Раздел 2. Неметаллические авиационные материалы. Тема 2.6

Раздел 2. Неметаллические авиационные материалы.
Тема 2.6. Пленкообразующие материалы (часть 1).
План лекции:
1. Общие сведения о лакокрасочных материалах.
2. Электроизоляционные лаки и эмали.
Литература и источники информации:
[6] с.177-190
[8] c. 145-174
1
Лакокрасочные покрытия предохраняют металлы от коррозии, текстильные и деревянные
детали от действия воды, гниения и увеличивают прочность тканей. Некоторые виды
лакокрасочных покрытий в зависимости от назначения имеют электроизоляционные или
полупроводящие свойства. В состав лакокрасочных материалов входят:
1) пленкообразующее вещество (растительные масла, смолы, эфироцеллюлозы и др.) —
основа, связующий компонент пигментов и наполнителей, обладающее хорошим
сцеплением с окрашиваемой поверхностью и не вызывающее коррозии металлов;
2) растворители (скипидар, ацетон, бензин, стиролы и др.) - бесцветные жидкости,
органического происхождения, необходимые для растворения пленкообразующих
веществ;
3) пигменты (алюминиевая пудра — серебряные, цинк и свинец — белые, охра — желтые,
лазурь — синие, оксид хрома — зеленые, железный сурик — коричневые, сажа - черные)
— нерастворимые красящие вещества, повышающие защитные свойства пленки;
4) наполнители (гипс, мел, каолин, тальк) — позволяют экономить на пигментах, повышают
прочность пленки, матируют поверхность;
5) пластификаторы (касторовое масло, дибутилфталат и др.) - улучшают гибкость и
пластичность пленки;
6) сиккативы (перекись свинца, кобальта, марганца) — ускорители высыхания.
Рис.1. Покраска фюзеляжа самолета Boeing 787 Dreamliner.
Лакокрасочные материалы различают по виду:
1. Лак — раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде,
образующий после высыхания твердую прозрачную однородную пленку.
2. Краска — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в олифе, масле,
эмульсии, латексе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку.
3. Порошковая краска — сухая композиция пленкообразующего вещества с пигментами и
наполнителями, образующая после сплавления, охлаждения и отверждения твердую
непрозрачную пленку.
4. Эмаль — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в лаке, образующая
после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой
поверхности.
5. Грунтовка — суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями в связующем
веществе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку с хорошей
адгезией к подложке и покрывным слоям.
6. Шпатлевка — густая вязкая масса, состоящая из смеси пигментов с наполнителями в
связующем веществе, предназначенная для заполнения неровностей и сглаживания
окрашиваемой поверхности.
Свойства лакокрасочных материалов и покрытий:
вязкость
(влияет
на
способ
нанесения
окунанием,
пульверизатором, кистью, шпателем); прилипаемость (адгезия);
укрывистость (кроющая способность — количество граммов
материала, минимально потребляемого для укрытия 1 м 2);
удельный расход; сухой остаток (количество лакокрасочного
материала, которое остается в пленке после ее высыхания —
важно для определения увеличения массы изделия, воздушного
судна после окраски); блеск (глянец, матовая поверхность —
влияет на устойчивость покрытия и скорость разрушения от
воздействия окружающей среды); толщина (влияет на
защитные и механические свойства покрытия); эластичность
(влияет
на
долговечность
покрытия,подверженность
отслоению); стойкость к воздействию окружающей среды
(определяет качество покрытия); время высыхания (до потери
липкости и до полного высыхания).
В зависимости от назначения лакокрасочные материалы классифицируют на:
1) атмосферостойкие (эксплуатируются на открытых площадках);
2) ограниченно атмосферостойкие (эксплуатируются по навесом, внутри помещений);
3) водостойкие;
4) специальные (стойкие к рентгеновским и другим излучениям, светящиеся,
терморегулирующие, противообрастающие, для пропитки тканей, окраски кожи, резины,
пластмасс и др.);
5) маслобензостойкие;
6) химически стойкие (стойкие к воздействию кислот, щелочей и их паров);
7) термостойкие;
8) электроизоляционные (подвергающиеся воздействию электрических напряжений,
электрической дуги и поверхностных разрядов).
Природа окрашиваемой поверхности определяет адгезию лакокрасочного покрытия.
Адгезионная способность некоторых металлов в порядке убывания следующая: никель,
сталь,железо, медь, латунь, алюминий, олово, свинец. Состояние окрашиваемой поверхности
значительно влияет на качество будущего лакокрасочного покрытия. Наличие следов коррозии на
поверхности окрашиваемого металла усиливает процесс коррозии в несколько раз. Различные
жировые загрязнения поверхности, пыль, влага снижают прилипаемость покрытия. Качество
покрасочных работ получается высоким лишь при выполнении всех стадий технологического
процесса покраски:
1) подготовка поверхности;
2) грунтование;
3)
4)
5)
6)
шпатлевание;
шлифование;
нанесение краски;
сушка.
Рис.2. Шпатлевание поверхности перед нанесением краски.
Для удаления старых лакокрасочных покрытия используют смывки, различные для
конкретных лакокрасочных покрытий. Смывка наносится на поверхность кистью, щеткой (в
некоторых случаях пульверизатором). Разбухшее покрытие удаляют щеткой, неметаллическим
скребком, ветошью, шпателей, после чего поверхность протирают лекголетучим растворителем
(уайт-спирит, скипидар, сольвент, ксилол, ацетон).
2
Электроизоляционные лаки классифицируются по назначению (пропиточные, покрывные,
клеящие), режиму сушки (горячая, печная и холодная, воздушная) и химическому составу
(маслосодержащие, на основе модифицированных и немодифицированных синтетических
полимеров, на основе природных смол и эфиров целлюлозы). Классификация по назначения
условна и не исключает применения одного и того же лака по различным назначениям.
Пропиточные лаки применяются для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов,
в производстве электроизоляционных лакотканей. Пропитка обмоток осуществляется с целью их
цементации (предотвращает смещение витков), повышения влагостойкости и нагревостойкости
изоляции, улучшения ее теплопроводности, электрической прочности и замедления процесса
старения. Лаковая пленка достаточно эластична, чтобы допускать расширение и сжатие обмоток
при колебаниях температуры и слабую вибрацию проводников при пуске и остановке
электродвигателя.
Рис.3. Пропиточные электроизоляционные лаки (для печатных плат, трансформаторов, электрических машин).
Например, лак марки КО-991-1 (кремнийорганический) применяется для пропитки обмоток
электрических машин и аппаратов, лак марки КО-926 (кремнийорганический) — при
изготовлении стеклотекстолита, БT-963
электроизоляционных стеклолакотканей.
(битумно-малсяный)
—
при
изготовлении
Рис.4. Поперечный разрез статора электрической машины
(лак заполняет полость паза и при запекании скрепляет проводники).
Покрывные лаки предназначены преимущественно для создания защитного
электроизоляционного покрытия на пропиточных обмотках, а также для покрытия металлов,
различных электроизоляционных деталей из гетинакса, текстолита и других материалов (сюда не
входят лаки для обмоточных проводов). Например, лак марки ЭЦ-9101 (этилцеллюлозный
пластифицированный) применяется для лакировки оплеток монтажных проводов, УР-976
(полиуретановый) — для получения влагостойкого электроизоляционного покрытия, КО-990
(кремнийорганический) — для защиты печатных плат, изготовленных на высокочастотных
диэлектриках (наносится по адгезионному подслою), ЭП-9114 (эпоксидный) — защита печатных
узлов, эксплуатируемых при температурах от -60 С до +125 С.
Рис.5. Эмалированные лаком алюминиевые провода прямоугольного сечения.
Покрывные электроизоляционные эмали предназначены для защиты поверхностей
различных деталей электрических машин и аппаратов. Полупроводящие эмали предназначены
для противокоррозийной защиты высоковольтной изоляции. Например, эмаль марки ПФ-954
(пентафталевая) применяется как защитно-декоративное покрытие резисторов, конденсаторов и
других радиодеталей, ГФ-952 (масляно-алкидная) — как покрытие углеродистых постоянных
резисторов и терморезисторов для электрической изоляции проводящей поверхности и защиты
ее от действия влаги и механических повреждений, КО-97 (кремнийорганическая) — как
защитное покрытие p-n-переходов и кристаллов полупроводниковых приборов, КО-959
(кремнийорганическая) — как покрытие проводов и кабелей, эксплуатируемых при температурах
от -60 С до +250 С.
Рис.6. Медный провод круглого сечения покрытый эмалью.
Клеящие лаки применяются в производстве слюдяных материалов (миканитов, микаленты и
стекломикаленты), пленочных и других композиционных материалов, а также для склеивания
листов расслоенных магнитопроводов. Например, лак марки ГФ- 937 (масляно-алкидный)
применяется при изготовлении микаленты и стекломикаленты, ГФ-996 (алкидный) — для клейки
пакетов малогабаритных статоров и якорей машин и аппаратов, пакетов трансформаторов,
КО-946 (кремнийорганический) — для изготовления гибких стеклослюдинитовых материалов.
Лаки также применяются для эмалирования проводов. Наибольшее распространение
получили синтетические лаки. Например, лак марки ФЛ-9136 (фенольный) применяется при
изготовлении медный эмалированных проводов ПЭЛ класса А (105 С), УР-9119
(полиуретановый) — при изготовлении круглых эмалированных лудящихся проводов ПЭВЛ
класса Е (120 С), ФА-97 (фенолалкидный) — при изготовлении медных и алюминиевых
проводов со стекловолокнистой и эмалевостекловолокнитсой изоляцией круглого и
прямоугольного сечения класса F (155 С).
Рис.7. (1) пропитка лаком обмоток электрической машины окунанием в вакууме и под
давлением; (2) стекломикалента.