книги / Материалы кабельного производства

14-2. Растворители

Растворители представляют собой прозрачные, в большинстве случаев — бесцветные, летучие жидкости, применяемые для полу­ чения истинных или коллоидных растворов пленкообразующих веществ и смол.

Сами растворители, обеспечивая хорошую растекаемость лака по поверхности, в пленкообразовании не участвуют и полностью испаряются.

Свойства растворителей приведены в табл. 14-4.

14-3. Масляные эмаль-лаки

Эмаль-лаки представляют собой лаки на основе высыхающих натуральных масел.

В СССР рецептура масляных эмаль-лаков для кабельной про­ мышленности унифицирована (табл. 14-5).

Для предотвращения коагуляции в лаки вводят 0,2% гидро­ хинона. В Советском Союзе эмальпровода на основе масляных лаков обозначаются марками ПЭЛ или ПЭЛУ.

Несмотря на широкое применение в производстве эмальпроводов ряда синтетических смол, эмаль-лаки на основе высыхающих растительных масел до настоящего времени широко используются как в СССР, так и за границей (США, Англия, Италия и др.). Так, например-, по Британскому стандарту 1961 : 1953, изгото­ вляют 104 размера эмальпроводов с нормальной изоляцией и 53 раз­ мера с утолщенной изоляцией.

Растительные масла, входящие в состав лаков, играют роль пленкообразующих веществ. Твердость лаковой пленке придают натуральные и синтетические смолы, резинаты. Последние, кроме того, служат ускорителями процесса образования лаковой пленки

( с и к к а т и в а м и ) .

Из ископаемых смол, применяемых для изготовления изоля­ ционных масляных эмаль-лаков, лучшими являются к о п а л ы — смолы растительного происхождения. Возраст копалов исчис­ ляется тысячелетиями, в результате чего они приобрели высокую химическую стойкость и механическую прочность.

Копалы добываются главным образом в тропических районах. Наилучшим по твердости "Копалом признан занзибарский (Восточ­ ная Африка), за ним идут копалы Сьерра-Леоне, Анголы (Запад­ ная Африка), Каури (Новая Зеландия), Манилы, Бразилии.

Высокая стоимость, зависимость от импорта и уменьшение доли натуральных лаков резко ограничили область применения этой группы смол в кабельной промышленности. Вместо ископаемых копалов в настоящее время применяют искусственные и синтети­ ческие смолы, основные из которых рассмотрены ниже.

271

27 2

274

ного масла 0,003 (объемных)

применяемый в настоящее время для лака метальвии токсичный растворитель — днкрезол.

Таблица 14-5

Рецептура масляных эмаль-лаков

Р е з и н а т к а л ь ц и я представляет собой кальциевую соль абиетиновой кислоты; его получают сплавлением канифоли со свежегашеной известью-пушенкой. Он применяется в масляных эмаль-лаках.

Технические показатели резината кальция следующие:

соль абиетиновой кислоты; его получают сплавлением канифоли с перекисью марганца (пиролюзитом). Он применяется в масляных эмаль-лаках.

Технические показатели резината марганца следующие:

лежит к классу синтетических смол. Он представляет собой про­

прозрачную смолу с раковистым изломом, получаемую при раз­ гонке «живицы» — смолистого вещества, вытекающего из древе­ сины хвойных деревьев. В кабельной промышленности приме­ няются сосновая канифоль.

Свойства канифоли приведены в табл. 14-6.

Зависимость диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь канифоли от температуры показана на рис. 14-1.

2 7 6

Таблица 14-6

Свойства сосновой канифоли

скипидаре, бензоле, ацетоне, бензине, нефтяных и растительных

ляет собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 170° С, мало растворимое в воде. Гидрохинон пре­ дупреждает преждевременное свертывание масляных эмальлаков в ваннах печей.

Наибольшими защитными свойствами обладает гидрохинон, введенный в основу лака в виде раствора в бутиловом спирте (коагуляция лака наступила после 50 суток, без гидрохинона — после 6 суток).,

14-4. Синтетические лаки. Метальвин и винифлекс

Одним из видов изоляции является изоляция на основе синте­ тических лаков.

Из лаков, применяемых в кабельной промышленности, необ­ ходимо отметить:

277

Э м а л ь - л а к в и н и ф л е к с (ТУ МХП 2207-50) пред­ ставляет собой сложный ацеталь-поливинилформальэтилаль, ком­ бинированный с модифицированными смолами.

Согласно исследованиям В. И. Калитвянского, отвержденная пленка лака винифлекса имеет следующую структурную фор­ мулу:

-------СН2—СН—СН2—СН—СН2—СН—СН2—СН—СН2— с н —сн*—с н 2-------

\ /

Данная пленка при нагреве не плавится, но размягчается. Выше температуры 120° С начинается резкое падение электроизо­ ляционных свойств и интенсивное старение пленки.

и стабилизатора в мета-паракрезоле с разбавлением сольвентнафтой. В последнее время предложен заменитель мета-паракре­ зола — бензиловый спирт.

Структурная формула поливинилформаля имеет вид:

------СН -СН 2—с н —с н 2—с н —с н 2—СН—сн 2- с н —с н 2------

I 1 I I I

о —с н 2— о о н о —с н 2 —о

Метальвин должен отвечать следующим основным требова­ ниям:

Пленка лака не должна иметь вздутий и повреждений после пятиминутного кипячения ее в смеси спирта и толуола (70 : 30).

Изоляция на основе метальвина и винифлекса значительно более нагревостойка, чем эмаль-изоляция на основе растительных масел, но уступает в этом отношении полиамидоэпоксидной, полиуретановой и полиэфирной эмаль-изоляции.

278

Старение изоляции происходит особенно интенсивно при тем­ пературе 175° С; исследования показали, что 30 суток старения эмальпровода при 125° С эквивалентны 12 час старения при 175° С.

Данные по старению изоляции представлены в табл. 14-7.

Т а б л и ц а 1 4 -7

Зарубежной кабельной промышленностью с аналогичной изо­ ляцией выпускаются эмальпровода марки ф о р м е к с (США). В Англии такие же провода изготовляются по Британскому стан­ дарту 2039 : 1953,

14-5. Полиуретановые эмаль-лаки

Полиуретаны являются продуктом совместной полимеризации полиизоцианатов с веществами, в молекуле которых имеется гид­ роксил (например, полигликолями). Исходными компонентами служат диизоцианаты, гликоли, многоатомные спирты и т. д.

Из диизоцианатов в качестве исходного материала лучшим является ароматический диизоцианат — толуилендиизоцианат:

СН3

| / ^ | —NCO

NCO

Активными группами в нем служат радикалы —NCO.

Реакция образования полиуретанов протекает следующим обра­ зом: сначала этерифицируют гидроксилсодержание соединения карбоновыми кислотами — фталевой, адипиновой и др. Получен­ ные таким образом полиэфиры должны еще иметь в своем составе свободные гидроксильные группы для дальнейших реакций с диизоцианатами.

279

Отечественной кабельной промышленностью был использован полиэфир, входящий в состав лака № 976 Краснопресненского лакокрасочного завода. При эмалировании этот полимер приоб­ ретает трехмерную структуру, что делает пленку лака неплавкой

Время, сутки

Рис. 14-2. Изменение эластичности пленки эмали в процессе тепло­ вого старения.

/ —провод с полиуретановой изоляцией, старение при 150° С; 2—то же, при 180°С; 3 — то же, при 200° С; 4 — провод с поливинилацеталевой изоляцией (винифлекс), при 150° С.

и нерастворимой. В качестве растворителя был применен цикло­

гексанон.

Для получения полиуретановых эмаль-лаков может быть ис­ пользована смесь растворителей: циклогексанона, ксилола и бу-

тилацетата.

Эмалирование провода осу­ ществляется при температуре 320—330° С.

провода без предварительной очистки эмали. Так, при темпера­ туре 360° С для лужения требуется всего 2—3 сек.

Механические свойства эмальпроводов указаны в табл. 14-8.

280