и эмалей производится при 20, а также при 50-60° С. К недостаткам такого рода покрытий относится их невысокая рабочая температура, составляющая 60-70° С.

Лаки и эмали на основе эпоксидных смол отличаются высокой клеящей способностью и несколько повышенной нагревостойкостью (до 130° С). Лаки на основе алкидных и фенольных смол (фенолоалкидные лаки) имеют хорошую высыхаемость в толстых слоях и образуют эластичные пленки, могущие длительно работать при температурах 120-130° С. Пленки этих лаков обладают влаго - и маслостойкостью.

Водно-эмульсионные лаки - это устойчивые эмульсии лаковых основ в водопроводной воде. Лаковые основы производят из синтетических смол, а также из высыхающих масел и их смесей. Водно-эмульсионные лаки пожаро - и взрывобезопасны, потому что в их составе нет легковоспламеняющихся органических растворителей. Из-за малой вязкости такие лаки имеют хорошую пропитывающую способность. Их применяют для пропитки неподвижных и подвижных обмоток электрических машин и аппаратов, длительно работающих при температурах до 105° С.

5. Электроизоляционные компаунды

Компаунды представляют собой изоляционные составы, которые в момент использования бывают жидкими, а затем отвердевают. Компаунды не имеют в своем составе растворителей. По своему назначению данные составы делятся на пропиточные и заливочные. Первые из них применяют для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов, вторые - для заливки полостей в кабельных муфтах, а также в электромашинах и приборах с целью герметизации.

Компаунды бывают термореактивными (не размягчающимися после отвердевания) и термопластичными (размягчающимися при последующих нагревах). К термореактивным можно отнести компаунды на основе эпоксидных, полиэфирных и некоторых других смол. К термопластичным относятся компаунды на основе битумов, воскообразных диэлектриков и термопластичных полимеров (полистирол, полиизобутилен и др.). Пропиточные и заливочные компаунды на основе битумов по нагревостойкости относятся к классу А (105° С), а некоторые к классу Y (до 90° С). Наибольшей нагревостойкостыо обладают компаунды эпоксидные и кремнийорганические.

Компаунды МБК изготовляют на основе метакриловых эфиров и применяют как пропиточные и заливочные. Они после отвердевания при 70-100° С (а со специальными отвердителями при 20° С) являются термореактивными веществами, которые могут использоваться в интервале температур от -55 до +105° С.

Образуемые с помощью таких эмалей покрытия не пропускают электричество, что позволяет частично обезопасить окружающих от вероятного поражения электрическим током. Эмали защищают не только от высокого напряжения, но и от воздействий агрессивных сред: кислот, температуры, влаги и солей. Общеизвестно, что любой прибор или установка, которые находятся под высоким напряжением, должны быть безопасны в эксплуатации и обладать качественной электроизоляцией. С помощью систем электроизоляции и использования электроизоляционных эмалей и лаков можно достичь полной безопасности конструкций, оборудования и приборов и избежать ненужных рисков в эксплуатации приборов и оборудования.

Электроизоляционные лаки – это коллоидные растворы из веществ, образующих пленку: битумов, органических растворителей, смол, масел, эфиров целлюлозы. Высыхают электроизоляционные лаки достаточно быстро, в ходе этого процесса растворители испаряются, а физико-химические процессы, происходящие в лаковой основе, приводят к отвердению и образованию весьма прочной пленки. Такие лаки по назначению условно классифицируют так: покровные, клеящие и пропиточные лаки. Пропиточные составы используют для пропитки деталей машин и установок, аппаратов в целях создания изоляции, повышения теплопроводности и влагостойкости. Покровные лаки создают защитные покрытия на уже пропитанных деталях. Клеящие составы соединяют листы слюды для получения слюдяных изоляционных материалов.

- для электроизоляционной защиты и антикоррозионной защиты стальных труб, эксплуатируемых при температуре от минус (60±2)°C до (150±2)°C и влажности до 98%; и эмаль ГФ-92гс — электроизоляционные эмали холодной сушки и горячей сушки. Применяются соответственно для окраски неподвижных обмоток электрических машин (ХС) и для окраски вращающихся и неподвижных частей обмотки электрических машин и аппаратов (ГС); - для защиты от коррозии и электроизоляции различных изделий. Покрытие эмали сохраняет свои защитные свойства в течение 12 месяцев; - для окраски обмоток электрических машин, электрооборудования в силовых цепях электропоездов и локомотивов; - для создания электрического контакта биметаллических сборок и защиты их от коррозии, а также как антистатик для металлических поверхностей; (лак БТ-988) - для защиты от воздействия серной кислоты поверхностей аккумуляторов. Покрытие обладает электроизоляционными свойствами; - лак применяется в электрических машинах, работающих внутри помещений, для защиты обмоток. Покрытие на основе лака бт-99 обладает электроизоляционными свойствами.

Компания СпецЭмаль предлагает Вам огнезащитные и лакокрасочные материалы любого назначения: маслобензостойкие, автоэмали, термостойкие, огнезащита и многие другие. Мы также продаем огнезащитные материалы для металла, текстиля, бетона, дерева, пластика. Широкий ассортимент ЛКМ на различной основе:ВЛ, ХП, ЭП, ГФ, КО, ХС, АК, АС, ФЛ гарантирует удовлетворение Ваших потребностей! Действуют специальные цены: эмаль хс-416, грунтовка ас-071, лак хп-734, грунт фл-03ж, краска ко-42т.

Читайте также: