Материаловедение и технология конструкционных материалов (стр. 19 )

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 - растворы эфиров целлюлозы; пленки их термопластичны. Большая часть целлюлозных лаков - 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.

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).

7.3.2 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.

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) - 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 - чистым кварцевым песком.

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.

Рассмотренные выше компаунды - 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.

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.

7.4. Гибкие пленки

Особый вид изделий из органических полимеров - тонкие (толщиной до 0,02 мм и даже менее) прозрачные гибкие пленки, выпускаемые в рулонах. Эти пленки, обладающие высокой электрической и механической прочностью, находят широкое применение в изоляции электрических машин, кабелей и обмоточных проводов, в качестве диэлектрика конденсаторов и т. п.

Гибкие пленки могут быть изготовлены из линейных полимеров с достаточно высокой молекулярной массой, т. е. с большой длиной молекул. Основные способы их изготовления: разлив на гладкую металлическую поверхность раствора полимера и разлив на гладкую охлаждаемую поверхность расплавленного полимера. Гибкость пленки мо-жет быть повышена двумя способами:

1) добавлением к материалу пленки (перед ее формовкой) пластификатора;

2) вытяжкой пленки при температуре, несколько превышающей температуру размягчения ее материала. При этом линейные молекулы материала пленки получают преобладающую ориентацию в направлении растяжения, что способствует повышению как гибкости пленки, так и ее прочности при растяжении в направлении вытяжки.

Находят применение в электрической изоляции пленки из ацетобутирата и трипропионата целлюлозы. Целлофан для целей изоляции не применяется из-за его высокой гигроскопичности и низких электроизоляционных свойств.

Из полярных синтетических пленок большое значение имеют по-лиэтилентерефталатные пленки (майлар, мелинекс, хостафан и др.) толщиной от 0,04 до 0,35 мм. Они имеют хорошие механические и электроизоляционные свойства, химически стойки и нагревостойки, по короностойкости превосходят как триацетатные, так и полиэтиленовые и полистирольные пленки. Их параметры: плотность от 1,38 до 1,40 Мг/м3, предел прочности при растяжении от 120 до 180 Мпа, относительное удлинение перед разрывом от 50 до 100%, ρ=1014Ом×м, ε =3,0, tgδ=0,007 (при 50 Гц), интервал рабочих температур от минус 60 до плюс 150°С.