Лаки эмали компаунды реферат
Обновлено: 04.07.2024
о своему применению электроизоляционные лаки принято разделять на пропиточные, покрывные и клеящие. Также лаки разделяют по классам нагревостойкости – B (130 C ͦ), F (155 C ͦ), H (180 C ͦ), С (220 С ͦ). По технологии применения электроизоляционные лаки могут быть горячей (печной) и холодной (воздушной) сушки.
Пропиточные лаки
Пропиточные электроизоляционные лаки применяются для изоляции обмоток электрических машин в том числе тяговых, крановых и других электродвигателей, работающих в тяжёлых условиях эксплуатации, катушек трансформаторов и других электротехнических конструкций. Как правило, непропитанная катушка уже имеет слой изоляции стекловолокнистой, полимерной либо слюдинитовой природы.
ропитка позволяет заполнить воздушные поры, имеющиеся в слое нелакированной изоляции и устранить возможность возникновения внутренней ионизации, предотвратив тем самым разрушение органической части изоляции и выход ее из строя. По завершению пропитки происходит цементирование отдельных витков обмотки слоев и прокладок в одно монолитное целое. Таким образом, исключается возможность перемещения отдельных витков и катушек в пазу ротора и устраняется возможность их вибрации.
Основное назначение пропитки - увеличить срок службы изоляции обмоток и всей конструкции в целом. Огромное значение в получении монолитности и равномерности проникновения пропиточного состава играет правильный выбор оборудования, соблюдение технологи режимов пропитки, а также совместимость химической природы пропиточного состава и связующего, находящегося внутри нелакированного электроизоляционного слоя проводника (слюдинитовой ленты).
ропиточные лаки должны обладать хорошей пропитывающей способностью, способностью высыхания в толстом слое, цементирующей способностью, а так же не разрушать первичный слой изоляции проводника. Полученная после пропитки лаковая пленка должна иметь высокую электрическую прочность, обладать хорошей теплопроводностью, химической стойкостью.
Выбор пропиточного лака зависит от многих факторов: типа применяемого проводника и уже имеющегося у него нелакированного изоляционного слоя, мощности двигателя (генератора) условий эксплуатации электрической машины (класс нагревостойкости, механические и химические воздействия) и др.
Химическая структура пропиточного лака - модифицированный глифталь, полиэфирэпоксид, модифицированный олигоимидалкид, полиэфирциануратимид и т.д. Сушка пропитанных лаком обмоток производится при температуре 125 –140°С. Отличительная особенность – хорошая высыхаемость в толстом слое.
Покрывные лаки
Покрывные лаки предназначены преимущественно для создания защитного электроизоляционного покрытия на пропитанных обмотках, а также для покрытия металлов, различных электроизоляционных деталей из гетинакса, текстолита и других материалов. Они образуют механически прочную, гладкую, блестящую, влагостойкую пленку на поверхности твердой изоляции (часто - на поверхности предварительно пропитанной пористой изоляции). Такая пленка повышает напряжение поверхностного разряда и поверхностное сопротивление изоляции, создает защиту лакируемого изделия от действия влаги, растворителей и химически активных веществ, а также улучшает внешний вид изделия и затрудняет прилипание к нему загрязнений.
В отдельных случаях некоторые покрывные лаки (так называемые эмаль-лаки) наносят не на твердую изоляцию, а непосредственнона металл, образуя на его поверхности электроизоляционный слой (например, изоляция эмалированных проводов, изоляция листов электротехнической стали в расслоенных магнитопроводах электрических машин и аппаратов).
производстве проводов с эмалевой изоляцией наибольшее значение имеют синтетические клеящие лаки, на долю которых приходится около 90% всех эмалированных проводов. Остальная часть изготавливается при помощи масляных лаков. Покрывные лаки должны иметь хорошие электрические характеристики, влагостойкость и нагревостойкость, оптимально быстро высыхать, проявлять хорошую адгезию к покрываемой поверхности и способность образовывать твердую и механически прочную пленку. Как и к пропиточным лакам, в зависимости от условий эксплуатации и назначения электротехнического оборудования к покрывным лакам могут быть предъявлены и дополнительные требования, как, например, повышенная влаго- и термостойкость, стойкость к воздействию нефтяных масел и химически активных сред.
Клеящие электроизоляционные лаки
Клеящие лаки применяются в производстве слюдяных, фольгированных, пленочных и других композиционных материалов, а также для склеивания листов расслоенных магнитопроводов. С их помощью склеиваются между собой твердые электроизоляционные материалы. Основные требования, предъявляемыми к таким лакам, являются: высокая клеящая способность, хорошие и электрические и механические показатели, технологичность (стабильность пределов вязкости и содержания нелетучих веществ, температурных режимов и интервалов переработки лака.
Клеящие лаки, ровно как и лаки покрывные, имеют ту же химическую природу, что и пропитывающие, т.е. существуют алкидно-фенольные, битумно-масляные и др. виды клеящих лаков. Полиэфирноэпоксидный клеящий лак применяется для изготовления слюдопластовой ленты для электрической изоляции машин напряжением до 6,6 кВ и мощностью до 100 кВт.
Кремнийорганический клеящий лак, модифицированный эпоксидной смолой, служит для цементации полюсных катушек электрических машин.
Классфикация по технологии применения
Лаки печной (горячей) сушки
У лаков печной сушки отвердевание пленки возможно лишь при температурах значительно выше комнатной (от 100° С и выше). В лаках печной сушки применяют термореактивные пленкообразующие вещества (глифталевые, резольные и другие смолы),отвердевание которых обусловлено процессами полимеризации, требующими повышенных температур.
Лаки горячей сушки, как правило, обладают более высокими механическими и электрическими характеристиками. Лаки горячей сушки на основе блокированных изоцианатов могут применяться для электроизоляционных покрытий медныхпроводов, пригодны для работы в условиях тропического климата. Лаки горячей сушки, полученные смешением равных частей полимерных глицидных эфиров бисфенола А с температурой размягчения 85 - 100е и феноло-формальдегидного конденсата ( 1 моль фенола и 1 8 моля формальдегида) с добавкой 2 % фенолята натрия.
Эпоксидно-меламиновые лаки горячей сушки сочетают в себе достоинства эпоксидных и меламиновых лаков. Полученные из них покрытия обладают высокой прочностью и светостойкостью меламиновых лаков, а также высокой эластичностью и отличнойадгезией к металлу-свойствами, присущими эпоксидным лакам. Кроме того, эти лаки имеют хорошую стойкость к действию многих химических реагентов и обладают хорошими электроизоляционными свойствами. Они применяются для лакирования консервных банок, холодильников, стиральных машин. В электротехнике их используют в качестве покрытий для медной проволоки.
Лаки воздушной (холодной) сушки
У лаков воздушной сушки отвердевание пленки происходит при комнатной температуре. К лакам воздушной сушки относятся шеллачные, эфироцеллюлозные и некоторые другие. Время высыхания лака воздушной сушки определяется следующим образом. Пропитывают испытуемым лаком полоски бумаги толщиной 0,05 мм и площадью 100x200 мм2. В случае испытания лака воздушной сушки пропитанные бумажные полоски сушат при температуре 20° С в хорошо вентилируемом помещении. Затем на поверхность лакированной бумаги накладывается кусочек фильтровальной бумаги размером 20x20 мм, который прижимается к поверхности лакированной бумаги грузом 200 г, действующим на металлическую пяту площадью в 1 см2. Это испытание продолжается в течение 30 сек. Лак считается высохшим, если после снятия груза фильтровальная бумага не прилипает к поверхности лакированной бумаги и не оставляет на ней волокон. При этом отмечается время высыхания лака при 20° С.
Электроизоляционные эмали
Электроизоляционными эмалями называют лаки, в пленкообразующую основу которых, введены мелкодисперсные неорганические пигменты. В электротехнике наиболее востребованы покрывные эмали. Они служат для образования финишного электроизоляционного слоя деталей электрических машин (лобовые части катушек двигателей, детали и элементы соединение электрических цепей подверженных поверхностному воздействию электрической дуги). Полученное покрытие должно обладать хорошей адгезией к покрываемому материалу, повышенной твердостью, химостойкостью, трекингостойкостью, низкой влагопроницаемостью. Пленка должна быть гладкой, не иметь отлипа, чтобы на ней не задерживались пыль и прочие загрязнения.
Элеткроизоляционные компаунды
В электроизоляционной промышленности под компаундами подразумевают составы без растворителей, применяющиеся для пропитки обмоток, заливки, заполнения пустот электрических машин. По этой причине, как правило, требуется однократнаяпропитка обмоток. В сравнении с пропиточными лаками преимуществами компаундов являются высокая механическая прочность обмоток, хорошая теплопроводность и низкое значение tg δ( тангенса угла диэлектрических потерь) при повышенных температурах.
Большое значение в электроизоляционной технике имеют лаки и компаунды. В процессе изготовления изоляции их используют в жидком виде, но в готовой, работающей изоляции они находятся уже в твердом состоянии. Таким образом, лаки и компаунды являются твердеющими материалами.
Лаки
это коллоидные растворы смол, битумов, высыхающих масел, составляющие так называемую лаковую основу в летучих растворителях. При сушке лака растворитель улетучивается, а лаковая основа переходит в твердое состояние, образуя (в тонком слое) лаковую пленку.-Лаки
По применению электроизоляционные лаки разделяются на три группы: пропиточные, покровные и клеящие.
Пропиточные лаки служат для пропитки пористой и, в частности, волокнистой изоляции (бумага, картон, пряжа, ткань, изоляция обмоток электрических машин и аппаратов). После пропитки поры в изоляции оказываются заполненными уже не воздухом, а высохшим лаком, имеющим значительно более высокую электрическую прочность и теплопроводность, чем воздух. Поэтому в результате пропитки повышается пробивное напряжение, увеличивается теплопроводность, уменьшается гигроскопичность, улучшаются механические свойства изоляции. После пропитки органическая волокнистая изоляция в меньшей мере подвергается окисляющему влиянию воздуха, а потому ее нагревостойкость повышается.
Покровные лаки на поверхности предварительно пропитанной пористой изоляции). Такая пленка повышает напряжение поверхностного разряда и поверхностное сопротивление изоляции, создает защиту лакируемого изделия от действия влаги, растворителей и химически активных веществ, а также улучшает внешний вид изделия и затрудняет приставание к нему загрязнений.-служат для образования механически прочной, гладкой, блестящей, влагостойкой пленки на поверхности твердой изоляции (часто
лаки) наносят не на твердую изоляцию, а непосредственно на металл, образуя на его поверхности электроизоляционный слой (примеры: изоляция эмалированных проводов, изоляция листов электротехнической стали в расслоенных магнитопроводах электрических машин и аппаратов).-Некоторые покровные лаки (эмаль
оксиды металлов), придающий пленке определенную окраску, улучшающий ее механическую прочность, тепло-проводность и адгезию к поверхности, на которую нанесен лак. В полупроводящих лаках пигментом является углерод (сажа); пленки таких лаков имеют низкое удельное поверхностное сопротивление и наряду с лентами из железистого асбеста используются в производстве электрических машин на высокие рабочие напряжения для улучшения картины электрического поля на границе пазовых и лобовых частей обмоток.- лаки, в состав которых входит пигмент, т.е. порошок неорганического состава (обычно -К покровным лакам принадлежат также пигментированные эмали; это
Клеящие лаки применяются для склеивания между собой твердых электроизоляционных материалов (пример: клейка листочков расщепленной слюды при изготовлении миканитов) или для приклеивания их к металлу. Помимо высоких электроизоляционных свойств и малой гигроскопичности (общие требования для всех электроизоляционных лаков), клеящие лаки должны обеспечивать особо высокую адгезию к склеиваемым материалам. Приведенное разделение лаков по областям применения не всегда может быть выдержано достаточно строго. Так, при изготовлении гетинакса и текстолита лак, пропитывающий отдельные слои бумаги или ткани и склеивающий эти слои друг с другом, является одновременно пропиточным и клеящим.
По режиму сушки различают лаки горячей (печной) сушки, которые требуют для сушки повышенной температуры (обычно более 100°С), и лаки холодной (воздушной) сушки, которые достаточно быстро и хорошо сохнут при комнатной температуре.
Режим сушки лака определяется как его основой, так и растворителем. Если основа лака термореактивна, для сушки обычно нужна повышенная температура, лаки с термопластичной основой не требуют запекания пленки при высокой температуре.
С другой стороны, лаки, в состав которых входит растворитель, кипящий при высокой температуре (например, керосин), требуют печной сушки независимо от вида лаковой основы. Лаки с растворителем, легко испаряющимся при нормальной температуре (например, бензин или ацетон), могут быть лаками воздушной сушки, если только их основа не требует высокой температуры для запекания пленки. Как правило, лаки печной сушки дают более высококачественную пленку, чем лаки воздушной сушки; последние применяются в основном при ремонтных работах.
Смоляные лаки растворы синтетических, искусственных или природных смол.-
Бакелитовые лаки растворы бакелита в спирте. Это пропиточные и клеящие термореактивные лаки, дающие механически прочную, но малоэластичную и обладающую заметной склонностью к тепловому старению пленку. Они используются в производстве гетинакса и текстолита, при изготовлении изоляции электрических аппаратов высокого напряжения и т.п.-
Глифталевые лаки это растворы глифталевой смолы в смесях спиртов с жидкими углеводородами и тому подобных растворителях. Это термореактивные лаки с высокой клеящей способностью, используемые для клейки миканитов, микаленты и т.п., гибкость их пленок выше, чем гибкость пленки бакелитового лака, но влагостойкость ниже.-
Кремнийорганические лаки требуют сушки при повышенной температуре, но образуют нагрево- и влагостойкие пленки.
Полихлорвиниловые лаки стойки к действию бензина, масла, многих химически активных веществ и применяются как покровные лаки для защиты изоляции, работающей, например, в содержащей кислотные пары атмосфере.
Шеллачный лак раствор шеллака в спирте; применяется как клеящий лак при изготовлении миканитов, а также при монтажных и ремонтных работах.-
Целлюлозные лаки лаки холодной сушки. Особое значение из них имеют нитроцеллюлозные лаки (нитролаки). Пленки нитролаков механически прочны, отличаются блеском, хорошо сопротивляются действию воздуха, влаги, масел и пр. Нитролаки плохо пристают к металлам, поэтому перед нанесением нитролака на металл обычно предварительно создают слой грунтового лака, хорошо пристающего к металлу, но менее стойкого к действию воздуха, света и влаги (например, глифталевого), а затем уже слой нитролака. Нитролаки применяют также для пропитки хлопчатобумажных оплеток автомобильных и самолетных проводов (поверх слоя резиновой изоляции), для защиты резины от влияния озона, масла и бензина.- растворы эфиров целлюлозы; пленки их термопластичны. Большая часть целлюлозных лаков -
Масляные лаки это лаки, основу которых составляют высыхающие масла. В их состав входят также сиккативы, ускоряющие процесс отверждения пленки, и растворители (бензин или керосин, иногда с примесью ароматических углеводородов). Иногда употребляют масляные лаки без растворителей, поскольку их основа сама по себе является жидкостью, но такие лаки имеют повышенную вязкость и менее удобны для применения. Скорость сушки масляного лака в очень большой мере зависит от содержания в нем сиккатива. При высоком содержании сиккативов и легколетучем растворителе могут быть получены лаки холодной сушки. Однако при увеличении содержания сиккативов в масляном лаке значительно ускоряется тепловое старение лаковой пленки при длительном воздействии на нее повышенной температуры (пленка становится хрупкой, в ней появляются трещины, она отстает от подложки).-
Компаунды
Компаунды отличаются от лаков отсутствием в их составе растворителя. Они состоят из различных смол, битумов, восков, масел и др. Если компаунд в исходном состоянии тверд, его перед употреблением нагревают до необходимой температуры, чтобы получить массу достаточно низкой вязкости.
По применению компаунды делятся на две основные группы.
К первой группе относятся пропиточные компаунды, назначение которых аналогично назначению пропиточных лаков.
Заливочные компаунды (вторая группа) служат для заполнения сравнительно больших полостей, промежутков между различными деталями в электрических машинах и аппаратах, а также для получения сравнительно толстого покрытия на тех или иных электротехнических деталях, узлах, блоках. Применение заливочных компаундов преследует цели защиты изоляции от увлажнения и от действия химически активных веществ, увеличения разрядного напряжения, улучшения условии отвода тепла и пр.
чистым кварцевым песком.- следов растворителя, испаряющегося из затвердевающего материала, что может иметь место при пропитке лаками. Для пропитки роторных обмоток битумные компаунды непригодны из-за своей термопластичности (битум, размягченный при нагреве до рабочей температуры машины, может быть выброшен из вращающейся обмотки действием центробежной силы). Чтобы несколько повысить нагревостойкость и маслостойкость битумного компаунда, к нему примешивают некоторое количество высыхающего масла. Если же требуется понизить температуру размягчения компаунда, к нему добавляют некоторое количество компаунда-разбавителя, т.е. битума с низкой температурой размягчения (от 60 до 70°С). В этом, в частности, возникает необходимость, когда компаунд долгое время применялся для пропитки различных изделий и от нагрева в присутствии воздуха повысил температуру размягчения (явление, аналогичное продувке битума). При заполнении компаундом воздушных промежутков между катушками электрических аппаратов и металлическими кожухами существенно улучшаются условия отвода тепла, вследствие чего мощность аппарата может быть повышена. Отвод тепла можно улучшить еще больше, если применить обладающий повышенной удельной теплопроводностью кварц-компа-унд, т.е. битум, смешанный с минеральным кристаллическим наполнителем -Наиболее старыми по времени внедрения в электропромышленность компаундами являются битумы с определенной температурой размягчения (тугоплавкие битумы требуют высокой температуры при компаундировании, но зато имеют более высокие электроизоляционные свойства, нагревостойкость и стойкость к действию растворителей). Иногда битумные компаунды используют для пропитки статорных обмоток электрических машин. По сравнению с пропиточными лаками они способны обеспечить лучшую влагостойкость и влагонепроницаемость изоляции, так как при охлаждении после пропитки затвердевают полностью, и в них не остается крупных пор (каналов)
В кабельной технике большое значение имеют кабельные компаунды. К ним относятся:
а) пропиточные компаунды (пропиточные кабельные массы), служащие для пропитки бумажной изоляции силовых кабелей и изготовляющиеся из нефтяного масла, к которому для повышения вязкости добавляют канифоль или синтетические смолы;
б) заливочные компаунды (заливочные кабельные массы), применяемые для заливки соединительных, ответвительных и концевых муфт.
термопластичные, размягчаются (для пропитки или заливки) посредством нагревания, а отвердевают при последующем охлаждении. За последние годы все большее значение приобретают термореактивные компаунды, необратимо отверждающиеся в результате происходящих в жидком компаунде химических превращений. Термореактивные компаунды обладают более высокой нагревостойкостью по сравнению с термопластичными, так как при нагреве (после отверждения) они уже не размягчаются. Термореактивные компаунды применяются для пропитки и заливки различных деталей и узлов: сухих трансформаторов, изоляции водостойких электрических машин и т.п. Заливка значительно улучшает электрические свойства изоляции, защищает от увлажнения, механических повреждений и пр. Правда, заливка термореактивным компаундом затрудняет ремонт детали при ее пробое или ином повреждении, в большинстве случаев при повреждении залитой детали требуется ее замена.-Рассмотренные выше компаунды
Весьма распространены эпоксидные компаунды, представляющие собой эпоксидную смолу с добавлением наполнителей, пластификаторов и других ингредиентов. Непосредственно перед употреблением компаунда в него вводится отвердитель; в зависимости от вида отвердителя эпоксидные компаунды могут отверждаться или при низких температурах, или при нагреве. Эпоксидные компаунды в последнее время применяются, в частности, в качестве кабельных заливочных масс. Благодаря высокой механической прочности отвержденного эпоксидного компаунда, залитая таким компаундом муфта, в ряде случаев может выполняться без металлического кожуха.
Пропитка изоляции компаундом близка к пропитке лаком. Если в исходном состоянии при нормальной температуре компаунд тверд, его надо предварительно разогреть, чтобы перевести в жидкое состояние. Пропитанные изделия следует извлекать из компаунда, не дожидаясь его застывания. Подвергаемые компаундированию катушки и тому подобные изделия перед погружением в расплавленный компаунд обвязывают хлопчатобумажной лентой. После компаундирования ленту сматывают, с ней удаляются сгустки застывшего компаунда, что придает гладкость поверхности компаундированного изделия.
Более совершенный способ компаундирования состоит в том, что изделия сперва подвергаются вакуумной сушке для возможно лучшего удаления как паров воды, так и следов воздуха, а затем в том же резервуаре (чтобы в поры вакуумированного изделия не проник воздух) пропитываются компаундом под давлением, чтобы принудительно загнать компаунд в поры изоляции.
Дальнейшим усовершенствованием метода пропитки с использованием вакуума и давления является тренировочный режим пропитки: на компаунд, которым залиты пропитываемые объекты, подается в течение 5…10 мин давление, затем на такой же промежуток времени давление сбрасывается, после чего снова подается и т.п. (всего до трех-пяти циклов). Процесс требует весьма малого времени и обеспечивает глубокую и надежную пропитку.
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. ?
9. Электроизоляционные лаки. Электроизоляционные эмали. Компаунды.
Лаками называют коллоидные растворы высыхающих масел, смол, битумов, эфиров целлюлозы, полиэфирных и кремнийорганических соединений, составляющих лаковую основу в летучих растворителях. В процессе изготовления изоляции лаки используются в жидком виде. При сушке лака растворитель улетучивается, а основа переходит в твердое состояние, образуя тонкую лаковую пленку.
В качестве растворителей используют бензол, спирт, ацетон, керосин. Для ускорения процесса сушки и придания пленкам специфических свойств в лаковый раствор добавляют сиккативы (жидкие или твёрдые вещества, вводимые для ускорения высыхания), пластификаторы (вещества, придающие лаковой плёнке эластичность) и красители.
Лаки классифицируют по режиму сушки (горячая (печная) и холодная (воздушная)), назначению и химическому составу. Горячая сушка при температуре более 70°С применяется для лаков с термореактивной основой. Эти лаки обладают лучшими электрическими и механическими свойствами. Холодная сушка (t = 20—25 °С) применяется для лаков с термопластичной основой.
По химическому составу, в зависимости от лаковой основы, все лаки подразделяются на смоляные, масляные, битумные, масляно-смоляные, масляно-битумные.
Смоляные лаки − растворы синтетических, искусственных или природных смол. К этому классу относятся кремнийорганический, бакелитовый, эпоксидный, поливинилхлоридный, полиэфирный лаки. Их в зависимости от назначения подразделяют на пропитывающие и покрывные.
Основу масляных лаков составляют высыхающие масла. Эти лаки применяются для производства лакотканей, пропитки многослойной изоляции.
Битумные лаки − растворы битумов в органических растворителях. Пленка этих лаков обладает малой гибкостью, низкой нагревостойкостью и небольшой стойкостью к растворителям. Такие лаки используются для антикоррозийных покрытий.
Масляно-смоляные лаки − масляные лаки на основе природных или синтетических смол, обладают повышенной эластичностью, низкой гигроскопичностью, и высокой механической прочностью.
Масляно-битумные лаки помимо битумов содержат высыхающие масла. Пленки этих лаков более гибкие и менее подвержены воздействию растворителей, чем чисто битумных.
По назначению − на пропиточные, покрывные и клеящие.
Пропиточные лаки применяются для пропитки волокнистых и пористых материалов. В результате пропитки из пор вытесняется воздух (газы), освободившееся пространство заполняется лаком, который после высыхания отвердевает.
Пропитанные материалы обладают более высокой электрической прочностью, повышенной теплопроводностью, меньшей гигроскопичностью и лучшими механическими свойствами. Органическая изоляция после пропитки в меньшей мере подвергается окислительным процессам, что повышает ее нагревостойкость.
Пропиточные лаки должны обладать хорошими проникающими, скрепляющими (клеящими) свойствами, быстро затвердевать и обеспечивать длительное функционирование изоляции в диапазоне рабочих температур.
Для пропитки изоляции используют масляно-битумные, масляно-алкидные, кремнийорганические, алкидно-резольные лаки.
Покрывные лаки предназначены для защиты изделий от воздействия внешней среды и паров агрессивных веществ. К ним предъявляются следующие требования:
-хорошая адгезия к покрываемой поверхности;
-высокие электроизоляционные свойства;
-хорошая защита поверхности от проникновения влаги и других веществ;
-отсутствие отрицательного воздействия на оптические характеристики оптоэлектронных устройств;
-улучшение внешнего вида поверхности, предотвращение загрязнения.
К покрывным относятся кремнийорганический лак, лаки на поливинилацетатной и полиуретановой основе, полиамидный и полиимидный лаки, масляные лаки.
Клеящие лаки (клеи) предназначены для склеивания твердых материалов, листов, пластин, пакетов, расщепленной слюды, фольгированных и других диэлектриков.
К клеящим лакам относятся полиуретановые и эпоксидные клеи, применяющиеся для склеивания пластмасс, стекол, керамики и др.
Карбонильный клей, обладающий высокой механической прочностью и стойкостью к воздействию масел, керосина, бензина, применяют для склеивания керамики.
Глифталевый лак − синтетическая алкидная смола, модифицированная канифолью и растительными маслами, применяется для приклейки пластин и кристаллов полупроводниковых материалов подложки.
Эмали представляют собой разновидность покрывных лаков, в состав которых вводят неорганические наполнители (пигменты) − железный сурик, оксиды цинка, титана. Пигменты повышают твердость, теплопроводность, влагостойкость лакового покрова и придают соответствующую окраску.
Эмали в основном используются в качестве защитных покрытий поверхностей различных деталей, элементов радиоэлектроники, корпусов приборов.
Широкое применение находят глифталевые и эпоксидные эмали.
Компаунды − это смесь различных изоляционных материалов, не содержащих растворителей. В исходном состоянии могут быть жидкими, твёрдыми и пастообразными. В процессе изготовления изоляции или отдельных деталей в жидкие компаунды вводят отвердитель.
Свойства компаундов зависят от исходной смолы и отвердителя. Для улучшения механических и температурных характеристик (уменьшение усадки, растрескивания, повышение теплопроводности) в жидкие компаунды добавляют наполнители (кварц, фарфоровую муку и др.).
Твердые компаунды предварительно нагревают до определенной температуры для получения массы требуемой вязкости. В зависимости от исходной смолы, компаунды подразделяют на термореактивные и термопластичные.
Термореактивные компаунды обладают более высокой термостойкостью по сравнению с термопластичными. Однако изоляция на их основе при повреждении не подлежит ремонту.
Термопластичные компаунды размягчаются при нагревании и отвердевают при охлаждении. При пропитке изоляции температура жидкого компаунда не должна вызывать повреждение изоляции (изделия), а температура размягчения должна быть выше допустимой рабочей температуры, чтобы исключить вытекание компаунда при работе.
По назначению компаунды подразделяются на пропиточные и заливочные.
Пропиточные компаунды, как и лаки, обладают малой вязкостью, служат для пропитки волокнистых и пористых материалов.
Заливочные компаунды используют для заполнения сравнительно больших полостей и полостей между деталями, а также для нанесения относительно толстых покрытий на детали, блоки, узлы.
И заливочные и пропитывающие компаунды должны обладать хорошими адгезийными свойствами. Широкое применение получили синтетические компаунды − эпоксидные, кремнийорганические, полиэфирные.
Эпоксидные компаунды представляют собой модификацию эпоксидных смол с отвердителями, пластификаторами и наполнителями. Они обладают хорошей адгезией к металлам, пластмассам, волокнистым материалам, керамике; малой усадкой; повышенной механической прочностью; широким диапазоном рабочих температур (-60. + 130 °С).
Эпоксидные компаунды применяются в качестве заливочных при изготовлении трансформаторов (измерительных и малой мощности), блоков резисторов, в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем.
Кремнийорганические компаунды представляют собой вязкие жидкости, которые после полимеризации образуют упругие твердые вещества. Они обладают высокими механическими и диэлектрическими свойствами, высокой пропитывающей способностью, термостойкостью ( -60. +25 °С).
Кремнийорганические компаунды применяются для опрессовки и герметизации интегральных схем и полупроводниковых приборов, для пропитки и заливки трансформаторов (малой мощности).
Полиэфирные компаунды. Их недостатком является значительная усадка. Область применения − герметизация оптоэлектронных приборов и интегральных схем.
По сравнению с лаками все компаунды обеспечивают лучшую влагостойкость и герметизацию благодаря отсутствию следов испаряющегося растворителя.
Читайте также: