Модернизированный лак МК-4 известен под маркой МК-4У. С целью улучшения эластичности пленки, в кремнийорганическую часть лака МК-4 У введен продукт гидролиза и поликонденсации
метилфенилдихлорсилана, |
имеющего линейную структуру. |
На рис. 14-7 приведена |
зависимость Rv изоляции ПСДК |
и ПЭТКСО от времени старения при 180° С. |
|
|
|
1 |
“I |
~ \ И |
Г" |
2 |
О |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
|
|
|
|
|
|
Время старения, сутки |
|
|
Рис. 14-7. Зависимость R v изоляции ПСДК(/)и ПЭТКСО(2) от времени старения при 180° С. R y замерялось_ в конце пятисуточного пребывания в гигростате.
Зависимость электрических характеристик от числа покрытий дана на рис. 14-8.
Из лаков на кремнийорганической основе, применяемых в за граничной кабельной промышленности, известны:
|
от числа покрытий. |
а ) |
к р е м н и й о р г а н и ч е с к и й л а к № 141360, раз |
работанный английской фирмой «Дау Корнинг». По механической |
прочности пленка лака мало отличается от пленки на поливинилацеталевой основе. Она стойка к действию влаги и различных растворителей, стабильна при температуре 150—175° С,
б) л а к фирмы «Вестингауз» (США) н а |
о с н о в е м о д и |
ф и ц и р о в а н н о й полиэфирной смолы, |
содержащей 20% |
кремнийорганической смолы. Согласно каталогам фирмы, провода с изоляцией из данной смолы могут работать в течение десяти лет при температуре 160° С.
Растворителями пленкообразующих полиорганосилоксанов слу жат: ацетон, бензол, бутанол, ксилол, скипидар, толуол,этилцеллозоль или их смеси. Основное требование, предъявляемое к ним, — способность давать устойчивый однофазный раствор.
Сиккативы для указанных лаков следующие: свинцово-марган цовый линолеат, свинцово-марганцовый нафтенат, свинцово-мар ганцовый резинат.
14-9- Пропиточные, покровные и подклеивающие лаки
В качестве пропиточных, покровных и подклеивающих лаков Применяют с о с т а в ы :
а) на основе эфиров целлюлозы; б) масляно-битумные; в) полиэфирные;
г) на основе высыхающих растительных масел; д) кремнийорганические; е) эскапоновые;
ж) на основе фторопластов.
Перечисленные составы используются в производстве:
1)для получения лакотканей и стеклолакотканей, применяе мых для изготовления кабелей и проводов;
2)для непосредственной пропитки, лакировки и подклейки волокнистой изоляции проводов и кабелей.
Из лаков второго типа значительное применение в кабельной промышленности получили лаки: глифталевые, на основе эфиров целлюлозы, кремнийорганические и на основе фторопластов.
Клакам на основе глифталевых смол принадлежат: лак N° 6-К, лак № 6-КМ, лак № 7-627, лак N° 1154, лак N° 2240 и грунт N° 138А. Глифталевые смолы представляют собой сложные эфиры фталевого ангидрида и глицерина, в большинстве случаев модифицирован ные растительными маслами.
Л а к N° 6-К (ВТУ ОИИ 504.015-53) применяется для изго товления обмоточных проводов со стеклоизоляцией — в качестве изоляционного пропитывающего лака. По составу — это масляно-
|
|
|
|
|
|
|
|
глифталевый лак |
(масло — льняное). |
Растворителем для него |
служит ацетон |
или |
этиловый спирт. |
Теплостойкость |
лака — |
до |
105° С (20 час). |
Скорость высыхания |
пленки: при |
280° С — |
не |
более 8 мин, |
при |
210° С — не более |
20 мин. Электрическая |
прочность высушенной пленки должна быть не менее 40 кв/мм. Лак содержит в своем составе 50% пленкообразующих веществ.
Л а к |
N° 6-КМ |
(ТУ 63-57) применяется для тех же целей, |
что и лак |
N° 6-К, |
и аналогичен ему по составляющим и свой |
ствам. Отличается от него большим содержанием пленкообразую щих веществ (не менее 60%). Растворителями для данного лака являются ацетон и ксилол.
Л а к м а е л я н о - г л и ф т а л е в ы й и з о л я ц и о н н ы й № 2240 (ТУЭ ОВВ 504.002-53) применяется в виде водной эмульсии для пропитки проводов марки ПДА. Он отличается от предыдущих лакор меньшим содержанием льняного масла (38%).
Л а к г л и ф т а л е в ы й № 7-627 (ТУ МХП 1701-47) исполь зуется в качестве пропиточного лака. Скорость высыхания пленки при 105° С — не более 3 час. Электрическая прочность: при 20° С — не менее 60 кв!мм, при 90° С — не менее 30 кв!мм.
Л а к г л и ф т а л е в ы й № 1154 (ВТУ МЭСЭП 503.030-53) является пропиточным лаком. Его основа получается в результате взаимодействия фталевого ангидрида, глицерина, растительных масел и смол. Скорость высыхания пленки (на конденсаторной
бумаге) при |
100—110° С — не более 2 |
час. Электрическая проч |
ность высушенной пленки составляет 54—55 кв/мм. |
Г р у н т |
г л и ф т а л е в ы й № |
138А (ТУ МХП 1084-44) |
представляет собой тертую краску, состоящую из глифталевого лака и пигментов (сурик железный, мумия). Он применяется как антикоррозийный пигментированный лак для металлических обо лочек. Пленка этого лака обладает эластичностью при изгибании вокруг стержня диаметром 1 мм. Скорость высыхания лака при 80° С на дюралюминиевой пластинке — не более 1,5 час; средняя величина минеральных частиц равна 15 мк. Для этой же цели
применяется л а к |
г р у н т о в о ч н ы й № 138 (ГОСТ 4056-48), |
сходный по составу |
с грунтом Nb 138А. |
Из лаков на основе эфиров целлюлозы в кабельной промышлен ности нашли применение:
а) нитролаки кабельные, б) лаки кабельные этилцеллюлозные.
К а б е л ь н ы е н и т р о л а к и представляют собой рас творы лакового коллоксилина (волокнистое вещество — сложный эфир целлюлозы и азотной кислоты) в смеси органических раство рителей и разбавителей с добавлением пластификаторов.
В кабельной промышленности применяются:
1) н и т р о л а к |
к а б е л ь н ы й №4 Б |
(ТУ МХП 1647-50). |
Содержание сухого |
остатка — не менее 31%. |
Применяется для |
лакировки проводов низкого напряжения марок ЛПРГС и АОЛ, 2) н и т р о л а к к а б е л ь н ы й а н т и с е п т и р о в а н - н ы й № 4БА (ТУ МХП 2104-50). Содержание сухого остатка —
не менее 31 % Применяется для лакировки -проводов низкого напряжения;
3) н и т р о л а к № 5Б (ТУ МХП 790-41). Содержание сухого остатка — не менее 30%. Данный лак сохраняет эластичность при —10° С (при изгибании вокруг стержня диаметром 100 мм). Он не распространяет горения. Применяется для лакировки вы соковольтных проводов зажигания марки ПВЛ;
4) н и т р о л а к №5Т (ТУ МХ.П 908—41). Содержание сухого остатка — не менее 28,5%. Этот лак маслостоек. Применяется для лакировки автотракторных проводов низкого напряжения.
К а б е л ь н ы е л а к и н а о с н о в е э т и л ц е л л ю - л о з ы представляют собой растворы этилцеллюлозы и пласти фикатора в органическом растворителе. К этой группе относятся:
1) л а к ЭДП-2 (ТУ МХП 1488-47). Это светлый прозрачный
вязкий раствор (вязкость по шариковому |
способу — не менее |
150 сек). Содержание сухого остатка — не |
менее 35%. Пленка |
лака морозоустойчива и малогорюча, бензо-, масло- и водоустой чива. Применяется для лакировки проводов низкого напря жения;
2) л а к ЭКЛ-1 (ТУ МХП 2375-50)— этилцеллюлозный ка бельный лак. Представляет собой раствор этилцеллюлозы и пла стификатора в смеси органических растворителей, слегка желто
ватого |
цвета. Вязкость по |
шариковому |
способу — 35 |
сек при |
20° С. |
Содержание сухого |
остатка — не |
менее 28 %. |
Скорость |
высыхания при 80° С — 5 мин. При температуре ниже 0° С рас творитель замерзает, лак расслаивается. Перед применением замороженного лака его следует прогреть при 20—25° С и тща тельно размешать. Применяется для лакировки хлопчатобумажной
ишелковой изоляции ряда монтажных проводов.
Впоследнее время кабельной промышленностью США приме няется термостойкий лак на основе сополимера винилиденфторида (СН2 = C F2) и гексафторпропилена (CF3 — CF = CF2). Данный сополимер, известный под маркой в а й т о н А, имеет линейное
строение (. . . — СН2 — CF2 — CF2 — CF — . . .) и отличается
I
CFg
высоким сопротивлением действию растворителей и масел при температурах выше 200° С.
В СССР аналогичный лак известен под м а р к о й Ф-26. Растворителем для него служит смесь ацетона, этилацетата (СН3СООС2Н5 — ОСТ НКПП 528) и бутилацетата (СН3СООС4Н9 — ОСТ НКПП 528).
Пленка лака Ф-26 обладает высокими механическими свой ствами (прочность на разрыв — 110 кПсмг, относительное удли нение при разрыве — 400%), нулевой влагопоглощаемоетью, низкой паропроницаемостью (8 10~9 г!см-час мм рт. ст.) и боль шой термостойкостью (эластические свойства пленки не ухуд шаются после старения в термостате в течение 300 час при 135° С). Указанный лак применяется в качестве покровного лака.
В ряде случаев лаковая изоляция провода усиливается допол нительным слоем эмали на основе термопластичных смол. Допол нительный слой может быть наложен на эмальпровода с любой изоляцией — масляной, полиуретановой, полиамидной и др. При менение проводов с двухслойным покрытием значительно повы шает надежность в эксплуатации таких узлов электрических приборов, телевизорЪв и радиоприемников, как бескаркасные многовитковые катушки, обычно выполняемые из эмальпроводов.
Лучшими материалами для дополнительного термопластичного покрытия являются п о л и в и н и л а ц е т а т н ы е :
-------СН2—С Н -С Н 2—СН-------
I I
О—СОСН3 О—СОСН3)
и п о л и б у т и л м е т а к р и л а т н ы е с м о л ы :
с н 3 с н 3
. I I
------ СН2—С — с —с н 2-------
I |
I |
с о |
с о |
! |
I |
Н9С4—о |
О—С4Н9 |
Эмальпровода с дополнительным слоем термопластичной изо' лядии обладают высокими механическими и электрическими свой ствами: при толщине дополнительного слоя 40 мк пробивное напряжение эмальпровода колеблется в пределах 5200—6500 в и среднее число ходов иглы прибора равно 122.
При описании лаков, применяемых в кабельной промышлен ности, мы следовали классификации, основанной на различии химического состава лаковой пленки. Другим видом классифи кации является деление лаков по их назначению. С этой точки зрения различают три основные группы лаков:
1)пропиточные;
2)покровные;
3)подклеивающие.
П р о п и т о ч н ы е л а к и служат главным образом для пропитки обмоток и оплеток проводов и кабелей с целью улучше ния их влаго- и нагревостойкости, механических, электрических и иных свойств.
П о к р о в н ы е л а к и выполняют защитные функции. Лаковая пленка, наложенная на поверхность той или иной изо ляции, должна защищать ее от действия химических реагентов, смазочных масел, бензина, озона и т. п. Иногда покровный лак пигментируется, чтобы получить более прочное лаковое покрытие.
П о д к л е и в а ю щ и е л а к и в основном предназначены для подклейки к токопроводящей жиле или кабельной заготовке волокнистых и порошкообразных материалов (например, измель ченной слюды).
Указанная классификация является в известной мере условной, так как одни и те же лаки в зависимости от марки провода выпол няют функции и пропиточного, и покровного или пропиточного и подклеивающего лаков. Например, к пропиточным лакам сле дует отнести отечественные лаки К-44, К-47, МК-4, МК-4У, МК-6, хотя в ряде случаев они применяются как подклеивающие
лаки. Лаки на глифталевой основе служат для подклейки дельтаасбестовой изоляции к токопроводящей жиле. Однако глифталевые лаки применяются также в качестве пропиточных для дельтаасбестовой и стекловолокнистой изоляции. Этилцеллюлозные лаки могут рассматриваться и как покровные, и как пропиточные лаки.
К покровным изоляционным лакам следует отнести:
а) лаки, применяемые для защиты резиновой оболочки от дей ствия озона, минеральных масел и других материалов нефтяного происхождения.
б) лаки, наносимые на металлические оболочки для защиты их от коррозии,
в) лаки, применяемые в производстве лакотканей и стеклолакотканей.
Г Л А В А П Я Т Н А Д Ц А Т А Я
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
15-1. Флюсы
Флюсы применяются при сварке и пайке меди и алюминия. Их назначение — раствбрить имеющуюся на соединяемых метал лических поверхностях окисную пленку и перевести ее в шлак, чтобы получить крепкий сплошной шов в месте пайки’ (сварки).
Флюсы можно |
разделить на две группы. |
Ф л ю с ы п е |
р в о й г р у п п ы характеризуются активным |
воздействием на пленку окисла. К ним относятся: хлористый цинк, борная кислота, бура, тетрафторборат калия, флюсы ЛТИ, 34А, Ф59А и др.
Парафин принадлежит к ф л ю с а м в т о р о й г р у п п ы . Он не взаимодействует с окисной пленкой, а лишь покрывает предохранительным слоем очищенный от окиси металл.
Среднее положение среди флюсов занимает канифоль. При высокой температуре пайки содержащиеся в ней органические смоляные кислоты взаимодействуют с окисной пленкой, но в ос
новном защитная |
способность |
канифоли |
аналогична парафину. |
В последнее время при пайке алюминия применяется у л ь |
т р а з в у к о в о й |
с п о с о б , |
сущность |
которого заключается |
в механическом разрушении окисной пленки под влиянием ультра звуковых колебаний.
Флюс, применяемый при сварке меди проволокой, легирован ной фосфором, имеет следующий весовой состав:
Бура (Na2B40 7) |
7% |
Борная кислота (Н3В 03) ......................................................... |
10% |
Поваренная соль (NaCl) ..................................................... |
20% |
При сварке обычной медной проволокой используют флюс, состав которого следующий:
Бура (Na2B40 7) |
(Н3..........................................................................В03) |
50% |
Борная кислота |
35% |
Кислый фосфорнокислый натрий (Na^HPOp..................... |
15% |
Втабл. 15-1 приведен состав флюса для пайки меди и ее сплавов со сталью.
|
|
|
|
Таблица 15-1 |
Флюсы для пайки меди и ее сплавов со сталью |
|
|
|
Химический состав, % |
|
Темпера |
Марки флюса |
|
|
|
|
тура |
K BF4 |
Na2B40 7 |
|
KF |
плавле |
|
|
ния, °С |
Тетрафторборат калия |
70±2 |
30±2 |
35±2 |
42+2 |
300 |
№ 209 |
23+2 |
--- |
500 |
№ 284 |
40+2 |
— |
25±2 |
35+2 |
300 |
Для пайки мягкими припоями применяют ряд флюсов марки ЛТИ. Из них наибольшее распространение получил флюс марки ЛТИ-120, представляющий собой спиртовый раствор канифоли с добавками триэтаноламина и диэтиламина. Состав этого флюса следующий:
Этиловый спирт...................................................................... |
63—74% |
Канифоль ............................................................................. |
20—35% |
Солянокислый диэтиламин................................................. |
3—5% |
Триэтаноламин..................................................................... |
1—2% |
Алюминий и его сплавы трудно поддаются пайке вследствие наличия на поверхности металла окисной пленки, которая не восстанавливается обычными флюсами и, будучи удалена, почти мгновенно образуется вновь. Поэтому при пайке алюминия и его сплавов используют флюсы, обладающие большой активностью. Одним из таких флюсов служит ф л ю с № 34А (ТУ МХП 3930-53). По своему составу он является смесью хлористых и фтористых солей металлов (см. табл. 15-2).
Характеристики новейших флюсов для пайки алюминия ука заны в табл. 15-2.
Флюсы для пайки алюминия Химический состав, %
|
|
|
|
|
|
|
^ « «л |
|
|
|
|
|
|
|
v * со |
Марки флюса |
|
|
|
|
N |
и |
S ь |
|
|
у |
И- |
|
* < |
|
и |
V |
О |
|
н О, |
|
cd |
я |
|
X |
3 |
Z |
с |
ТЗ |
в v: |
|
N |
О |
|
(!) * |
№ 34А |
50 |
32 |
10 |
8 |
— |
_ |
—. |
Ф380А |
47 |
38 |
5 |
10 |
№ 17 |
51 |
41 |
— |
— |
_ |
_ |
8 |
Ф370А |
47 |
38 |
5 |
— |
10 |
__ |
— |
Ф220А |
— |
— |
— |
90 |
— |
8 |
—- |
Таблица 15-2
смесь фторидов** |
Температура плавления, •С |
|
420 |
— |
380 |
— |
380 |
— |
370 |
2 + 0 ,1 |
220 |
*Состав эвтектики: 46% KF и 54% A1F3.
**Состав смеси фторидов; 29% LiF, 59% KF и 12% NaF.
После пайки алюминия должна быть обеспечена тщательная промывка места пайки проточной водой.
Для пайки алюминия мягкими припоями разработан ряд некоррозийных флюсов. Состав и характеристики этих флюсов даны в табл. 15-3.
|
Некоррозийные флюсы для пайки алюминия |
Таблица 15-3 |
|
|
|
Марки флюса |
|
Химический состав, % |
|
|
Cd (B F4)2 |
Zn (B F4)2 |
N H 4B F 4 |
N (C,H4O H ), |
|
|
|
Ф 5 4 А ................................. |
10 |
2,5 |
8 |
Остальное |
|
Ф 5 9 А ................................. |
10 |
5 |
» |
|
Ф 6 1 А ................................. |
|
10 |
8 |
4 |
Основой рецептуры, как видно из таблицы, является аминоспирт — триэтаноламин. Температурный интервал флюсов, ука занных в табл. 15-3, находится в пределах 150—320° С. При более высоких температурах данные флюсы неприменимы (обугли ваются).
Флюс Ф59А обеспечивает пайку алюминия всех марок. Пайка производится припоями П300А, П250А, П200А, П170А или
П150А.
15-2. Клеи
Клеи, т. е. растворы высокомолекулярных органических веществ, служащие для соединения различных материалов, имеют сравнительно ограниченное применение в производстве проводов и кабелей.
Функции клеев в ряде случаев выполняют подклеивающие лаки (см. § 14-9). Распространенным способом склеивания поверх ностей является применение невулканизованных свежевальцованных пленок. В частности, кремнийорганические резины склеи ваются пленками из невулканизованных кремнийорганических резиновых смесей с последующей вулканизацией. Полиамиды склеиваются пленками из полиуретана. Полиэтилентерефталат склеивается полиакрилатами, хлоркаучуком, полихлоропреном. Хорошей адгезией к полистиролу отличаются полиакрилатные и полиметакрилатные полимеры. Склеивание полистирола дости гается также обработкой склеиваемых поверхностей бензолом, толуолом, ксилолом, хлорбензолом, трихлорэтиленом. Для склеи вания поливинилхлорида рекомендуются: поливинилхлорид, хло рированный поливинилхлорид, полимеры простых и сложных виниловых эфиров, винитекс (сополимер винилхлорида и вини-
лидеихлорида), хлоркаучук, полиуретаны.
Втабл. 15-4 дана сравнительная оценка адгезионной способ ности клеев и лаков по отношению к различным материалам.
Из других клеев в кабельной промышленности нашли приме нение клеи марки БФ-2, БФ-4 и БФ-6. Исходным веществом для получения перечисленных клеев служат феноло-формальдегидно- поливинилбутиральные смолы.
К л е й БФ-6 (ТУ МХП 1726-52) дает наиболее эластичный шов. Он применяется, например, в производстве антивибрацион ных кабелей (марки АВК) для приклеивания мелкодисперсного графита поверх изоляции.
К л е й |
БФ-2 |
(ТУ МХП 1367-49) дает наиболее жесткий и |
термостойкий шов. |
К л е й |
БФ-4 |
(ТУ МХП 1367-49) по своим свойствам занимает |
среднее положение между этими клеями.
Пленки клея марки БФ не должны давать трещин после вы
держки в течение 2 час |
при |
температуре |
—60° С. Нагревостой- |
кость клея БФ-4 равна |
180° С. |
|
|
|
Электрические свойства пленок на основе клеев БФ-2 и БФ-4 |
приведены в табл. 15-5, |
а механические свойства — в табл. |
15-6 |
и 15-7. |
|
|
|
Таблица |
15-5 |
|
|
|
|
Электрические свойства пленок из клеев БФ-2 и БФ-4 |
|
Наименование показателей |
Размерность |
БФ-2 |
БФ-4 |
Электрическая прочность:
висходном состоянии:
при 20° С |
..................................... кв/мм |
78 |
98 |
» 90° С |
.....................................час пребывания |
60 |
50 |
после 24 |
43 |
48 |
в воде ..................................... |
» |
Удельное объемное сопротивление:
висходном состоянии при
20° С ......................................... |
ом*см |
5,8-1014 |
1.5-1015 |
после 24 час пребывания |
» |
5,0-10“ |
5,3- 1012 |
в воде ..................................... |
Прочность клеевого шва |
|
Таблица 15-6 |
|
|
Наименование склеиваемых материалов |
М арка клея |
Временное сопро |
тивление сдвигу, |
|
|
|
кГ/см* |
Сталь — сталь .....................................
Чугун — чугун .....................................
Дюралюминий — дюралюминий . ...
Латунь—л а т у н ь .....................................
Медь — медь.............................................
Металл — полистирол .........................
Керамика — полистирол....................
Фенопласты — фенопласты................
Металл — поропласт.............................
Фенопласты — полистирол................
БФ-2, БФ-4 |
200—350 |
БФ-2 |
150—300 |
БФ-2 |
150—300 |
БФ-2 |
150—250 |
БФ-2 |
150—200 |
БФ-4 |
40—50 |
БФ-4 |
110—140 |
БФ-2, БФ-4 |
150—200 |
БФ-4 |
27—38 |
БФ-4 |
40 -50 |