64. Синтетические лаки, эмали и компаунды.

Лаки представляют собой коллоидные растворы каких-либо пленкообразующих веществ в специально подобранных органических растворителях.

К пленкообразующим веществам относятся смолы, растительные масла и др. В качестве растворителей пленкообразующих веществ применяют легкоиспаряющиеся (летучие) жидкости: бензин, толуол, спирты, ацетон и др. В состав лака могут еще входить пластификаторы и сиккативы. Пластификаторы – вещества, придающие лаковой пленке эластичность; к ним относятся касторовое масло, жирные кислоты льняного масла и др. Сиккативы представляют собой жидкие или твердые вещества, вводимые в некоторые лаки, чтобы ускорить их высыхание.

По своему назначению электроизоляционные лаки делятся на пропиточные, покровные и клеящие.

Пропиточные лаки применяют для пропитки обмоток в электрических машинах и аппаратах с целью цементации (соединения) витков обмотки друг с другом, а также с целью устранения пористости в изоляции обмоток. Пропиточный лак, проникая в поры изоляции обмоток, вытесняет оттуда воздух и после своего отвердевания делает обмотку влагостойкой. При этом повышается электрическая прочность изоляции обмотки и ее коэффициент теплопроводности. Одной из главных характеристик пропиточных лаков является их пропитывающая способность. Чем меньше вязкость лака, тем больше его пропитывающая способность. К пропиточным лакам относятся лаки БТ-980, БТ-988, БТ-987 (черные масляно-битумные пропиточные лаки горячей сушки), лаки КО-964 и КО-923 (пропиточные лаки с высокой нагревостойкостью и водостойкостью).

Покровные лаки применяют для создания на поверхности уже пропитанных обмоток влагостойких или маслостойких лаковых покрытий. К покровным лакам также относятся эмальлаки, применяемые для эмалирования обмоточных проводов, а также лаки, применяемые для изоляции листов электротехнической стали и других деталей. (152, ГФ-95 , МЛ-2).

Клеящие лаки применяют для склеивания различных электроизоляционных материалов: листочков слюды (в производстве слоистой слюдяной изоляции), керамики, пластмасс и др. Основное требование, предъявляемое к лакам, состоит в том, чтобы эти лаки обладали хорошим прилипанием (адгезией) и образовывали бы прочный шов.

Все лаки по способу сушки делятся на две группы: лаки воздушной (холодной) и лаки печной (горячей) сушки.

У лаков воздушной сушки отвердевание пленки лака происходит при комнатной температуре. К ним относятся шеллачные, эфироцеллюлозные и некоторые другие.

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, резальные и другие смолы), отвердевание которых обусловлено процессами полимеризации, требующие повышенных температур. Лаки горячей сушки, как правило, обладают более высокими механическими и электрическими характеристиками.

Электроизоляционные эмали представляют собой лаки с введенными в них мелкораздробленными веществами - пигментами, в качестве которых применяют неорганические вещества, преимущественно оксиды металлов (оксид цинка, железный сурик и др.). Электроизоляционные лаки являются покровными материалами. Ими покрывают лобовые части обмоток электрических машин и аппаратов с целью защиты их от смазочных масел, влаги и других воздействий. Основой многих электроизоляционных эмалей являются масляно-глифталевые лаки, характеризующиеся высокой клеящей способностью и повышенной нагревостойкостью. На масляно-глифталевых лаках изготавливают эмали нескольких марок: СПД - эмаль горячей сушки (105°С), покрытия из этой эмали имеют серый цвет и обладают стойкостью к минеральным маслам и к электрическим искрам; СВД - эмаль холодной сушки, образует покрытия серого цвета, стойкие к минеральным маслам; КВД ~ эмаль холодной сушки, образует покрытия красно-коричневой окраски, стойкие к электрическим дугам. Эмали на эпоксидных лаках отличаются хорошим прилипанием (адгезией) и повышенной нагревостойкостью (до 155°С). Большой интерес представляют электроизоляционные эмали на основе кремний-органических лаков, отличающиеся очень высокой нагревостойкостью (до 180-200°С).

Компаунды - это электроизоляционные составы, изготовляемые из нескольких исходных веществ: смол, битумов. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые постепенно отвердевают, превращаясь в монолитный твердый диэлектрик. В отличие от лаков и эмалей компаунды не содержат летучих растворителей. При сушке слоя лака растворители испаряются и, улетучиваясь, образуют в пленке лака сквозные поры и капилляры. Это приводит к снижению влагостойкости изоляции, пропитанной лаком. Отсутствие в компаундах растворителей обеспечивает монолитность компаунду после его отвердевания. Согласно своему назначению компаунды разделяются на пропиточные, заливочные и обмазочные.

Пропиточные компаунды применяются для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов с целью цементации витков обмотки и защиты их от влаги; заливочные - для заливки полостей (свободных пространств) в кабельных муфтах и воронках, а также в корпусах электрических аппаратов -трансформаторах тока, дросселей и т.п.

Компаунды могут быть термореактивными материалами, не способными размягчаться после своего отвердевания, или термопластичными, могущими размягчаться при последующем нагреве. К термопластичным относятся компаунды на основе битумов. воскообразных диэлектриков (парафин, церезин), термопластичных полимеров (полистирол и др.). Например, для пропитки обмоток электрических машин широко применяется битумный пропиточный компаунд № 225, который получают в результате сплавления битума, канифоли и льняного масла, взятых в определенном соотношении. В твердом состоянии компаунд № 225 представляет собой массу твердого цвета с блестящей поверхностью. Основные характеристики компаунда № 225: плотность 950 кг/м3, температура размягчения 98 – 112 °С, холодостойкость -25°С, _v = 10¹⁰-10¹² Ом·м; Е_ПР = 18-20 МВ/м. Из заливочных битумных компаундов наиболее широкое применение получили компаунды МБ-70; МБ-90; МБМ-1 и МБМ-2. Первые два компаунда изготовляют на основе нефтяных битумов, взятых в разных соотношениях. Последние два изготовляют на основе битумов, но. для повышения их холодостойкости в них вводится еще трансформаторное масло.

Большой практический интерес представляют термореактивные компаунды. К ним относятся компаунды МБК, являющиеся одновременно пропиточными и заливочными, компаунды на основе эпоксидных смол и др. Компаунды МБК изготовляют на основе эфиров метакриловой кислоты с введенными в них отвердителями, пластификаторами или без них. В отвердевшем виде компаунды МБК имеют следующие основные характеристики: _v = 10¹¹-10²⁴ Ом·м;  = 3,2–5,2; tg = 0,03–0,09; Е_ПР = 10-15 МВ/м.

Основные характеристики эпоксидных отвержденых компаундов: плотность 1200 - 1700 кг/м3, _v = 10¹²-10¹³ Ом·м;  = 3,8–5,0; tg = 0,02-0,05; Е_ПР = 10-25 МВ/м.