Электроизоляционные стекла

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

Электроизоляционные лаки представляют собой коллоидные растворы на лаковой основе, образующей после удаления растворителя пленку, которая обладает электроизоляционными свойствами.

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. В состав компаунда могут также входить наполнители — неорганические и органические порошкообразные или волокнистые материалы, применяемые для уменьшения усадки, улучшения теплопроводности, уменьшения температурного коэффициента расширения и снижения стоимости. В качестве наполнителей применяют пылевидный кварц, тальк, слюдяную пыль, асбестовое и стеклянное волокно и ряд других.

Электроизоляционные лаки и компаунды широко применяются в электроизоляционной и кабельной технике, в производстве электрических машин, турбо -и гидрогенераторов, аппаратов, трансформаторов, распределительных устройств, в высокочастотной технике.

Выбор электроизоляционных лаков или компаундов для той или иной конструкции основывается на знании технических требований для данной конструкции и условий ее работы, на физических и электрических характеристиках лаков и компаундов, определяемых соответствующими ГОСТами и техническими условиями (ТУ).

По назначению и выполняемым функциям электроизоляционные лаки принято подразделять на три основные группы: пропиточные, покровные и клеящие.

Пропиточные лаки предназначены для пропитки изоляции обмоток электрических машин и аппаратов, для пропитки различных электроизоляционных материалов волокнистого строения — бумаги, ткани, стеклоткани, электрокартона и др.

Покровные лаки используют для создания внешней защитной отделки различных электроизоляционных деталей, металлических - узлов и деталей, покрытия предварительно пропитанных обмоток электрических машин и аппаратов. К этой группе относятся также эмаль-лаки, применяемые в кабельной промышленности, и полупроводящие лаки, обладающие повышенной удельной проводимостью.

По способу сушки электроизоляционные лаки делятся на лаки воздушной, или холодной, сушки и печной, или горячей.

Лаки воздушной сушки высыхают и образуют пленки требуемого качества при комнатной температуре Образование пленки лака воздушной сушки может происходить в результате удаления летучих растворителей, окислительных или полимеризационных процессов (в масляных или битумных лаках), а также при введении соответствующих отвердителей холодного отверждения в лаках на основе некоторых синтетических смол.

Лаки печной, или горячей, сушки содержат в основе высококипящие растворители, медленно улетучивающиеся при нормальной температуре, или композиции различных термореактивных синтетических смол, в которых во время сушки при высокой температуре 100 °С и выше происходят реакции окисления, полимеризации или поликонденсации.

По химическому составу лаковой основы электроизоляционные лаки делятся на три основные группы: масляные, смоляные, эфиро-целлюлозные.

По химическому составу лаковой основы электроизоляционные лаки делятся на три основные группы: масляные, смоляные, эфиро-целлюлозные.
Масляные (маслосодержащие) лаки состоят из высыхающих растительных масел и натуральных или синтетических смол или битумов с добавкой сиккативов. Из высыхающих масел наиболее часто применяют льняное, тунговое, ойтиспковое или их смеси. Растворителями являются алифатические углеводороды (керосин, уайт-спирит), ароматические (толуол, ксилол) или их смеси, а также скипидар. К группе масляных лаков относятся масляно-битумные, масляно-канифольные. масляно-алкидные лаки. В состав масляно-битумных лаков входят растительные масла в композиции с асфальтами и асфальтитами либо искусственными нефтяными битумами с добавкой сиккатива. В состав масляно-канифольных лаков входят кроме высыхающих растительных масел препараты, содержащие канифоль. Масляно-алкидные лаки представляют собой продукт реакции поликондеисаиии многоатомных спиртов с многоосновными кислотами.

Смоляные лаки получаются на основе синтетических смол. Примером являются фенолоформальдегидные смолы, растворенные в этиловом спирте, водные феноло -или крезолоформальдегидные лаки, не содержащие спирта. К этой же группе относятся лаки на основе полиэфирных, эпоксидных, кремнийорганических смол, лаки на основе полиэфирных, эпоксидных, кремнийорганических смол, лаки на основе натуральных смол или битумов.

Эфироцеллюлозные лаки, представляющие собой растворы различных эфиров целлюлозы (нитроцеллюлоза, этилцеллюлоза) с добавкой пластификаторов смеси со сложными эфирами, спиртами, кетонами и 'ароматическими углеводородами имеют ограниченное применение в электротехнической промышленности.

Электроизоляционные компаунды по своему назначению и выполняемым функциям делятся на две основные группы: пропиточные и заливочные. Пропиточные компаунды служат для заполнения пор. капилляров и воздушных включений в электроизоляционных материалах, используемых главным образом для обмоток электрических машин, катушек аппаратов, трансформаторов и других электротехнических конструкций. После пропитки повышается электрическая прочность материала и всей конструкции в целом, улучшаются теплопроводность, теплоотдача обмоток, что позволяет увеличить мощность электрических машин и аппаратов при тех же габаритах, увеличиваются механическая прочность, влагостойкость, срок службы всей конструкции.

По отношению к нагреву электроизоляционные компаунды делятся на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные компаунды твердые при нормальной температуре, при нагревании размягчаются. становятся пластичными и переходят в жидкое состояние, при охлаждении снова затвердевают. Расплавление и отверждение компаундов этой группы можно проводить многократно. Для изготовления этих компаундов часто применяют нефтяные битумы в сочетании с растительными и минеральными маслами, канифолью и некоторыми термопластичными полимерами.

Термореактивные компаунды в момент их применения находятся в жидком состоянии, а затем затвердевают в результате происходящих в них химических реакций. Отверждение компаундов этой группы происходит под действием отвердителя или катализатора. После отверждения компаунд становится твердым, неплавким и не растворимым в обычных растворителях. Как и лаки, эти компаунды делятся на компаунды горячего и холодного отверждения. Компаунды горячего отверждения переходят в твердое состояние при специальной термической обработке, а компаунды холодного отверждения переходят в твердое состояние под действием отвердителей.

По химическому составу электроизоляционные компаунды делятся на компаунды, изготовляемые на основе нефтяных битумов, растительных или минеральных масел и канифоли, и компаунды на основе синтетических смол. В компаунды, изготовляемые на основе различных нефтяных битумов, иногда добавляют льняное или минеральное масло и канифоль. Компаунды на основе синтетических смол изготовляются на основе полиэфирных, эпоксидных, эпоксидно-полиэфирных кремнийорганических и прочих смол и их композиций.