Электроизоляционные материалы на основе каучуков.

Полимеры, которые при нормальной температуре подвержены большим обратным деформациям растяжения (до многих сотен процентов), называются эластомерами. Эластомерами являются все каучуки и резины. На основе каучука получают также твердые резины, которые имеют относительное удлинение на разрыв всего несколько процентов (2…6%). Такими являются пластмассы на основе каучука.

Каучуки бывают натуральные и искусственные (синтетические).

Натуральный каучук (НК) получают из млечного сока (латекса) тропического растения гивеи, каучуконосных кустарников коксагыз и др.

НК неполярен. Он легко растворяется в эфире, бензине, минеральных маслах; не растворяется в воде; при нагревании до температуры 90 С размягчается, а при температуре ниже 0 С становится твердым и хрупким.

Сырьем для синтетических каучуков (СК) служат спирт, попутные продукты нефтедобычи, природного газа и нефтепереработки.

СК разделяются на каучуки общего назначения (универсальные), специального назначения (теплостойкие, морозостойкие, маслостойкие, кислотоупорные и др.).

НК и СК в чистом виде не используются, т.к. имеют ряд недостатков., к которым относится малая стойкость к действию повышенных и пониженных температур и растворителей, малая прочность при растяжении, большое водопоглощение.

Для устранения этих недостатков каучук подвергают вулканизации, которая состоит в нагревании каучука предварительно введенными вулканизирущими веществам (сера, металлический натрий, перекись бензола и др.). В зависимости от количества введенной серы получают различные продукты. При содержании серы 1…3 % получают эластичную резину, а при 30…35 % - пластмассы на основе каучука (твердую резину).

Кроме каучука и вулканизаторов для производства резин используют ускорители полимеризации (дифенил, оксид цинка и др.), наполнители (сажу, углекислый марганец, мел и др.), пластификаторы (стеариновую и олеиновую кислоты, парафины и др.), красители (охру, ультрамарин и др.).

Резина. Технологический процесс изготовления резиновых изделий состоит из приготовления сырой резины, изготовления полуфабрикатов или изделий из сырой резины, вулканизации изделий.

Резине свойственны хорошая вибростойкость, высокая эластичность, повышенная химическая стойкость, достаточная механическая прочность, хорошие электроизоляционные характеристики, устойчивость к износу.

К недостаткам резины относятся: низкая нагревостокость, плохая стойкость к действию нефтяных масел и других неполярных жидкостей (бензина, бензола и др.), неустойчивость к воздействию света, особенно ультрафиолетового, в присутствии озона быстро стареет и трескается.

Применяют для изоляции проводов и кабелей, изготовления прокладок, шайб, изолирующих трубок, диэлектрических перчаток, электроизоляционных ковриков.

К основным пластмассам на основе каучука относят эбонит, эскапон, асбодин, хлор каучук, изомеризованный каучук.

5.2.7. Лаки и эмали.

Лаки. Лаки – это коллоидные растворы пленкообразующих веществ в соответствующих летучих растворителях.

Основными составляющими лака являются:

Пленкообразующие вещества, способные давать пленку (растительные масла, смолы, битумы, эфиры целлюлозы, полиэфирные и кремнийорганические соединения);

Пластификаторы – вещества, придающие пленке эластичность (касторовое масло);

Сиккативы – твердые или жидкие вещества, которые вводятся в лаки для ускорения высыхания;

Красители;

Разжижжители, добавляемые в лак для получения консистенции в соответствии с с требованиями технических условий (лаковый керосин, скипидар, бензин).

При сушке лака растворитель улетучивается, а пленкообразователь в результате химических реакций переходит в твердое состояние, образуя лаковую пленку. По режиму сушки электроизоляционные лаки делят на лаки холодной и горячей сушки.

По назначению электроизоляционные лаки делят на пропиточные, покрывные и клеящие.

Один и тот же лак можно использовать в качестве пропиточного, покрывного и клеящего.

Пропиточные лаки служат для пропитки пористой и волокнистой изоляции. Изготавливают пропиточные лаки холодного и горячего отвердения.

В процессе пропитки воздух вытесняется из пор и заполняется лаком, который после высыхания имеет более высокие электрическую прочность и теплопроводность, чем воздух.

К пропиточным лакам относят кремнийорганические, битумно-масляные, масляно-алкидные и другие лаки.

Кремнийорганические лаки применяют для пропитки стеклянной обмотки проводов кабелей и изготовления стеклотекстолита.

Битумно-масляные лаки состоят из смеси черных и масляных лаков.

В качестве растворителей для битумно-масляных лаков используют ароматические углеводороды (бензол, толуол и др.), а также скипидар.

Битумно-масляный лак применяют для изготовления лакотканей.

Масляно-алкидные лаки получают взаимодействием многоосновных карбоновых кислот с многоатомными спиртами.

Основные свойства пропиточных лаков представлены в справочниках по электротехническим материалам.

Покрывные лаки служат для защиты изделий от воздействия атмосферной влаги и паров агрессивных веществ.

К покрывным лакам относят кремнийорганические лаки, лаки на поливинилацетатной основе, лаки на полиуретановой основе, масляные, полиамидный и полиимидный лаки, целлюлозные лаки.

Кремнийорганические лаки используют для изготовления нагревостойких обмоточных проводов со стекловолокнистой изоляцией.

Лаки на полиуретановой основе используют для изготовления медных эмалированных проводов.

Масляные лаки используют для изготовления обмоточных проводов.

Полиамидный лак используют для повышения нагревостойкости изоляции обмоточных проводов, работающих при температуре 200…220 С.

Полиамидный лак используют для межслойной изоляции тонких пленок в гибридопленочных интегральных схемах и изготовлении фольгированных диэлектриков.

Нитролак используют для пропитки хлопчатобумажных оплеток проводов.

Эмали. Эмали представляют собой разновидность покрывных лаков, в состав которых входит неорганический наполнитель – пигмент.

Пигменты повышают твердость, теплопроводность, влагостойкость покрытий и придает им соответствующий цвет. В качестве наполнителей используют железный сурик, оксиды цинка, титана и др.

Эмали на эпоксидных лаках обладают хорошей адгезией и нагревостостойкостью до температуры 150 С. Эмали на основе кремнийорганических лаков обладают высокой нагревостостойкостью до 180…200 С.

Клеящие лаки применяют для склеивания между собой твердых материалов (фольгированных диэлектриков, листов пакетов трансформаторов, пластинок расщепленной слюды и др.).

Общими требованиями, предъявляемыми к клеящим лакам, является высокая клеящая способность, хорошие электрические и механические свойства, высокой адгезией к склеиваемым материалам и технологичность.

К клеящим лакам относят полиуретановые и эпоксидные клеи, клеи на основе формальдегидной смолы, карбонильный клей, глифталевый лак.