特种材料的开发与应用

绝缘漆的分类及特种绝缘材料应用

绝缘漆是高分子材料价格成的一种涂层，防止带电体漏电，有高的体积电阻，耐高压击穿等特性，因需要绝缘的部件部位要求不同，因此绝缘漆的种类也不相同，以下介绍几种绝缘漆的分类及特种结缘漆的使用介绍。

1、漆包线绝缘漆：主要浸涂各种类型线径(圆线、扁线)裸体铜线、合金线及玻璃丝包线外层，提高和稳定漆包线的性能。

2、浸渍绝缘漆：主要用于浸渍各种电机、电器、变压器线圈、绕组及各种绝缘纤维材料，使其达到规定的耐热抗电性能。

3、覆盖绝缘漆：适用于各种电机、电器、绕组线圈，外层密封和外壳表面保护之用，志盛威华绝缘漆专家提出覆盖绝缘漆要能以提高机件的抗潮性、绝缘性、耐化学气体腐蚀、耐电弧等，在特种环境中要达到抗寒和三防的要求。

4、硅钢片绝缘漆：主要涂覆在硅钢片表面，耐油、防锈、防止硅钢片迭合成体以后间隙涡流的产生。

5、粘合绝缘漆：粘结强度高，适用于粘结云母制品和云母片，云母纸、云母带、云母板、磁极线圈；粘合塑料型衬垫的云母板、电胶纸等。

6、特种防火阻燃防腐绝缘漆：防火阻燃防腐绝缘漆，绝缘涂层耐温600℃，耐热绝缘漆高温环境漏电保护层，耐高温，绝缘体积电阻大，防水防腐下漏电保护绝好涂层。耐热绝缘漆属于功能漆领域，目前航空材料研究院和北京志盛威华化工有限公司共同研究开发的耐高温耐热绝缘漆，性能已超出国际绝缘漆先进水平。志盛威华的1091耐高温绝缘耐热其绝缘性，耐温性，耐磨性以及高硬度、良好的抗氧化性和抗热震性、中等的热膨胀系数等优良的性能，因此非常适合做超声速航天飞船高温结构材料上高温绝缘下使用。

7、电子元器件绝缘漆：抗表面张力好，主要用于电阻、电容、电位器等无线电元件的绝缘保护。

8、陶瓷超高温绝缘漆：耐温1800℃，志盛威华ZS-1091耐高温陶瓷绝缘涂料属于功能油涂料领域,形成性能和陶瓷相似的绝缘涂膜，目前我国研究开发的耐高温陶瓷绝缘油涂料，性能已超出国际绝缘油涂料先进水平绝缘油涂料可长时间在1800℃下工作，体积电阻率大于1016Ωm，介电强度(击穿强度)，大于104KV/m，良好的化学稳定性，耐老化，耐腐蚀性，抗氧化性好，无闪点、燃点，硬度高，硬度大于7H，ZS-1091耐高温陶瓷绝缘涂料可在被涂物体表面形成一层具有较高体积电阻率，能承受较强电场而不被击穿。

・９０・　２０１５年４月　科技创新　工程技术　

ＨＳＣ特种注浆材料在涌水中的应用　

高俊　

（中铁六局桥隧分公司，北京海淀１　０００００）　

摘　要：ＬＸＢ供水工程隧洞具有洞线长、洞室埋深较深的特点，施工过程中到断层等不良地质带，存在较大涌水。通过　

论述１０＃洞上游发生涌水后，采用ＨＳＣ特种注浆材料超前预注浆施工工艺及方法处理涌水，为今后类似条件下涌水提供经　

验和借鉴。　

关键词：ＨＳＣ；涌水；预注浆　

中图分类号：ＴＵ２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１．５５８６（２０１５）０７．００９０．Ｏｌ　

１工程概况　ＬＸＢ供水工程隧洞１０＃洞上游涌水处围岩为侏罗系小东　

沟组凝灰岩，青灰色，微风化，中硬岩，洞室围岩局部完整性　

差，节理面多平直光滑，微张，有岩屑和泥质充填，该处设计　为Ⅳ类围岩，埋深大约１９０米，根据地质剖面图显示此处位于　

沟谷带的边缘。２０１３年４月３０日掌子面出水，主要出水点为４个，　

沿掌子面中间横向节理面流出，出水方量每小时约４００ｍ３，喷　

射距离最远达３０米，为承压水。经参建各方到现场查看研究　决定采用ＨＳＣ特种注浆材料超前预注浆处理方案。　

２　ＨＳＯ特种注浆材料　２．１　ＨＳＯ特种注浆材料适用范围　

ＨＳＣ特种注浆材料主要用于普通注浆材料不适用的、施　

工难度大、工程质量要求高、施工工期紧的工程。ＨＳＣ注浆　材料是专门针对注浆工程产生的系列注浆材料，提高了可注性、　

易操作性、堵水效率、扩散半径、抗压强度、耐久性。通过注　

浆材料的选择，配合注浆工艺，提高注浆效果：①解决疑难注　浆工程问题；②提高注浆效果，通过用ＨＳＣ注浆材料达到更　

高的堵水率：⑨提高注浆效率、缩短施工工期。　ＨＳＣ特种注浆材料分防渗帷幕型、含水细砂型两种材料，　

防渗帷幕型适用各类岩体动水情况下的超前预注浆，可以在动　

水条件下达到完全堵水效果。含水细砂型适用于各类承压水粉　

细砂及淤泥质地层的堵水、加固及纠偏。　２．２　ＨＳＯ特种注浆材料特点、主要技术指标等参数　

航天特种高分子材料研究与应用进展

航天技术发展的重要物资基础便是新型高分子材料，且新型材料的研制成功也可以启动更多的新材料项目。本文分析了橡胶、工程塑料以及合成树脂等航天特种高分子材料在航天产品方面的具体应用，指出了其未来的发展动向。

标签：航天；特种高分子材料；研究应用进展

1 特种橡胶材料

一是特种橡胶密封材料，比如氟橡胶、氟醚橡胶、乙丙橡胶以及硅橡胶等，其中氟橡胶具备较强的耐溶剂性，但耐寒性较差，其密封件多被应用至液压滑油系统以及多介质管路等方面。氟醚橡胶由四氟乙烯、偏氟乙烯以及交联单体等聚合而成，属于弹性体，且其具备较好的耐高温性能，可以满足密封要求，已被广泛应用至运载火箭方面。乙丙橡胶具备较强的耐介质性能，已被广泛应用至固体火箭发动机衬层中。硅橡胶材料具备较强的耐热与耐寒性能，且物理机械性能优良，可以用于箭体级间对接、电缆通孔以及电连接器等防水部位的密封工作。二是高性能的橡胶阻尼材料，其已被广泛应用至运载火箭、战略导弹以及卫星飞船等航天产品的研制中。且为了满足不同产品的需求，已先后研制了硅橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶等材料。其中硅橡胶阻尼材料的损耗较小，且随着新型高阻尼硅橡胶材料的出现，其已取代传统的丁基橡胶，成为航天阻尼减振结构的首选材料。而随着航天产品设备集成化程度的提升，其还需要高效散热，在对结构进行阻尼减振处理时，既需要改善设备的振动力学环境，还应满足散热需求，因此需要使用导热阻尼材料。而丁腈橡胶阻尼材料主要由有机小分子以及聚合物化合而成，且其中添加了受阻酚的共混相较，增大了阻尼耗散能量，属于应用前景良好的高阻尼材料。

2 特种涂层材料

首先是环境防护涂层材料，主要敷于航天产品外表，或者发动机以及电器设备的表面，解决了航天产品长时间在地面环境与海洋环境中工作的问题，可以提升航天产品的可靠性，延长使用寿命。同时，为了解决航天产品储存期间产生的湿热、盐雾以及霉菌问题，还研制了以过氯乙烯以及氯化橡膠物质为组成成分的单组分三防涂料，且这种材料可以常温固化，施工流程简单可行。除此之外，随着航天飞行器的轻质化，飞行期间极易产生静电积累问题，且航天产品还需要在阴雨雷电等天气中发射，因此，环境防护土层还应考虑自身的静电性。针对防静电以及抗核电磁脉冲等问题，研制了密度为0.6至0.8kg/m2的多功能环境防护涂层。其次是生存与突防涂层材料，通过表面涂覆方式确保航天材料在声、光以及电磁等方面具备特殊性能，从而实现产品的加固与反识别。由降低目标的可探测性出发，研究人员对降低雷达波反射性以及红外辐射特性的雷达吸波隐身涂层材料进行了深入研究，研制出了XB以及TF系列涂层，且在发射车以及运输车等方面得到了广泛使用。再次是防热涂层材料，包括有机硅树脂、环氧树脂以及酚酞树脂等体系，其中有机硅树脂具备较强的耐腐蚀性以及隔热性，且不易开裂，

生物活性玻璃是一种具有组织修复功能的特种玻璃材料，最初由佛罗里达大学的Hench教授于19世纪70年代研制开发出来，属于硅酸盐体系且具有特定的化学组成。其在植入体内后能够产生键合作用从而紧密的结合骨组织，同时不产生炎症等不利反应，具有良好的生物相容性和生物活性，因而引起了生物医用材料界的高度关注，并且随着材料制备技术的发展，生物活性玻璃的特性、制备工艺、化学组成、组织结构以及理化性能也在不断改进，应用前景也越来越广泛。

生物活性玻璃的制备

1、熔融法

熔融法生物玻璃是第一代生物玻璃，被广泛应用于临床。其制备方法与普通玻璃的方法类似，首先将一定纯度的粉体原料按照一定化学计量比均匀混合，然后将混合原料在高温条件下（1300~1500℃）熔融，再将高温熔体在水中淬冷，最后通过干燥、研磨和过筛得到生物活性玻璃粉体。

Hench使用熔融法制备了生物活性玻璃(45S5)。研究发现，45S5生物玻璃具有良好的生物相容性、高生物活性和优异的骨修复性能，其产品已在牙科和整形外科等临床中得到很好的应用，如中耳骨修复、牙周缺损修复以及牙槽脊增高等，并取得良好的治疗效果。

但是，熔融法自身却存在一些不容忽视的缺点，比如高温熔融工艺能耗较大，生物玻璃中的碱金属成分在高温下易腐蚀坩锅造成成分污染，研磨过筛进一步导致有害杂质摻杂且导致颗粒形貌不规则、粒度不均匀，混料不均和分相现象导致成分不均匀，材料呈块状且致密无孔，比表面积小，离子释放和降解速度慢，不利于新生组织的长入等。

2、溶胶－凝胶法 溶胶－凝胶法是在酸或碱催化下，使含有Ca、P、Si等化合物前驱体在溶液中发生水解生成玻璃溶液，后经过陈化等后处理形成玻璃态凝胶，最后通过干燥工艺去除凝胶材料中未反应的挥发有机物得到生物活性玻璃的方法。相对于传统的熔融法，制备的产品具有颗粒小、比表面积大等优点。此外，烧结温度远低于熔融法制备玻璃温度，该工艺技术对设备要求较低，制备的材料具有更高的物理化学稳定性及相容性。