3. Производство эмалированных проводов

Эмалированные провода являются прогрессивной группой обмоточных проводов, так как имеют более тонкую изоляцию, что позволяет увеличить коэффициент использования паза в электрических машинах и аппаратах, повысить их мощность. Производство эмалированных проводов менее трудоемко по сравнению с производством проводов, на проволоку которых изоляция накладывается методом обмотки.

Но синтетические лаки для эмалирования довольно дорогостоящие. Кроме того, возникают проблемы, связанные с необходимостью охраны окружающей среды, так как растворители в лаках токсичны.

3.1. Лаки для эмалирования проволоки

Лаки представляют собой растворы высокомолекулярных или низкомолекулярных пленкообразующих соединений в органических летучих жидкостях. При нагревании эмаль-лака в эмаль-печи молекулярная масса пленкообразующих соединений еще более увеличивается, а растворитель испаряется, в результате чего на проволоке образуется твердая эмалевая пленка. В зависимости от растворимости лаковой основы растворы пленкообразующих компонентов в том или ином растворителе имеют различную концентрацию. Для разбавления готовых эмаль-лаков используются также летучие жидкости – разбавители. Они также испаряются при тепловой обработке лака.

К пленкообразующим компонентам относятся природные и синтетические смолы, битумы, высыхающие масла. Согласно ГОСТ 9825−73 лаки маркируются буквенно-цифровым обозначением. Буквы означают природу основного компонента лака, первая цифра соответствует назначению, а последующие − порядковому номеру в группе лаков. Например, в маркировке лака ПЭ-939 ПЭ − полиэфирный, 9 – электроизоляционный, 39 – порядковый номер в группе полиэфирных лаков.

Электроизоляционные лаки классифицируются по назначению, режиму сушки и химическому составу.

По назначению лаки разделяются на три основных группы: пропиточные, покровные и клеящиеся. Эта классификация условна и не исключает применения одного и того же лака по различным назначениям.

По режиму сушки все электроизоляционные лаки подразделяются на лаки горячей (печной, искусственной) и холодной (воздушной, естественной) сушки. Предпочтительнее горячая сушка, так как воздействие температуры ускоряет процессы полимеризации и поликонденсации.

По химическому составу лаки подразделяются на три группы:

1) модифицированные (алкидные, эпоксидно-фенольные и др.);

2) немодифицированные (фенолформальдегидные, кремнийоргани-ческие и др.);

3) маслосодержащие (масляные, битумно-масляные и др.).

Существуют два основных вида химических реакций, приводящих к образованию эмалевых пленок высокомолекулярных веществ: реакция полимеризации и реакция поликонденсации.

Полимеризация – это процесс химического соединения молекул низкомолекулярных веществ или мономерных молекул в молекулы с большей молекулярной массой. В результате этой реакции не выделяются побочные продукты, а элементарные химические составы исходных молекул и образующихся соединений одинаковы. Чем больше степень полимеризации, тем больше молекулярная масса полимера.

Поликонденсация – это процесс образования высокомолекулярного вещества из мономерных или низкомолекулярных соединений, при котором происходит отщепление простых молекул. Элементарный состав образующихся молекул отличается от элементарного состава исходных. В качестве побочных продуктов может выделяться вода, спирт и т.д.

В настоящее время более 95 % всех эмалированных проводов изготовляются с применением синтетических лаков. В последние годы стали использоваться специальные составы, не содержащие растворителей. В этом случае вязкотекучее состояние достигается не растворением пленкообразующего вещества, а его расплавлением.

В отечественной практике применяется полиэфирная смола ТС-1. С ее появлением впервые в мире было организовано производство эмалированных проводов без растворителей. Эти провода по своим свойствам идентичны проводам с изоляцией на основе полиэфирных лаков типа ПЭ-939 или ПЭ-943. Без применения растворителей может быть также наложено из расплава смол эмалевое покрытие на основе полиэфиримидов.

Основные лаки, используемые в отечественной промышленности для эмалирования проводов, приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Характеристика отечественных лаков, используемых

для эмалирования проводов

Названия лаков	Растворитель	Сухой остаток,%	Темпера-турный индекс, oC
Поливинилацеталевые: ВЛ-931– винифлекс ВЛ-931– метальвин	Этилцеллозольв, ксилол, хлорбензол, дикрезол	20−25 16	105 105
Масляные	Керосин	55−72	105
Полиуретановые: УР-973 УР-9119	Циклогексанон, ксилол Трикрезол, ксилол	45−55	120
Полиэфирные: ПЭ-943 ПЭ-939	Трикрезол, сольвент каменноугольный Ксилинол	34–46 35–40	130
Полиэфиримидный ПЭ-955	Трикрезол, сольвент каменноугольный	30−34	155
Полиэфирциануратимидный ПЭ-999	Трикрезол	29−33	155
Модифицированый полиэфиримидный	Трикрезол, сольвент каменноугольный	27−37	180
Полиамидимидный ИД-9142	Трикрезол	27−31	200
Полиимидные: АД-9103 АД-9103ПС	Диметилформамид	12−14 21	220 240