Стеклотекстолит — особенности производства, характеристики и применение материала

Сложно представить развитие промышленности (в частности, электротехнического производства) без применения композиционных материалов.

Одним из них является стеклотекстолит.

Технология изготовления данного материала начала развиваться с конца XIX века и к настоящему времени успела значительно модернизироваться.

Сейчас на его изготовление идет вторичное сырье — отслужившая тара и стеклобой.

Добавление расплавленной стекломассы в основу для изготовления стекловолокна не ухудшает его качеств, зато решаются такие важные проблемы, как:

• сокращение количества отходов;
• экономия природных ресурсов;
• удешевление конечного продукта.

Итак, благодаря современным технологиям мы имеем такой материал, как стеклотекстолит. Остановимся подробнее на сферах его применения и особенностях производства.

Сферы применения

Стеклотекстолит – это слоистый армированный стеклопластик, волокна которого переслаиваются со связующим компонентом. В качестве полимера обычно применяют эпоксидную или полиэфирную смолу.

Стеклотекстолит — экологичный материал, отличается простотой обработки. Без применения стеклотекстолита сложно представить любое производство.

Его активно используют в следующих областях промышленности:

• электротехнической;
• металлургической;
• химической;
• сельскохозяйственной;
• нефтеперерабатывающей;
• автомобильной.

Он незаменим в производстве различных электрических деталей. Необходим этот материал при разработке панелей для кузовов грузовых и легковых автомобилей, при производстве оконных профилей и бассейнов.

Изделия из стеклотекстолита также применяют даже в крупных механизмах и системах гидро- и турбогенераторов.

Разновидности

Стеклотекстолит выпускают в разных видах. По методу производства различают односторонний (используют для выпуска простых односторонних плат) и двусторонний (используют для выпуска наиболее сложных плат) стеклотекстолит.

В зависимости от характеристик, различают конструкционные и электротехнические материалы.

Термостойкость и диапазон рабочих температур у конструкционных стеклотекстолитов значительно выше, чем у электротехнических материалов.

Отдельно выделают стеклотекстолит фольгированный — односторонний или двухсторонний — покрытый медной электролитической фольгой, производство которого регламентируется техническими условиями ГОСТ 10316 78. Толщина фольги может варьироваться от 18 мкм до 50 мкм.

Такой материал, в отличие от нефольгированного, обладает высокими электроизоляционными свойствами, легко поддается разным видам обработки (например, сверлению или резке).

Все разновидности данного стеклопластика нашли широкое применение в различных областях промышленности.

Специалисты регулярно проводят разработки новых видов материала, которые обладали бы более надежными характеристиками и были бы при этом максимально доступными по цене.

Изделия и варианты исполнения

Одним из наиболее распространенных в промышленности вариантов исполнения материала является лист различных размеров.

Листовые изделия (технические условия ГОСТ 12652-74) – это слоистый конструкционный или электротехнический пластик, за основу которого берут пропитанную эпоксидным раствором стеклоткань. Они характеризуются высокой механической прочностью.

Такие изоляционные материалы способны эксплуатироваться в разных температурных режимах (от -65 до 155 ^оС).

Стеклотекстолитовые трубы (ГОСТ 12496-88) чаще всего используют для комплектации высоковольтной аппаратуры или крепления газовых скважин.

Стержневую модель стеклотекстолита активно используют при изготовлении шестерней и втулок в узлах различного оборудования.

Диаметры стержня могут быть различны: от 10 до 250 мм. Температурный режим — от -50°С до +150°С.

Свойства и технические характеристики

В зависимости от марки материала, технические характеристики изделий — и листовых, и стержневых — отличаются, но всех их объединяют следующие свойства:

• устойчивость к возгоранию и воздействию агрессивных сред;
• высокая температура плавления;
• высокая влагостойкость;
• высокая диэлектричность;
• повышенная устойчивость к перепадам температур;
• небольшой удельный вес;
• высокая теплопроводность;
• продолжительный срок эксплуатации материала.

Наиболее широкое распространение приобрели следующие марки стеклотекстолита:

1. СТЭФ, СТЭФ-1 и СТЭФ-У. Толщина варьируется от 0,5 до 50 мм. Плотность 1,6-1,9 г/см³. Рабочая температура от -65 до 155 ^оС. Диэлектрическая проницаемость при частоте 1*10⁶ Гц – 5.
2. СТЭД. Толщина варьируется от 0,5 до 50 мм. Плотность 1,7-1,9 г/см³. Рабочая температура от -65 до 130 ^оС. Диэлектрическая проницаемость – 5,5.
3. СТЭБ. Толщина варьируется от 1,5 до 50 мм. Плотность 1,6-1,9 г/см³. Рабочая температура от -65 до 140 ^оС. Диэлектрическая проницаемость – 5,5.
4. КАСТ-В. Толщина варьируется от 0,5 до 90 мм. Плотность 1,85 г/см³, модуль упругости при растяжении 2,1·10⁴ (2,1·10⁵) МПа (кгс/см²). Рабочая температура от -65 до 250 ^оС. Диэлектрическая проницаемость – 5,3.

Производство

При производстве стеклотекстолита листовой формы прибегают к методике горячего прессования. Порядок изготовления материала состоит из следующих стадий:

1. Подготовка сырья. Стеклоткань (чаще всего ее изготавливают из переработанного вторичного сырья – стеклобоя) наматывают в рулоны.
2. Пропитка. Полученные рулоны опускают в специальные разогретые пропиточные составы. В качестве пропитки берут раствор смолы и кремнийорганических соединений.
3. Отжим и тестирование. На этой стадии продукт проверяют на наличие возможных деформаций на поверхности.
4. Сушка. С помощью горячего воздуха (t=120^оС) из материала устраняют лишнюю влагу и спирт.
5. Прессование. При заданных параметрах давления и температуры материал отправляют на прессовку в специальных пакетах.
6. Термическая обработка. К ней прибегают на последнем этапе, чтобы исключить возможность возникновения внутренних напряжений.
7. Доработка листов. У полученных изделий обрезают края, чтобы придать товарный вид.

Перед выпуском готовый стеклотекстолит подвергают заключительному техническому контролю.

Очень часто к такой технологии прибегают и для изготовления стержневых моделей материала. Разница состоит только в этапе формирования, где листы режут на длинные заготовки.

Толщина стержня напрямую зависит от выбранного исходного материала: полученное изделие будет меньше, если выбран более тонкий исходный материал.

Основные производители и их цены

Одним из ведущих производителей фольгированных материалов является немецкая компания «Isola Gmbh».

Средняя цена двусторонних листовых стеклотекстолитов 208*248 мм 1,5 мм 18 мкм составляет около 500 руб./шт.

Односторонние фольгированные материалы 214*291 мм 1,0 мм 18 мкм стоят в пределах 400-450 руб/шт.

Стоимость напрямую зависит от вида покупки (розничная или оптовая).

Более дешевыми аналогами является продукция китайских компаний, таких как, «Kingboard» и «Beijing Friend».

Стоимость двусторонних фольгированных стеклотекстолитов 208*248 мм 1,5 мм 18 мкм варьируется в пределах от 300-350 руб./шт., а односторонних фольгированных материалов 214*291 мм 1,0 мм 18 мкм в пределах 280-320 руб./шт.

Технические характеристики данных материалов полностью соответствуют признанным стандартам качества.

Среди отечественных производителей наиболее распространены материалы «Бобровского изоляционного завода» и завода «Молдавизолит».

Ценовая политика этих предприятий лояльна, практически не отличается от китайских компаний.

Отличия текстолита и стеклотекстолита

Основное отличие стеклотекстолита и текстолита заключается в разнице основ.

Первый изготавливают на основе стеклоткани, а второй (изображен на фото) – хлопчатобумажной ткани.

В результате технические характеристики и механические показатели у стеклотекстолита значительно лучше (удельное сопротивление и термостойкость в разы выше).

Также, он имеет высокую влагостойкость, что является одним из решающих факторов при выборе материала.

Полезное видео

Данное видео поможет тем, кто работает со стеклотекстолитом:

Заключение

Стеклотекстолит – незаменимый материал во многих областях промышленности. Он нетоксичен и не взрывоопасен, что делает его особенно популярным изделием.

Технология его производства не стоит на месте, благодаря чему могут появиться новые разновидности, что еще больше расширит область его использования.