Различают эпоксидные смолы (и компаунды) холодного и горячего отверждения в зависимости от температуры заливки.
Для получения литой изоляции аппаратов высокого напряжения, например трансформаторов тока, пользуются преимущественно эпоксидными компаундами горячего отверждения, поэтому ниже будет дано краткое описание технологического процесса изготовления литой изоляции лишь с компаундом этого типа.
Перед заливкой подготавливается литьевая форма с необходимыми вкладышами (сердечники трансформатора тока, обмотки, заливаемые крепежные детали и т. д.) — см., например, рис. 17-5. Форма предварительно покрывается изнутри раствором кремний-органической) каучука в толуоле и подсушивается. Она собирается со вкладышами, последние фиксируются в нужном положении. Щели формы промазываются какой-либо замазкой. Форма с вкладышами нагревается до 120° С.
Одновременно подготавливается смесь эпоксидной смолы с наполнителем (например пылевидным кварцевым песком). Смола и песок, предварительно нагретые до 120—130° С, смешиваются в котле с мешалкой при подогреве. Смесь вакуумируется для удаления пузырей воздуха. Добавляется отвешенная и расплавленная порция отвердителя (при 120° С), все тщательно перевешивается и еще раз вакуумируется, после чего немедленно приступают к заливке формы через предусмотренные в ней литники.
При высоких требованиях к качеству отливки рекомендуется производить заливку также под вакуумом (форму помещают в вакуум-котел).
Эпоксидная смола с наполнителем может находиться в расплавленном состоянии весьма длительное время; она может быть охлаждена до твердого состояния и вновь расплавлена без ухудшения ее физических и технологических свойств. Однако, как только к смоле добавляют отвердитель, срок годности или, как говорят, «срок жизни» полученного компаунда становится строго ограниченным.
По истечении этого срока смола густеет и становится уже непригодной к заливке; в дальнейшем смола превращается в твердое тело (все это при неизменной, достаточно высокой температуре). Срок годности зависит от сорта смолы и от температуры, а также от применяемых отвердителей.
При температуре 120—130° он находится в пределах 0,5—1 час, при температуре 160° он очень мал.
Заливка должна быть закончена до истечения срока жизни компаунда. Литейный котел или ковш должны быть очищены (с помощью растворителя) от остатков компаунда до истечения его срока жизни.
При заливке компаундов горячего отверждения следует наблюдать, чтобы температура компаунда на всем пути заливки (в ковше, в кране, в соединительной трубочке, в литьевой форме и т. п.) не была ниже минимальной температуры. Для некоторых употребительных сортов отвердителей эта температура может составлять 115—120°. Дело в том, что при охлаждении компаунда этот отвердитель может сразу выпасть из раствора в виде кристаллов. Если в дальнейшем температура компаунда и будет повышена, отвердитель останется в виде вкраплений в массе смолы (поскольку масса будет уже залита в форму и перемешивание будет невозможно). В результате получится отливка с неоднородной структурой и резко пониженными механическими и электрическими свойствами.
После заливки форму с компаундом помещают в термостат, где отливка подвергается процессу полимеризации (запечке) при температуре 120—130° С в течение 24 часов или более. В случае надобности форма может быть снята несколько ранее (например, через 12 часов, так как отливка к этому времени уже затвердеет); дальнейшая запечка при этом может продолжаться без формы.
Удобным оказался следующий технологический процесс.
Эпоксидная смола и инертный наполнитель в строго определенной пропорции периодически загружаются в большой котел с мощной механизированной мешалкой и подогревом (рис. 17-1, а). Этот котел заполнен рабочей смесью смолы и песка в течение всей смены; смесь периодически перемешивается и вакуумируется. Из этого котла по мере надобности горячая смесь наливается в разливочный ковш (рис. 17-1, б). Последний во время разлива ставится на весы; в ковш наливается ровно столько смеси, сколько нужно для заливки.
После этого ковш вставляется в гнездо подогревателя (рис. 17-1,в). В ковш наливается отвешенная порция расплавленного отвердителя. Надевается крышка с мешалкой и вакуум-ниппелем. Смесь тщательно перемешивается и дополнительно вакуумируется (рис. 17-1,г). Ковш ставится на заливку (рис. 17-1, д), форма заливается из ковша компаундом и поступает в термостат (рис. 17-1, е), на заливку поступают следующие по потоку ковши и формы. Пустые ковши промываются.
Суть данного способа заключается в том, что приготовление смеси «смола + песок» и приготовление компаунда в целом (с отвердителем) производятся в разных посудах: первое производится в большом котле, а второе — в маленьком ковше, рассчитанном только на одну заливку.
Рис. 17-1. Схема заливки форм эпоксидной смолой горячего отверждения с помощью вспомогательного разливочного ковша: а — смеситель; б — разливочный ковш; в — отвердитель; г — вакуумировка; д — заливка в форму; е — полимеризация в термостате.
В ряде случаев оказывается возможным вместо разливочного ковша использовать картонные ведра; последние после заливки можно просто выбросить, вследствие чего экономится время на очистку ковша.
Примерная рецептура эпоксидного компаунда горячего схватывания, например, на основе смолы «В» фирмы ЦИБА, дается в табл. 17-4.
Таблица J7-4
Примерная рецептура эпоксидного компаунда горячего схватывания
Эпоксидная смола в настоящее время еще довольно дорога, однако даже при теперешней ее стоимости, применение литой изо ляции на основе эпоксидной смолы в ряде случаев оказывается экономически выгодным, не говоря уже о значительных технических преимуществах литой изоляции.
Стоимость эпоксидной смолы при расширении ее производства несомненно будет сильно снижена.
Рис. 17-2. Схема многовиткового трансформатора тока слитой изоляцией: а — опорный многовитковый трансформатор тока; б — проходной многовитковый трансформатор тока.
