Электроизоляционные лаки представляют собой коллоидные растворы различных пленкообразующих веществ в специально подобранных органических растворителях. Пленкообразующими называются такие вещества, которые в результате испарения растворителей и процессов отвердевания (полимеризации) способны образовать твердую пленку.
К пленкообразующим веществам относятся смолы (природные и синтетические), растительные высыхающие масла, эфиры целлюлозы и др. В качестве растворителей пленкообразующих веществ применяют легкоиспаряющиеся (летучие) жидкости: бензол, толуол, ксилол, спирты, ацетон, скипидар и др.
Чтобы создать электроизоляционный
лак, удовлетворяющий ряду требований, подбирают несколько пленкообразующих
веществ, которые составляют основу лака.
Для полного растворения лаковой основы и равномерного высыхания лака иногда приходится применять несколько растворителей. Для разбавления загустевших лаков в них вводят разбавители, которые отличаются от растворителей меньшей испаряемостью. Кроме того, они могут растворять лаковую основу только в смеси с растворителями. В качестве разбавителей применяют бензин, лаковый керосин, скипидар и некоторые другие жидкости.
В состав электроизоляционного лака могут еще входить пластификаторы и сиккативы. Пластификаторы — вещества, придающие лаковой пленке эластичность. К ним относятся касторовое масло, жирные кислоты льняного масла и другие маслообразные жидкости. Сиккативы представляют собой жидкие или твердые вещества, вводимые в некоторые лаки (масляные и др.), чтобы ускорить их высыхание.
При сушке слоя лака, нанесенного на какую-либо поверхность, содержащиеся в нем органические растворители улетучиваются (испаряются), а пленкообразующие вещества в результате процессов полимеризации образуют твердую лаковую пленку. Эта пленка может быть гибкой (эластичной) или негибкой и хрупкой в зависимости от свойств пленкообразующих веществ, составляющих лаковую основу.
По своему назначению
электроизоляционные лаки делятся: на пропиточные, покровные и клеящие.
Пропиточные лаки применяют для пропитки обмоток в электрических машинах и аппаратах с целью цементации (соединения) витков обмотки друг с другом, а также с целью устранения пористости в изоляции обмоток.
Пропиточный лак, проникая в поры изоляции обмоток, вытесняет оттуда воздух и после своего отвердевания делает обмотку влагостойкой. При этом повышается электрическая прочность изоляции обмотки и ее коэффициент теплопроводности. Одной из главных характеристик пропиточных лаков является их пропитывающая способность.
Покровные лаки применяют для создания на поверхности уже пропитанных обмоток влагостойких или маслостойких лаковых покрытий. К покровным лакам также относятся эмальлаки, применяемые для эмалирования обмоточных проводов, а также лаки, применяемые для изоляции листов электротехнической стали в магнитопроводах.
Клеящие лаки применяют для склеивания различных электроизоляционных материалов: листочков слюды (в производстве слоистой слюдяной изоляции), керамики, пластмасс и др. Основное требование, предъявляемое к клеящим лакам, состоит в том, чтобы эти лаки обладали хорошим прилипанием (адгезией) и образовывали бы прочный шов.
Следует заметить, что в практике бывает так, что один и тот же лак может применяться в качестве пропиточного и покровного или в качестве покровного и клеящего.
Все лаки по способу сушки делятся на две группы: лаки воздушной (холодной) сушки и лаки печной (горячей) сушки.
У электроизоляционных лаков воздушной сушки отвердевание пленки происходит при комнатной температуре. К лакам воздушной сушки относятся шеллачные, эфироцеллюлозные и некоторые другие.
У электроизоляционных лаков печной сушки отвердевание пленки возможно лишь при температурах значительно выше комнатной (от 100оС и выше). В лаках печной сушки применяют термореактивные пленкообразующие вещества (глифталевые, резольные и другие смолы), отвердевание которых обусловлено процессами полимеризации, требующими повышенных температур. Лаки горячей сушки, как правило, обладают более высокими механическими и электрическими характеристиками.
По лаковой основе электроизоляционные лаки делятся на смоляные, масляные, масляно-битумные и эфироцеллюлозные.
Смоляные лаки представляют собой растворы природных или синтетических смол в органических растворителях. К смоляным лакам относятся шеллачные, глифталевые, бакелитовые, кремнийорганические и др. Смоляные лаки могут быть термопластичными (поливинилацеталевые, полихлорвиниловые и др.) и термореактивными (глифталевые, бакелитовые и др.).
Масляные лаки представляют собой растворы растительных (высыхающих и полувысыхающих) масел в органических растворителях. К высыхающим маслам относятся тунговое и льняное масла.
Тунговое масло добывается из орешков тунгового дерева, оно быстро высыхает, образуя эластичную влагостойкую пленку. Льняное масло получается из семян льна. Уваренное до определенной плотности льняное масло служит основой масляных лаков.
В масляные лаки обычно вводят сиккативы — вещества, ускоряющие высыхание лаков. Пленки масляных лаков являются термореактивными веществами, т. е. не размягчаются при нагревании.
Область применения масляных лаков в электротехнике весьма ограничена по сравнению со смоляными лаками. Масляные лаки применяют для пропитки электроизоляционных лакотканей, эмалирования обмоточных проводов и как покровные лаки, отличающиеся стойкостью к влаге.
Масляно-битумные лаки представляют собой растворы масляно-битумных смесей в органических растворителях (скипидар, толуол, ксилол и др.). Для этого применяют битумы нефтяные и природные (асфальты). Из растительных масел применяется главным образом льняное масло.
Пленки этих лаков имеют черный цвет. Они обладают хорошими электроизоляционными свойствами, отличаются эластичностью и водостойкостью. Пленки масляно-битумных лаков термопластичны и легко растворяются в минеральных маслах и в ряде растворителей, что является их недостатком.
Масляно-битумные лаки широко применяют в качестве пропиточных лаков для обмоток электрических машин.
Эфироцеллюлозные лаки представляют собой растворы эфиров целлюлозы (нитроцеллюлоза, ацетилцеллюлоза и др.) в смеси растворителей (амилацетат, ацетон, спирты и др.). Пленки этих лаков прозрачны, имеют характерный блеск и обладают стойкостью к минеральным маслам, бензину и озону.
Эфироцеллюлозные лаки применяют преимущественно для лакирования хлопчатобумажных оплеток проводов с резиновой изоляцией — для защиты резины от действия бензина, минеральных масел и озона. К металлам эти лаки прилипают плохо. Применение эфироцеллюлозных лаков облегчается тем, что они являются лаками воздушной сушки, но область применения их в электротехнике относительно невелика.