ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лаки представляют собой коллоидные растворы пленкообразующих веществ в растворителях.

Плёнкообразующие вещества называют лаковой основой. В качестве основы могут использоваться природные и синтетические смолы, битумы, высыхающие масла, эфиры целлюлозы, а также их композиции. После удаления из лака растворителя, а также в результате реакции окисления, полимеризации, поликонденсации или других химических процессов образуется твёрдая лаковая плёнка.

Лаки можно классифицировать по следующим признакам: назначению, режиму сушки и по химическому составу.

По назначению лаки делятся на три основных вида: пропиточные, покровные и клеящие.

Пропиточные лаки используются для пропитки волокнистых материалов (тканей, бумаг) и изоляции электрических аппаратов и машин. Они повышают электрическую прочность изоляции обмоток, уменьшают её влагопоглащаемость, повышают нагревостойкость.

Слой покровного лака выполняет роль защитной плёнки и предохраняет изоляцию от повреждения.

Клеящие лаки служат для получения некоторых электроизоляционных материалов путём склеивания их между собой, а также для склеивания деталей в процессе сборки изделия. Например, они применяются при производстве фольгированных, слюдянных, плёночных и др. композиционных материалов, а также для склеивания листов пакетов якорей, статоров и трансформаторов.

Основные требования к этим лакам: высокая клеящая способность, хорошие электрические и механические свойства, технологичность.

По режиму сушки лаки подразделяются на лаки горячей (печной) и лаки холодной (воздушной) сушки. Первые для получения твёрдой плёнки требуют повышенной температуры (выше 70⁰ С). Их используют для изоляции электромашин и аппаратов, работающих при температурах 105-180⁰C.

Лаки холодной сушки достаточно хорошо высыхают при температуре 20⁰ C.

Качество лаковых плёнок и их электрические, механические и др. характеристики определяются в основном свойствами плёнкообразующего вещества. По химическому составу лаковой основы лаки можно разделить на три группы: маслосодержащие (маслянно-канифольные, битумно-масляные, масляно-алкидные, масляно-фенольные), лаки на основе модифицированных (поливинилацетатные, полиэфирноэпоксидные, полиуретановые, полиэфиримидные, полиорганосилоксановые и др.) и немодифицированных (глифталевые, фенол- и крезолформальдегидные, полиэфирные, полиорганосилоксановые, полистирольные, полиимидные и др.) синтетических полимеров, лаки на основе природных смол и эфиров целлюлозы.

На основе лаков приготовляют также эмали и эмаль-лаки.

Покровные эмали представляют собой попиточный лак с введенным пигментом. Введение пигмента улучшает нагревостойкость и теплопроводность лаковой пленки, повышает ее твердость и атмосферостойкость. Эмали в основном предназначены для защиты поверхностей различных деталей электрических машин и аппаратов.

Новым направлением в развитии лакокрасочной техники, которые отвечают современной тенденции развития промышленности и представляют экономичную альтернативу широко применяемым покрытиям из жидких лакокрасочных материалов, являются покрытия на основе полимерных порошковых композиций (ППК).

Использование ППК позволяет получать высококачественные покрытия практически любой толщины, увеличивать срок службы изделий, повысить производительность труда, уровень механизации и автоматизации производственных процессов, сократить технологический цикл нанесения и формирования покрытий, резко снизить потери ЛКМ и исключить загрязнение окружающей среды токсичными и огнеопасными органическими растворителями, входящими в состав жидких ЛКМ.

В своем составе ППК содержат пленкообразующие вещества, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы и другие специальные добавки, которые придают определенные физико-химические свойства композициям и определяют в конечном счете работоспособность защитных покрытий.

В качестве пленкообразующих веществ используются как термопластичные порошковые полимеры: полиолефины, поливинилбутираль, полиамиды, поливинилхлорид, фторопласты и др., так и термореактивные - полиэпоксиды, полиэфиры, полиимиды и др.

Достоинством первой группы пленкообразователей являются стабильность получаемых на их основе композиций, быстрое формирование покрытий, доступность и др. Однако покрытия из термопластов обратимы, имеют невысокую термостойкость и во многих случаях неустойчивы к воздействию растворителей.

В отличие от термопластов, термореактивные порошковые композиции образуют необратимые покрытия с повышенными значениями тепло- и химической стойкости, а также адгезионной прочности. Вследствие низкой вязкости расплавов из реактопластов формируются тонкие покрытия с хорошими эксплуатационными свойствами. Благодаря комплексу ценных свойств защитных покрытий и более низкой температуре их формования, предпочтение в развитии производства ППК отдается термореактивным пленкообразователем.

Среди термореактивных полимерных пленкообразователей, используемых для получения покрытий, ведущее место принадлежит эпоксидным порошковым композициям, более 75% объема производства термореактивных порошковых композиций составляет ЭПК.

Покрытия из ППК формируются при нагреве, т.е. пленкообразованием из расплава с образованием твердой адгезионной пленки. Причем расплавление порошка, смачивание поверхности, слияние частиц расплавленного порошка и окончательный процесс формирования структуры сплошных покрытий проходят в определенном температурно-временном режиме и зависят от физико-химических характеристик порошковых композиций.

Различают три основные группы способов нанесения порошковых ЛКМ: 1) способы, основанные на псевдоожижении порошков (нанесение в кипящем слое); 2) способы, основанные на распылении порошков с одновременной электризацией их частей (распыление в электрическом поле высокого напряжения); 3) способы, основанные на распылении частиц с их нагревом в момент распыления или при контакте с окрашиваемой поверхностью (струйное распыление).

ПОЛИМЕРНЫЕ ГЕРМЕТИКИ

Герметики - композиции на основе полимеров и олигомеров, предназначенные для нанесения на болтовые, клепаные и другие соединения с целью обеспечения их непроницаемости. Герметики могут быть в виде замазок, паст или растворов в органических растворителях. Герметизирующие составы должны обладать следующими свойствами: эластичностью и прочностью, высокой адгезией к материалу конструкции, химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами (для герметизации радиоэлектронной аппаратуры) и т.п.

Различают внутришовную, поверхностную и комбинированную герметизацию. Полимерной основой герметиков являются полисульфидные, кремнийорганические, бутадиеновые, уретановые, фторсодержащие и другие синтетические каучуки, а также термореактивные смолы, в частности фенолоформальдегидные, эпоксидные и т.п.

Наиболее широко распространены самовулканизирующиеся герметики на основе полисульфидов и кремнийорганических полимеров.

Герметики получают смешением каучуков (в основном полидиметилсилоксанов и полиметилфенилсилоксанов) с минеральными наполнителями и вулканизующими добавками. Вулканизацию проводят при обычной температуре в течении 12 - 48 часов. Герметики обладают удовлетворительными физико-меха­ническими свойствами, высокой атмосферо- и влагостойкостью, малой коррозионной активностью к металлам и предназначены для работы в воздушной среде при температурах от -70 до 300⁰ С. Выпускаются герметики ВГО и Виксинт в виде самовулканизующихся составов.

Особую группу герметиков на основе полиорганосилоксанов составляют композиции, содержащие вспениватели. В результате протекающих одновременно процессов вулканизации и вспениванния образуется резиноподобный пористый слой с замкнутыми порами. Герметики характеризуются хорошими диэлектрическими свойствами и низким водопоглощением. Выпускаются вспенивающиеся герметики : ВПГ и Сильпен.

ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПАУДЫ

Полимерные компаунды - композиции на основе полимеров, олигомеров или мономеров, предназначенные для заливки или пропитки различных систем, например, токопроводящих схем и деталей с целью изоляции их в электро- и радиоаппаратуре и т.п.

В качестве полимеров или олигомеров они содержат эпоксидные и полиэфирные смолы, жидкие кремнийорганические каучуки, в качестве мономеров - исходные продукты для синтеза полиуретанов и полиметилакрилатов.

В состав компаундов в зависимости от назначения вводят пластификаторы, наполнители, отвердители, ускорители отверждения, пигменты и др. добавки.

К компаундам предъявляются следующие основные требования: отсутствие летучих компонентов, минимальная усадка при отверждении, низкая вязкость, достаточная жизнеспособность.

Компаунды делятся на пропиточные, которые должны иметь низкую начальную вязкость и высокую пропитывающую способность и заливочные, обладающие достаточной вязкостью, обеспечивающей хорошее заполнение различных объемов.

Отвержденные компаунды должны обладать высокими электроизоляционными, физико-механическими, теплофизическими и др. свойствами в зависимости от их функционального назначения.

Пропиточные компаунды используют для пропитки обмоток трансформаторов, дросселей, электрических машин и различных изделий; заливочные - для заполнения промежутков между деталями различных устройств. Основное преимущество литой изоляции - возможность получения изделий в виде малогабаритных монолитных блоков любой конфигурации, не требующих дополнительной обработки.

Выпускаются компаунды на основе эпоксидных, полиэфирных, полиуретановых и др. смол.

Лекция № 10

Поиск по сайту: