水性絕緣凡立水/絕緣漆/絕緣材料之pH值測試及控制

什麼是凡立水？

凡立水，即英文varnish的音譯。凡立水是絕緣漆的俗稱，在電氣絕緣行業又稱絕緣漆。絕緣凡立水根據不同的種類、配方，有分為水性型、無溶劑型以及溶劑型。按使用範圍及形態分為：浸漬漆、覆蓋漆、矽鋼片漆、防電暈漆等四種需根據使用的特性需求、工藝方式、環境保護、法規安規認證等來選擇適合使用的凡立水。凡立水廣泛使用在所有類型的電氣設備中，如馬達、變壓器、線圈含浸等等，提供絕緣、防潮、防腐蝕、固定，甚至是散熱的功能。

凡立水的分類及其特性，如何挑選合適的凡立水？

我們可以根據使用的特性需求、公益方式、環境保護、法規安全認證等來選擇適合使用的凡立水

1. 凡立水依照材質，可大概區分為以下幾類：醇酸樹脂、環氧樹脂類、SilicoNe(膠類)
2. 凡立水依照材料，可大概區分為以下幾類：溶劑型、無溶劑型、水溶性型
3. 凡立水按耐溫等級之區分，常用的有：烘乾型凡立水和自乾型凡立水

按照最常使用的照稀釋劑的不同，我們來了解一下各自的特色：

水性型：

水性、無溶劑型安全不易燃，不揮發有機溶劑，符合環保要求，低有機揮發物質 (VOC)，無污染性，符合美國空氣清淨標準。在使用上，水性絕緣凡立水以RO水/自來水依適當比例稀釋攪拌後，在 20至30%的樹脂固成分下，需控制pH值在pH 8.0 以上，必須經常檢查凡立水的黏度與 pH值。

非溶劑型：

非溶劑型凡立水和溶劑型凡立水相比，有著快速幹燥、低揮發較環保、低溫烘烤、方便儲存等優點。但非溶劑型凡立水在使用時，需要搭配固化劑(硬化劑)，如何因應生產條件，選擇適當的比例，來提升生產效率將是關鍵。正常情況下，硬化劑的添加量約為凡立水的1%~3%。硬化劑添加量越多，反應(固化)速度越快，效率越好，但同時應力變高，且成本略高。一般來說，因為配方不同，非溶劑型的氣味較溶劑型凡立水來的大。不過非溶劑型因揮發分較低，氣味並不會對人體造成傷害。

溶劑型：

溶劑型凡立水含有較低的固含量，較高的有機溶劑含量。使用的溶劑型雖然較非溶劑型的氣味少一些，但揮發的氣體中，大部分具有一定毒性。屬於比較早期的產品，但因為使用簡單，成本低仍有一些市場份額。

水性凡立水的使用方法及pH 酸堿值測量及控制方法

水性凡立水的使用保存方法：

隨著這幾年對於環保法規及生產安全的考量，低毒性，較不容易易燃的非溶劑及水性凡立水符合美國空氣清新標準，漸漸會被廣泛應用。

目前市面上用於馬達、變壓器等的水性凡利水(水性絕緣漆)之使用及保存環境皆必需要控制含浸槽的pH值。以ELANTAS1000-70 為例，通常開封後：水性凡立水 pH 值需控制在 8.0 - 9.0 之間。隨時經常地檢查凡立水的黏度與 pH 時，保存就很容易。一旦發現凡立水變濃稠或不透明時，就表示需要立刻調整。藉由加水，黏度通常就可以恢復正常。必要時加入少量的 DMEA pH 調整劑(Pedigree No.119539)，可提高凡立水之 pH 值。

水性凡立水的pH檢測方法：

水性凡立水的pH的檢測一般有兩種方法，比色法和基於能斯特方程的電位法

比色法測量水性凡立水的優缺點：
pH試紙測量水性凡立水：

檢驗時，取一張試紙在表面皿或玻璃片上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液點滴於試紙的中部，觀察變化穩定后的顏色，再與標準比色卡比較來確定溶液的pH。水性凡立水狀態類似膠水、黏稠度較高(凝膠狀)，不易被乾燥的pH試紙吸收，並且有些型號的水性凡立水會有淺黃色的顏色，會干擾最後的比色。按照說明書的要求控制在8.0-9.0 pH範圍之內。所以量測誤差會比較大。

電位法測量-pH玻璃電極測量水性凡立水：

電位法測定pH值可以達到不叫精確的要求。最常實驗室使用的pH玻璃電極的用法如下：

1.將玻璃電極從保存液中取出，檢查電極表面是否有磨損或者氣泡，若外觀正常可使用蒸餾水或待測液體沖洗表面的鹽分後，吸乾備用。
2.按照使用說明進行電極的兩點校正。
3.將玻璃pH電極前端及溫度感應電極完全浸沒於存有待測樣品的燒杯中，通常需要5-20mL的液體。
4.輕輕晃動小燒杯使液體可以和整個玻璃pH電極的表面充分接觸
5.若是自動酸鹼計等待儀器提示達到穩定狀態後進行讀值。若儀器不具備自動判定結果的功能待顯示結果不再變化後1分鐘左右進行讀值。

對於使用玻璃pH電極測試水性凡立水的酸堿性有以下幾點需要特別注意：

• 為了取得正確的檢測數值，使用人員需要進行pH玻璃電極的使用培訓，包括保養電極及校正電極。
• 水性凡立水為粘稠的樣品，使用後需要仔細清洗電極表面以防止玻璃膜孔洞被阻塞，從而使玻璃電極無法正常工作。，但不可用衛生紙或拭紙擦拭電極，會造成電極刮傷，應以拭紙輕輕吸乾電極上水份。
• 電極不使用時應蓋住並使其保持濕潤，存放於飽和氯化鉀溶液中

使用拋棄式蜂鳥探針pH電極測量水性凡立水：

蜂鳥探針在出廠前皆使用NIST 認證可追溯性標準品進行校正檢驗，並將批次校正資訊以QRcode模式結合在試片罐上，首次使用時只需將pH檢測儀掃描
試片罐上的QRcode後，即可直接進行pH量測。使⽤上不同於傳統玻璃電極，無需進行傳統繁雜的校正步驟,取出即可直接使用。另外，拋棄式的設計不用擔心粘稠的凡立水會污染電極難以保養和清洗。特別適合於沒有化學實驗室工作經驗的一般使用者進行精確的pH量測。

三種水性凡立水的pH檢測方法比較：

下表中我們比較了上面三種pH量測方法在操作難易度，準確度，校正需求，樣品量，保存維護，價格，樣品交叉污染等方面各自的表現

	傳統玻璃電極	HUMING PROBE	變色試紙
產品 / 項目
	操作難易度
操作難易度	困難	簡單	簡單
	準確度
準確度	高	高	低
	校正需求
校正需求	需要	無	無
	樣品量
樣品量	多	少	少
	保存維護
保存維護	困難	簡單	簡單
	價格
價格	高	低	低
	交叉污染
交叉污染	可能	無	無