Что такое электроизоляционный лак и для чего его использовать??

- admin

Химия и технология лакокрасочных покрытий

Электроизоляционные покрытия. Такие покрытия должны иметь хорошие электроизоляционные свойства, длительно сохраняющиеся в процессе эксплуатации в различных условиях. В зависимости от назначения покрытий преобладает роль тех или иных свойств. На­пример, от покрытий, предназначенных для защиты радиотехниче­ских изделий (магнитопроводы, пьезокерамические элементы, кон­денсаторы и др.), требуются низкая электрическая проводимость и малые диэлектрические потери в широком диапазоне частот; при изоляции кабелей, проводов, трансформаторов, обмоток электриче­ских машин особое внимание наряду с электрическим сопротивле­нием обращается на электрическую прочность.

Поскольку большинство изделий эксплуатируется в условиях пе­ременной влажности или при повышенной температуре, электроизо­ляционные покрытия должны быть водо-, масло — и нагревостойкими. В частности, предельно допустимое значение коэффициента водопро­ницаемости для покрытий на электро — и радиодеталях, работающих в сложных климатических условиях, составляет 2 • 10”14 м/(ч • Па).

Наиболее высокая нагревостойкость электрической изоляции (до 800 °С) обеспечивается применением покрытий на неорганической основе — металлофосфатных, стеклокерамических. Рабочие темпера­туры органических покрытий, как правило, не превышают 300 °С.

Покрытия электротехнического назначения, работающие при по­вышенных температурах, характеризуют температурными индексами. Температурный индекс соответствует температуре (в °С), при кото­рой срок службы материала равен 20 000 ч. Наиболее высокий темпе­ратурный индекс имеют покрытия на основе полиимидов (рабочая температура 220-240 °С), полиамидоимидов (200 °С), полиорганоси — локсанов (180 °С), полиэфироимидов (155-180 °С). Промышленно вы­пускается широкий ассортимент лаков, эмалей и компаундов элек­троизоляционного назначения. Примером могут служить лаки для эмалирования проводов — полиимидный ПАК-1, полиамидоимидный АД-9113, полиэфироимидный ПЭ-955, полиэфирный ПЭ-939, по­лиуретановый УР-973, на основе ацеталей поливинилового спирта ВЛ-941 (лак метальвин); лаки, эмали и компаунды для пропитки и лакирования стекловолокнистой изоляции проводов и пропитки обмоток электрических машин — полиэфирные и кремнийорганиче — ские ПЭ-933, КО-96, КО-964, компаунды КП-18, КП-34, КП-101 и др., для герметизации резисторов, а также деталей и узлов электротехни­ческих машин — органосиликатные ОС-91-26, ОС-92-ОЗ, ОС-92-25. Все более широкое применение для целей электроизоляции находят порошковые краски и компаунды (П-ЭП-91, П-ЭП-971, УП-2191К) на эпоксидной основе, а также эпоксидно-силиконовые — ЭК-901.

Электропроводящие покрытия. Назначение электропроводящих покрытий — обеспечить прохождение электрического тока или отвод с поверхности возникающего статического электричества. Электро­проводящими считаются покрытия, у которых р^< Ю5 Ом • м.

Повышенная электрическая проводимость покрытий достигается:

1) применением пленкообразователей с большой электронной (полу­проводники) или ионной (полиэлектролиты) проводимостью; 2) ис­пользованием электропроводящих наполнителей; 3) введением в со­став покрытий или обработкой их поверхности ПАВ.

К пленкообразователям-полупроводникам относятся соединения с системой сопряженных двойных или тройных связей (полиимиды,

Полибензимидазолы, полибензоксазолы и др.), а также полимерные комплексы с переносом заряда (галогенированные полистирол, по- ли-а-метилстирол, поливинилнафталин и т. д.). Получаемые из них покрытия имеют повышенные значения электро — и фотопроводимо­сти: у У = 103-10″9 См/м.

Из полиэлектролитов (полииономеров) находят применение по- ли-М-винилимидазол, сульфированный полистирол, полиакрила­мид, полиакриловая и полиметакриловая кислоты и их соли, поли — этиленсульфонат натрия и др. В частности, сочетанием сульфиро­ванного полистирола с полиметакриловой кислотой (1:3) получено прозрачное антистатическое покрытие для пластмасс с р5 = 5 • 108 Ом.

Наиболее широко применяют в качестве электропроводящих покрытия с металлическими и углеродными наполнителями: карбо­нилом никеля, серебром, медью, цинком, нержавеющей сталью, сплавами Ре-№, Бе-Мг-Со, Бе—51—А1, арсенидом или фосфатом гал­лия, антимонидом индия, техническим углеродом, графитом, графи — тированным волокном, «керн-пигментами» (посеребренный никель, углеродистое железо). Особенно распространено применение ка­нального и антраценового технического углерода, имеющего высо­кую дисперсность и образующего в пленке цепочечные структуры, а также коллоидного графита.

Электрическая проводимость наполненных покрытий определя­ется составом и электрическими параметрами отдельных компонен­тов (рис. 4.42). При больших степенях наполнения Ру пленок в зави­симости от объемной доли введенного металлического наполнителя ориентировочно может быть вычислено по следующему уравнению:

Ту Ме

Ру — Кру Ху

Ме ^

Где ри — удельное объемное сопротивле­ние металла; К- постоянная.

Оптимальная степень наполнения покрытий (в зависимости от типа на­полнителя) составляет 25-50 % по объ­ему или 45-85 % по массе. Прово­димость возрастает при применении

Рис. 4.42. Зависимость удельного объем­ного сопротивления полиакрилатного покрытия от объемной доли наполни­телей:

— серебро; — карбонил никеля; 3 — медь;

4 — ацетиленовый технический углерод; 5 —

Графит Ху,
Коллоидных металлов, и особенно металлов в состоянии наноча­стиц.

Если использовать ферромагнитные наполнители, например кар­бонил никеля, а формирование покрытий проводить в магнитном поле, то наполнитель распределяется по силовым линиям непрерыв­ными тяжами; в результате получаются покрытия с особенно высо­кими электропроводящими свойствами: р^= КУ^-КГ6 Ом • м.

Для устранения седиментации токопроводящих красок вместо ме­таллов широко применяют керн-пигменты — частицы минеральных наполнителей и стекломикросфер, покрытые тонким слоем металла.

Повышение электропроводности покрытий достигается при при­менении ПАВ, в первую очередь катионоактивных. Особенно полез­но их сочетание с сажей, учитывая положительное влияние ПАВ на ее диспергирование.

Разновидностью токопроводящих покрытий являются антиста­тические. Их основное назначение — снятие статического электриче­ства с поверхности диэлектриков, каковыми являются большинство полимеров и покрытий, и, нередко, обеспечение электропроводности субстратов-диэлектриков при нанесении на них жидких или порош­ковых красок в электрическом поле высокого напряжения. Для антистатических покрытий наиболее важным показателем является удельное поверхностное сопротивление р5, которое должно быть не более Ю10 Ом, а также цвет, особенно при окрашивании помеще­ний. В этом отношении многие электропроводящие составы, в пер­вую очередь с углеродными наполнителями, не всегда оказываются пригодными.

В основном используется три способа получения антистатиче­ских покрытий:

1) обработка поверхности растворами ПАВ;

2) введение ПАВ в состав покрытий;

3) применение электропроводящих наполнителей.

Наименее стабильные результаты дает первый способ. С течени­ем времени из-за испарения и миграции ПАВ внутрь пленки (или субстрата) антистатические свойства утрачиваются, р возрастает. Более стабильными получаются покрытия при введении ПАВ в со­став лакокрасочных материалов. Хорошие результаты, в частности, получены при применении катионоактивных ПАВ (соли четвертич­ных аммониевых оснований пиридиния, амидазония, алкамона ДС, алкамона ГН и др.) в количестве 0,3-0,5 %.

Обширную группу антистатиков представляют композиции с электропроводящими наполнителями — оксидами металлов: олова, сурьмы, стронция, индия, представляющими собой высокодисперсные порошки или чешуйки. При их введении в состав пленкообразователей в количестве 0,5-5,0 % образуются прозрачные (лаковые) покрытия с р«> порядка 108 Ом, равно как и пигментированные любого цвета.

Пленкообразователями для получения электропроводящих (в том числе и антистатических) покрытий могут служить разные полиме­ры и олигомеры — полиакрилатные, виниловые, эпоксидные, крем — нийорганические, полиэфирные, полиуретановые. В частности, полу­чили распространение электропроводящие эмали АК-5260, АС-588, ХВ-5211, ХВ-5235, В-АС-980 и др.

Электропроводящие покрытия нашли применение для изготовле­ния печатных плат, в производстве термоэлементов (для обогревае­мой одежды, спальных принадлежностей, стеновых панелей и др.), в качестве подслоя при металлизации пластмасс, для экранирования аппаратуры и конструкций от действия электромагнитных полей и защиты от излучений сверхвысоких частот. Детали с электропроводя­щими покрытиями легко свариваются. Но основное назначение анти­статических покрытий — защита пластмасс и других токонепроводящих материалов от возникновения статического электричества (покрытия на топливных стеклопластиковых цистернах, пластмассовых трубо­проводах для перекачивания нефтепродуктов и прочих изделиях).

Трекингостойкие покрытия. Под Трекингостойкостъю пони­мают способность изолятора противостоять воздействию поверхно­стных частичных электрических разрядов. С явлением трекинга часто сталкиваются при эксплуатации полимерной (например, стеклопла­стиковой) электроизоляции высоковольтного оборудования, рабо­тающего при сверх — и ультравысоких напряжениях. При низкой тре — кингостойкости изоляция нарушается, на поверхности образуется науглероженный след (трек). Чем больше время до образования тре­ка, тем выше трекингостойкость.

Применение лакокрасочных покрытий — один из путей повыше­ния трекингостойкости изоляции. Эффективность их действия, од­нако, избирательна. Наилучшими являются покрытия, обладающие высокой адгезией к подложке и низкими значениями водопоглоще — ния и электрической проводимости (ру = 1016-1017 Ом • м). Так, по стеклопластику и стеклотекстолиту применяются покрытия на основе полиуретановых лаков (УР-293, УР-1161), циклоалифатических эпок­сидных олигомеров и полиорганосилоксанов. Трекингостойкость повышается при введении некоторых наполнителей (например, кар­боната бария) и с увеличением толщины покрытий. При толщине 100 мкм трекингостойкость покрытий из лака УР-1161 — 14 ч, из лака УР-293 (с наполнителями) — 22-24 ч; трекингостойкость стеклопла­стика без покрытий — не более 1,5 ч.

4.6.1. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Для определения электрических свойств лакокрасочных покры­тий существуют тестированные методы и приборы. В частности, удельное объемное сопротивление определяют по ГОСТ 6433.2-71, диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических по­терь в зависимости от частоты — по ГОСТ 6433.4-71 или ГОСТ 22372- 77, а электрическую прочность — по ГОСТ 6433.3-71. Для определения пользуются приборами типа ПУС-1, М-218, ИТН-6 или тераомметром Е6-3 (МОМ-4). Принцип измерения основан на оценке напряжения и силы тока, который проходит через образец, находящийся между двумя электродами. В случае порошковых красок применяют табле — тированные образцы. Значение р У рассчитывают по формуле:

Pv — KRx>

Где К — постоянная, определяемая геометрическими размерами электродов; Rx — значение сопротивления по показаниям прибора.

Диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь определяют с помощью высокочастотного измерителя индук­тивности и емкости Е-7-5А, моста Р-571, куметров типа КВ-1, Е4-7, измерителей добротности типа Е-9-4, Е-9-5 и других приборов. Значе­ние в находят путем сопоставления емкости конденсатора с образцом между обкладками Сд с емкостью воздушного конденсатора Q:

8= Сд/Св.

Тангенс угла диэлектрических потерь рассчитывают по формуле:

Tg 5 = со ДСК,

Где со = 2л/ If — частота, обычно /= 50 Гц); R — сопротивление; Ск — емкость конденсатора.

Электрическую прочность определяют на установке АИИ-70 и др. путем кратковременного воздействия электрическим током высокого напряжения на покрытие, находящееся на медной подложке (фольга, пластинка). Отмечают значение напряжения, при котором происхо­дит пробой, и относят его к толщине покрытия в месте пробоя.

Большинство лакокрасочных материалов содержат органические растворители и другие огнеопасные и вредные вещества, поэтому при работе с ними приходится применять специальные меры пре­досторожности. Многие органические растворители относятся к легковоспламе­няющимся и горючим …

Использование вторичных материальных ресурсов — необходи­мое условие роста экономики, совершенствования производства и уменьшения загрязнения окружающей среды. В окрасочных произ­водствах такими ресурсами могут служить отходы лакокрасочных материалов, осаждающихся в распылительных камерах, …

При получении покрытий образуются разные загрязняющие вод­ную среду стоки. Наибольшее количество сточных вод образуется при подготовке поверхности металлов — щелочном обезжиривании, трав­лении, фосфатировании, оксидировании, пассивировании. Стоки воз­никают также при мокрой …

Любые работы по ремонту электронного оборудования невозможны без использования специальных лаков. Специалисты широко используют токопроводящий лак. Данные составы имеют большую сферу применения – лаки используют для монтажа микросхем и чипов, для восстановления электронных схем, в случае ремонта системы обогрева автомобильных стекло, при ремонте компьютеров и бытовой техники.

Состав токопроводящих ЛКМ

В основе данных спецлаков лежат особые микрозернистые компоненты, которые после процесса полимеризации образуют на обработанной поверхности прочную матовую пленку, которая обладает хорошей электропроводимостью.

Уже через 60 минут после нанесения таких материалов начинается восстановление электропроводимости. Через 10 часов результат еще более улучшится до максимальных возможностей. Некоторые мастера для усиления эффекта повторяют обработку.

Так как обрабатываемая этими материалами площадь очень мала, то для восстановления любого электронного оборудования необходимо очень незначительное количество этих средств. Именно поэтому электропроводящий состав предлагается в небольших объемах.

Упаковывают такие материалы в маленькие тюбики или флаконы.

Токопроводящий спрей

Наряду с лаками встречается также и похожие по свойствам материалы в баллончиках. Это спрей, который изготавливают на базе графитового порошка. Он используется для создания токоведущей поверхности на таких материала, как пластик, стекло, металл или древесина. Спреи можно применить также и как смазывающий материал, когда необходимо создать гладкую, устойчивую к воздействию высоких температур, сухоскользящую поверхность.

Предъявляемые требования

Основное качество этих лаков и клеев – это высокая электропроводимость. Досчитается она за счет наличия в составе специальных, очень маленьких металлических частиц. Производители чаще все используют для этого никелевый порошок, который очень хорошо проводит электрический ток. Также в составе этого продукта могут быть фракции драгоценных металлов, таких как серебро, золото, палладий.

Кроме электропроводности важно, чтобы лак имел минимальное удельное сопротивление. При высокой концентрации токопроводящих компонентов слабеют клеящие свойства этих материалов.

Чтобы не терялась адгезия в процессе эксплуатации электрооборудования, лаки для ремонта имеют очень низкое тепловое сопротивление. Также составы должны выполнять свою главную функцию и хорошо склеивать и защищать поверхности. Продукт должен быть эластичным и прочным – эти характеристики придают полимерные связующие вещества.

Не допустима для данных материалов слишком жидкая консистенция. Вязкая масса позволяет предотвратить возможные дефекты микросхемы в процессе ремонта или замены. Также важна быстрая скорость высыхания – это делает работу с лаками и клеями более комфортной.

Обзор клеев и лаков популярных марок

На рынке представлена продукция отечественных и зарубежных производителей. Так, среди отечественных материалов можно выделить «Контактол». Производитель заявляет, что в составе имеется серебряный порошок. Продукт хорошо подходит для ремонта системы подогрева заднего стекла на автомобилях.

Похожими характеристиками обладает и отечественный продукт «Элеконт». Он создан на основе эпоксидных смол и обладает хорошей адгезией с любыми поверхностями. Данный продукт ориентирован именно для автомобилистов, но специалисты утверждают, что эффективность его довольно слабая.

Американский лак «Done Deal» имеет более высокие характеристики, но стоимость продукта достаточно высокая. Материал состоит из клея и токопроводящего состава.

Для восстановления токопроводящего слоя на кнопках, для устранения трещин на шлейфах различных электронных устройств специалисты рекомендуют лак Эласт. Единственный недостаток – малый срок службы в сравнении с клеями.

Как самостоятельно приготовить лак

Опытные мастера рекомендуют не использовать фирменные средства, а делать лаки и клеи своими руками. Сделать такую смесь просто и не придется переплачивать. Продукт, сделанный самостоятельно, ничем не хуже по свойствам и характеристикам, чем заводские графитовые аэрозоли, лаки и клеи.

В основе лежит порошок графита и серебра. Также используются растворители, клеи и связующее вещество. Сделанные таким образом составы помогут быстро восстановить любое устройство.

На видео: делаем токопроводящий клей самостоятельно.

Способ №1

Это рецепт приготовления графитового лака. Для работы понадобится:

  • 15 гр мелкозернистого порошкового графита;
  • 30 гр порошка серебра;
  • Сополимер винилхлорид-винилацетат в количестве 30 гр;
  • 32 гр чистого ацетона.

Чтобы получить графитовый лак, все компоненты из этого рецепта нужно тщательно смешать в ступе. В результате должна образоваться жидкость, напоминающая сироп. Она будет иметь серо-черный оттенок. Затем эту жидкость переливают в емкость из стекла с хорошо закрывающейся крышкой.

Перед применением состав обязательно взбалтывают. Если смесь получилась слишком густой, то добавляют небольшое количество растворителя. Время засыхания – от 15 мин.

Способ №2

Здесь также будет использоваться графит в виде порошка и серебро. В качестве связующего вещества можно применить:

  • Нитроцеллюлозу в количестве 4 гр. канифоль, этилацетат в количестве 2,5 гр и 30 гр;
  • Шеллак 3 гр, этиловый денатурат – 31 гр.

Вначале в ступе перемешивают вещества в порошке. Затем добавляют связующие компоненты. Все это доводят до состояния однородной пасты и далее перекладывают в емкость с плотно закрывающейся крышкой.

Прежде чем начать использовать изготовленный своими руками продукт по этому рецепту, следует хорошо его перемешать, а затем отрегулировать вязкость при помощи растворителя.

Способ №3

В зависимости от механической нагрузки на электропроводящее соединение, можно использовать разные подручные средства. Так, графит легко добывается из пальчиковых батареек. Затем его измельчают и смешивают с цапонлаком. Но минус данной смеси – слабая адгезия с резиновыми изделиями, а значит для ремонта клавиш пультов ДУ она не подходит.

Способ №4

Вот как сделать токопроводящий раствор быстро. Это не будет лаком, но токопроводящие характеристики продукт имеет. Покупают супер-клей и карандаши 2М или же 4М. Напильником точат грифель карандаша по количеству, равному объему суперклея.

Далее тюбик разворачивают с обратной стороны, насыпают в клеевую массу порошок графита, затем перемешивают до получения однородной массы. Затем тюбик запаковывают обратно. Использовать сделанную своими руками смесь можно как обычный супер-клей – через насадку.

Советы специалистов (2 видео)


Обработка токопроводящим лаком (22 фото)

Для обработки обмотки трансформаторов, электрических деталей и аппаратов используется специальный лак электроизоляционный. Подобные средства могут быть трех видов:

  • Пропиточные, которые используются для улучшения электропроводимости. Они заполняют собой все свободное пространство между проводами, соединяя их между собой.
  • Покровные, которые используются в качестве дополнительной защиты уже обработанных поверхностей.
  • Клеящие. Соединяют между собой несколько электроизоляционных элементов.

Одним из пропиточных средств для электроизоляции является лак МЛ-92.

Характеристики и основные свойства

Данное средство за счет своих электроизоляционных свойств выдерживает воздействие тока, электрической дуги, электрических напряжений. Лак обладает хорошими изоляционными характеристиками, которые никак не изменяются при воздействии влаги или пара.

Особенности пленки, образующейся на поверхности после использования лака:

  • Маслостойка.
  • Имеет хорошие показатели электрической прочности при различных температурах
  • Устойчива к нагреванию
  • Термопластична (выдерживает более двух суток при температуре 148-152 градуса).

При нормальных условиях (температура 20 градусов) условная вязкость 25-50 с. Твердость пленки при тех же условиях — более 0,4 усл.ед.

Лак МЛ-92 после высыхания образует на поверхности обмотки защитное покрытие, которое устойчиво к различным погодным условиям. Средство выдерживает температуру до плюс 130 градусов. По ГОСТ-8865 данное средство относится к классу «В» по нагревостойкости.

Применяется лак вне помещений под открытым небом или под навесом. В закрытых пространствах, где условия схожи с уличными по температуре и влажности, обеспечен приток свежего воздуха, работает вытяжная вентиляция, также допустимо использовать лак МЛ-92.

Цена средства составляет 100-600 рублей за 1 килограмм. Стоимость изменяется в зависимости от производителя, класса, фасовки.

Лак электроизоляционный представляет собой однородную жидкость без механических включений, состоящую из глифталевого лака и меламино-формальдегидных смол. Разбавляют лак органическими растворителями (толуол, ксилол или их смесь с уайт-спиритом). Содержание нелетучих веществ 50-55%.

Обработанная лаком поверхность становится однородной, глянцевой, гладкой, коричневого цвета (оттенок может изменяться от светлого до темного).

Расход средства оценивается как 40-50 г/м2 при нанесении одного слоя толщиной 20-30 мкм.

Электрическая прочность средства зависит от температуры. При нормальных условиях (18-22 градуса со знаком плюс) данное значение составляет 70 Мв/м. С повышением температуры до 130 градусов электрическая прочность снижается до 40 МВ/м. При нахождении лака во влажной среде в течение 24 часов при температуре 20 градусов электрическая прочность будет составлять 30 МВ/м.

Применение

Наносить изоляционный состав необходимо на сухую, очищенную от пыли и грязи поверхность.

Перед использованием лак тщательно перемешивают. Применяется при температуре воздуха от минус 60 до плюс 130 градусов.

Лак МЛ-92 наносится двумя методами:

  • наливом;
  • окунанием.

Слой лака должен быть равномерным, без потеков.

Наносить рекомендуется в 1-2 слоя. Между нанесением выдерживают 15-20 минут (при 20 градусах). Такой же интервал выдерживают между последним слоем и горячей сушкой. Высушивают в течение часа при 105-110 градусах. При многослойном нанесении лак МЛ-92 сушится при температуре 120 градусов примерно 16 часов.

Упаковка и хранение

Электроизоляционный лак МЛ-92 выпускается в промышленной таре весом 15 (фляга), 25 (барабан), 57 кг (бочка).

Допускается хранение средства в плотно закрытой упаковке в местах, куда не проникает влага, прямые солнечные лучи и отсутствует воздействие высоких температур. При соблюдении необходимых условий срок хранения составляет один год с даты производства.

Техника безопасности

Лак МЛ-92 выделяет в воздух летучие химические вещества, присутствующие в его составе. Поэтому при использовании внутри помещения должна быть обеспечена хорошая вентиляция. По завершении работы помещение необходимо тщательно проветрить.

Во время работы с электроизоляционным средством необходимо использовать средства индивидуальной защиты (резиновые перчатки).

Не использовать вблизи открытого пламени. Соблюдать правила пожарной безопасности.