Что такое премиксы
Основной частью любого автоматического выключателя является корпус. Он несет функции размещения и крепления других элементов выключателя, а также сохранения целостности и геометрии устройства.
В силовых автоматических выключателях при гашении дуги ток короткого замыкания может превышать 100 кА, при этом за время порядка 0,01сек выделяется значительное количество энергии.
Для того, чтобы автоматический выключатель переносил нагрузки в момент коммутации без разрушения, отвечал требуемым электроизоляционным характеристикам, первостепенное значение имеют свойства и качество материала, из которого изготовлен корпус.
Материал должен быть прочным, жестким, трудновоспламеняемым, иметь высокую теплостойкость, атмосферостойкость, обеспечивать стабильность размеров изделия, обладать высокими диэлектрическими характеристиками, в том числе высокой дугостойкостью.
Прочность, жесткость, трудновоспламеняемость - характерные качества металла. Электроизоляционные свойства и стойкость к коррозии - характерные качества пластмасс. Как совместить эти характеристики в одном материале? Как укоротить производственную цепочку, уменьшить количество технологических операций и, соответственно, затраты на оборудование?
Материалами, способными перерабатываться в изделие с меньшим числом технологических операций, чем металл, являются полимерные композиционные материалы.
Премиксы DMC
В начале 70х годов ХХ века, благодаря разработкам химиков фирмы BAYER в Европе и США появились тестообразные термореактивные полимерные материалы на основе ненасыщенных полиэфирных смол, упрочненные стекловолокном, формующиеся в закрытой нагретой форме. Эти материалы получили название - ДMC / DMC (сокращение от англ. bulk moulding compound и dough moulding compound) или премиксы. Благодаря своим свойствам и высокой производительности процесса переработки, премиксы получили широкое распространение для производства корпусов низковольтной аппаратуры, корпусов автомобильных фар и деталей бытовой техники. Переработка премиксов ведется прессованием на гидравлических прессах, высокопроизводительным литьем под давлением на литьевых машинах реактопластавтоматах.
Свойства материалов, Премиксы | ||||
Материал | Сталь | Al, Mg | Термопласт | Премикс(DMC/ВМС) |
Интегрирование деталей | --- | + | +++ | +++ |
Коэффициент использования материалов | --- | + | +++ | +++ |
Корозионностойкость | --- | --- | ++ | +++ |
Прочность | +++ | ++ | --- | ++ |
Жесткость | +++ | +++ | --- | ++ |
Вес | --- | --- | +++ | +++ |
Трудновоспламеняемость | +++ | ++ | --- | ++ |
Термостойкость | +++ | ++ | --- | ++ |
Повторное использование | ++ | ++ | ++ | --- |
Электромагнитная проницаемость | --- | --- | +++ | +++ |
+++ положительно, --- отрицательно
Ежемесячно в России для изготовления корпусов низковольтной аппаратуры перерабатываются сотни тонн полимерных композиционных материалов (комплект корпусных деталей одного изделия может весить от нескольких десятков грамм до десяти килограмм и более) на основе как термопластов, так и реактопластов.(Термопласты могут повторно при нагревании переходить в текучее состояние. Реактопласты находятся в нем только один раз при переработке в изделие с образованием трехмерной сшитой структуры.)
Еще 5-7 лет назад приблизительно половину объема отечественного рынка реактопластов составляли фенопласты, единственными преимуществами которых является низкая цена, недостатками же - горючесть и низкая прочность. Оставшаяся часть рынка делилась между различными стекло наполненными материалами (премиксы, стекловолокниты АГ4, ДСВ, и др.)
Развивающаяся конкуренция на рынке электротехнической продукции, а так же ориентация на международные стандарты все чаще приводят конструкторов предприятий к техническим решениям по замене фенопластов на стеклонаполненные композиционные материалы (в т.ч. премиксы) для изготовления корпусных деталей электротехнического назначения.
В последнее время в электротехнической промышленности премикс используется взамен АГ4, ДСВ, ГСП по причине высокой технологичности в переработке и более низкой цены.
Немного подробнее об отечественном премиксе
В отличие от зарубежных, отечественные производители изготавливают в основном премикс без использования летучих растворителей (стирол и др.) учитывая экологические требования (переработка стирольных материалов предусматривает наличие дополнительных вентиляционных систем, а так же закрытого оборудования) и протяженность нашей страны (доставка материала по железной дороге из центрального региона до Восточной Сибири занимает несколько недель).
Премикс DМС изготавливается на основе ненасыщенных полиэфирных смол, рубленого стекловолокна, порошкообразного минерального наполнителя и других добавок. Большое содержание наполнителей обеспечивает жесткость и прочность. Высокая текучесть в форме позволяет получать мелкогабаритные тонкостенные детали сложной конфигурации. Специальные добавки придают материалу специфические свойства: трудногорючесть, тропикостойкость, антистатические свойства.
Премиксы отличают малая усадка и повышенная скорость отвердевания, что обеспечивает товарный внешний вид и точность размеров. Материал масло и бензостоек, невзрывоопасен. Детали из премикса могут эксплуатироваться в диапазоне рабочих температур от 60°С до +130°С. Премикс применяется для изготовления деталей взрывозащищенного оборудования.
Гарантийный срок хранения премикса, изготовленного на бесстирольных смолах при температуре +25°С - 4 месяца со дня изготовления. Практика показывает, что при температуре +25°С премикс хранится 1 год без потери технологичности. Премикс, изготовленный на стирольных смолах, может храниться в герметичной упаковке при температуре 25°С не более месяца.
Дугостойкость прессматериалов | |||||
Прессматериал | DMC ТУ 2253-013- 00204961-01 | ДСВ ГОСТ 17478-95 | Фенопласт ГОСТ 28804-90 | Аминопласт ГОСТ 9359-80 | АГ ГОСТ 20437-89 |
Показатель дугостойкости, сек | Не менее 200 | 160-180 | Не указан | 190 | Не указан |
Условное обозначение марки премикса состоит из трех частей, сорта и обозначения технических условий (ТУ 22530130020496101, разработчик ОАО «Тверьстеклопластик»).
Первая часть: буквы «DМС» обозначают тип прессматериала (англ. dough moulding compound - тестообразный формовочный компаунд)
Вторая часть: цифры: 10, 18, 20, 30 - максимальная доля стекловолокна в процентах.
Третья часть: буквы, обозначают:
М - с малой усадкой (до 0,02 %),
К - с повышенной текучестью,
О - пониженной горючести,
Т - тропикостойкий,
В - повышенная прочность изделия из этого материала,
Р - с повышенной реакционной способностью (скоростью отвердевания).
В настоящее время комбинируя эти свойства существуют следующие марки премиксов:
DМС-20-РМ- предназначен для переработки в изделия конструкционного, электротехнического и общетехнического назначения методами прессования и литья под давлением;
DМС-30-B- материал повышенной прочности предназначен для переработки в изделия конструкционного, электротехнического и общетехнического назначения методом прессования;
DМС-20-ОРМТ- предназначен для изготовления методом прессования деталей конструкционного, электротехнического назначения пониженной горючести;
DМС-30-ОРМТ- предназначен для изготовления конструкционных деталей в пожаробезопасном исполнении с повышенными физикомеханическими показателями;
DМС-18-Т- предназначен для переработки прессованием и литьем под давлением в изделия электротехнического назначения, имеющих сложный контур, разнотолщинность или тонкие стенки (12 мм);
DМС-10-РКМ- предназначен для опрессовки катушек соленоидов.
Производители премиксов и готовой низковольтной аппаратуры на европейский рынок сталкиваются с определенными трудностями. Однако, в числе причин, подталкивающих конструкторов и топ-менеджеров предприятий и энергосистем Европы к ориентации на собственные прессматериалы, рассматривается также и социальный аспект вопроса. Производство конструкционных пластмасс и изделий из них - это рабочие места и налоги, остающиеся в государстве.
Д.О. БУДНИКОВ.
Физико-механические поазатели премиксов DMC | ||||||
Наименование показателей | DMC-20- PM | DMC-30- B | DMC-10- PKM | DMC- 18-T | DMC-20-OPMT | DMC-30- OPMT |
Изгибающее напряжение при разрушении, МПа (кгс/смІ), не менее | 100 (1000) | 130 (1300) | 60 (600) | 80 (800) | 100 (1000) | 110 (1100) |
Ударная вязкость, кДж/мІ (кгс/смІ) не менее | 30 (300) | 35 (35) | 10 (10) | 20 (20) | 30 (30) | 30 (30) |
Электрическая прочность при частоте 50Гц, кВэфф/мм, не менее | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Водопоглащение при t°=(23±2) С за (24±1)часа, % не более | 0,08 | 0,08 | 0,08 | - | 0,08 | 0,08 |
Линейная усадка, % не более | 200 | 200 | 80 | 180 | 200 | 200 |
Теплостойкость по Мартенсу, °С, не менее | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
Дугостойкость, сек., не менее | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 |