Виды диэлектриков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воскообразные диэлектрики.

 

Давший название группе материалов пчелиный воск для электрической изоляции в настоящее время не используется.

Воскообразные диэлектрики представляют собой твёрдые легкоплавкие вещества, обладающие низкой механической прочностью, они употребляются для пропитки и заливки существенный недостаток - значительная усадка при застывании, по этому большая часть объёма пор изоляции оказывается заполненной воздухом, что приводит к понижению электрической прочности пропитанной изоляции.

Церезин - смесь твёрдых углеводородов метанового ряда. Изготовляется путём очистки минерала озокерита (горного воска, представляющего собой продукт естественного перерождения нефти в условиях доступа воздуха.

Преимущества - более высокая температура  плавления (65 - 80 0 С) и стойкость к  окислению; плотность у церезина выше, а тангенс меньше чем у парафина. При пропитке бумажных и слюдяных конденсаторов церезин вытесняет парафин.

Парафин - наиболее дешёвая и широко известная неполярное воскообразное вещество. Получают его разгонкой и вымораживанием из соответствующей фракции дистиллата парафинистой нефти.

Имеет плотность 0,85 - 0,9 Мг/м 3 . И температуру  плавления 50-55 0 С, tg ??0,0003 - 0,0007, ? - более 10 16 Ом м; Е ПР = 20 - 25 МВ/м. При нормальной температуре парафин обладает высокой  химической стабильностью, но при нагреве до 130 0 С на воздухе легко окисляется, снижая плотность в 100 раз. Парафин не растворим в воде и спиртах, но растворяется в жидких углеводородах: нефтяных маслах, бензине, бензоле.

Парафин применяют для пропитки бумажных конденсаторов низкого напряжения, для пропитки дерева и картона, для заливки катушек с невысокой рабочей температурой.

Синтетический парафин  и синтетический церезин - высокомолекулярные углеводороды с температурой плавления 100 - 130 0 С получают при изготовлении синтетического бензина и масел. Электроизоляционные свойства этих материалов близки к свойствам натурального парафина и натурального церезина используют при пропитке бумажных конденсаторов.

Вазелин - близкая к воскообразным веществам масса, мазеобразная; Вазелин - смесь твёрдых и жидких углеводородов получаемых из нефти. tgφ при 1 кГц , нормальной температуре не более 0,0002, ρ -не менее 5, 10, 12 Ом м; Е_ПР при 50 Гц не менее 20 МВ/м. Применяется для пропитки бумажных конденсаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лаки и компаунды.

     В общем смысле  лаки – это растворы смол (или  полимеров) в органических летучих  растворителях. После высыхания  они образуют блестящие прозрачные  пленки, которые выполняют защитные  и декоративные функции. Используются  лаки для обработки как окрашенных, так и неокрашенных поверхностей. Основными составляющими лаков являются пленкообразующие вещества и растворители, но также для придания специфических свойств в состав могут вносить пластификаторы, разжижители, катализаторы и инициаторы. Зачастую лаки называются по виду пленкообразующего вещества (нитролаки, смоляные, масляные), реже – по виду растворителя (спиртовые).

Группы лакокрасочных покрытий, имеющих высокую механическую и  химическую стойкость, защищающих поверхности  от вредного влияния окружающей среды, коррозии, температурного и огневого напряжений. Каждая разновидность ЛКМ имеет свое назначение: одни пригодны исключительно для наружных работ, другие - только для внутренних, третьи - универсальны, четвертые придают поверхностям некоторые специальные свойства (табл.3). Свойства ЛКМ в значительной степени определяются типом пленкообразующего вещества (табл.2). За рубежом наибольший объем выпуска и потребления ЛКМ для фасадных работ (более 60%) приходится на вододисперсные краски (ВД), в России этот показатель соответствует 15-20%. Стоимостью сырья определяются экономичность и целесообразность применения той или иной краски: от 0,8-1,9$ за 1 кг для алкидов и 2,0-2,9 - для акрилатов, до 2,5-3,0 для эпоксидов и 4,4-6,0 для полиуретанов. Эпоксидные и полиуретановые основы ЛКМ являются наиболее дорогостоящими, но они в большей мере обеспечивают специальные свойства покрытий: атмосферо -, водо-, хим-, абразиво-, морозо- и термостойкость; высокую адгезию к различным подложкам, включая металл, древесину, пластмассу, бетон. Специфика состава ЛКМ определяет также характер адгезии покрытия к основанию.

Ниже рассмотрены лакокрасочные  материалы , имеющие высокую механическую и химическую стойкость, защищающие поверхности от влияния окружающей среды, коррозии, температурного и огневого напряжений. Коррозия - это процесс разрушения поверхности металлов под влиянием химического и электрохимического воздействий среды. По статистическим данным, суммарный ущерб от коррозии металлов в промышленно-развитых странах может достигать 4-5% национального дохода. Независимо от типа конструкции и условий ее эксплуатации наиболее простым и доступным способом борьбы с коррозией является применение защитных лакокрасочных покрытий (ЛКП). ЛКП удобны в нанесении, обновимы, создают декоративный фон. Их защитное действие обуславливается либо механической изоляцией поверхности, либо химическим и электрохимическим взаимодействием покрытия и поверхности. Основными недостатками большинства ЛКП являются их ограниченные паро-, газо-, и водопроницаемость, недостаточные термо- и морозостойкость. В зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы ЛКП могут играть роль: барьера, пассиватора, протектора. Барьерная защита - это механическая изоляция поверхности. Эффективность ее зависит от проницаемости, стойкости покрытия, степени его сцепления с изолируемой поверхностью и быстроты появления в покрытии микротрещин.

Химические средства огнезащиты подразделяют на: обмазки, лаки, краски,пропитки. Обмазки  представляют собой растворы на основе цемента, асбеста и других подобных материалов. Их наносят на защищаемые конструкции, подобно штукатурке, толстым слоем, препятствующим контакту поверхности с пламенем. Эти составы используют, в основном, для защиты металлических конструкций и кирпичных стен. Обмазки могут выдерживать прямое действие огня в течение нескольких часов, но не являются ЛКМ по определению.

Лаки и краски, в отличие от обмазок, имеют широкую гамму  цветов и придают поверхностям декоративный вид, их можно использовать внутри жилых помещений. Применяют их для окраски металлических и деревянных конструкций. Пропитки используют, как правило, при защите древесины. Показателем эффективности использования огнезащитных составов на металле является время огнестойкости - промежуток от начала испытаний до достижения на защищаемом металле критической температуры +500°С..

Среди показателей, которыми должны обладать подобные ЛКМ: стойкость к воздействию  УФ-лучей, воздействию щелочей, кислот и агрессивных атмосферных газов, стойкость к морской воде, к истиранию и механическим нагрузкам.

Таблица 2.

Буквенные индексы, обозначающие вяжущие, входящие в состав краски	Наименование
АБ	Ацетобутилатцеллюлозное
АК	Полиакрилатные (на окрилатных смолах)
АЦ	Ацетилцеллюлозное
БТ	Битумное
ВА	Поливиниацетатное
ВЛ	Поливинилацетатное
ВС	Винилацетатное (на основе сополимеров  винилацетата)
ГФ	Глифталевые лаки
КО	Кремнийорганические лаки
КФ	Канифольное
КЧ	Каучуковое
МА	Масляные (растительное масло или  олифа)
МЛ	Меланиновые (меламиналксиды смолы)
МЧ	Мочевидные (карбамидные, мочевиноформальдегидные)

 

Таблица 3.

Цифровые индексы назначения краски	Назначение краски
1	Атмесферостойкие (для наружных работ); эксплуатируются при любых климатических условиях на открытом воздухе
2	Ограниченностойкие (для внутренних работ); эксплуатируются в отапливаемых и неотапливаемых помещениях под навесом
3	Защитные, консервационные; для временной  защиты при хранении
4	Водостойкие; стойкие к воздействию  простой воды, ее паров и морской  воды
5	Специального назначения; стойкие к воздействию рентгеновских лучей, светящиеся
6	Масло - и бензостойкие; стойкие к воздействию масел, консистентных смазок, бензина, керосина и др.
7	Химически стойкие; стойкие к воздействию  кислот, щелочей, их паров и других жидких химреагентов
8	Термостойкие; стойкие  к воздействию  повышенной температуры; термоиндикаторы
9	Электроизоляционные; стойкие к  воздействию электрических напряжений, токов, поверхностных зарядов, электрической  дуги

 

 

Лаки делятся на светлые (масляные или масляно-смоляные) и черные (битумные или исковые). Наибольшее распространение получили алкидные, масляно-смоляные и безмасляные лаки. Масляные лаки представляют собой растворы природных смол и полимеров в высыхающих растительных маслах, содержащих сиккативы и растворители. Сиккативы способствуют быстрому высыханию, смолы и полимеры придают поверхности блеск и твердость, а растворители обеспечивают лучшее сцепление пленки с поверхностью. Лаки с высоким содержанием масла считаются жирными, а с низким - тощими.

Для изготовления масляных лаков на основе природных смол применяют канифоль, копал, даммару, для лаков на основе синтетических полимеров - алкидный полимер, полиперхлорвинил, поливинилхлорид, полифенолформальдегид. В последнее время лаки, изготовленные на основе природных смол, используются гораздо меньше, большей популярностью пользуются лаки на основе полимеров.

 Поливинилхлоридные лаки стойки к действию бензина, масла, многих химически активных веществ и применяются как покрывные лаки для защиты изоляции, работающей, например, в содержащей кислотные пары атмосфере.

Алкидные и масляно-смоляные лаки - это растворы алкидных или других синтетических полимеров в органических растворителях и модифицированные маслами. В зависимости от содержания масел эти лаки подразделяются на жирные (более 60% масла), средние (40—45) и тощие (35). Более жирные лаки используются для наружной отделки, тощие применяются для внутренних работ, например для покрытия столярных изделий.   Масляные (масляно-смоляные) лаки производят на основе растительных масел (содержание в среднем – 41 %) и некоторых природных или синтетических смол (22 %), вследствие чего они долго высыхают (до 4 суток) и образуют долговечную эластичную пленку. Такие лаки часто используются для вскрытия деревянного пола. Недостатком масляных лаков является низкая чувствительность к колебаниям температуры и влажности окружающей среды, поэтому пол все время остается прохладным. Смоляные лаки содержат меньше масла, чем смолы, либо одинаковое количество масла и смолы (так называемые «тощие» и «средние» лаки). «Тощие» лаки достаточно быстро высыхают (до 24 часов), а пленки получаются очень блестящие, хрупкие и недостаточно атмосферостойкие. «Средние» лаки высыхают за 48 часов, образованные пленки поддаются механической обработке, но они недостаточно стойкие к атмосферным колебаниям. Смоляные лаки подразделяются на лаки на основе термопластических (шеллачные лаки) и термореактивных смол (алкидные, эпоксидные, полиуретановые лаки). Лак бакелитовый ЛБС-1 представляет собой раствор фенолоформальдегидной смолы резольного типа в этиловом спирте и изготавливается по ГОСТ 901-78. Лак предназначен для склеивания, пропитки, покрытия различных материалов, для защиты теплообменной и другой аппаратуры от воздействия технической горячей воды, слабых и средних растворов кислот и солей, для окраски нефте- и бензобаков, в составах связующих для слоистых пластиков.

 Кремнийорганические лаки - предназначены для изготовления различных термостойких эмалей, а также для защитной окраски металлических, бетонных, стеклянных, керамических поверхностей. Кремнийорганические лаки и эмали отличаются высокой нагревостойкостью и могут длительно работать при 180—200° С, поэтому они применяются в сочетании со стекловолокнистой и слюдяной изоляцией. Кроме этого, пленки обладают высокой влагостойкостью и стойкостью к электрическим искрам. Лаки и эмали на основе полихлорвиниловых и перхлорвиниловых смол отличаются стойкостью к воде, нагретым маслам, кислым и щелочным химическим реагентам, поэтому они применяются в качестве покровных лаков и эмалей для защиты обмоток, а также металлических деталей от коррозии. Следует обратить внимание на слабое прилипание полихлорвиниловых и перхлорвиниловых лаков и эмалей к металлам. Последние вначале покрывают слоем грунта, а затем лаком или эмалью на основе полихлорвиниловых смол. Сушка этих лаков и эмалей производится при 20, а также при 50—60° С. К недостаткам такого рода покрытий относится их невысокая рабочая температура, составляющая 60—70° С.