DE2922065A1 - Verfahren zur herstellung elektrischer wicklungen - Google Patents
Verfahren zur herstellung elektrischer wicklungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wicklungen für elektrische Maschinen und Geräte, insbesondere
ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Wicklungen mit hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit
sowie ausgezeichneten Isolationseigenschaften auch bei hoher Feuchtigkeit und hohen Temperaturen.
Im Zusammenhang mit der Leistungserhöhung oder der Verkleinerung und Gewichtsersparnis bei elektrischen Maschinen
und Geräten oder im Zusammenhang mit dem Einsatz derartiger Maschinen oder Geräte unter harten Arbeitsbedingungen
werden in jüngster Zeit für elektrische Maschinen und Geräte udgl, beispielsweise solche mit elektromotorischem
Antrieb, hoch feuchtigkeitsbeständige und
81-(A3727-O3)-SF-Bk
609849/0347
hitzefeste elektrische Wicklungen mit ausgezeichneten Isolationseigenschaften
auch bei hoher Feuchtigkeit und hohen Temperaturen verlangt. Um die obigen Forderungen zu erfüllen,
wurde versucht, elektrische Wicklungen mit einer Hitzefestigkeit von Klasse H bis Klasse C durch Kombination von
Isoliermaterialien, die durch Verbinden hitzebeständiger Materialien wie Glasband, Glimmerband, Polyimidband,
Polyamidband udgl unter jeweiliger Verwendung hitzefester Kunstharzkleber wie von Polyimidharzen, Polyamidharzen,
Siliconharzen, Diphenylätherharzen, Epoxyharzen udgl erhalten waren, mit hitzefesten Kunstharz-Isolierlacken
wie etwa Polyimidharzen, Siliconharzen, Epoxyharzen udgl herzustellen. Auf diese Weise ließen sich
jedoch keine elektrischen Wicklungen mit hoher nit^efestigke.it
gemäß Klasse C erhalten.
Von den oben angegebenen zahlreichen Kombinationen lassen sich elektrische Wicklungen mit der besten Hitzefestigkeit
bei Verwendung von Siliconharzen erhalten. In diesen Fällen besteht jedoch noch weiter Raum zur Verbesserung
der mechanischen Festigkeit sowie der Feuchtigkeitsbeständigkeit der Siliconharze selbst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung hoch feuchtigkeitsbeständiger und
hitzefester elektrischer Wicklungen mit einer Hitzefestigkeit von Klasse H bis Klasse C und ausgezeichneter Feuchtigkeitsbeständigkeit
anzugeben, wobei zugleich die oben erläuterten Nachteile herkömmlicher Wicklungen vermieden
werden.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
elektrischer Wicklungen umfaßt folgende wesentliche Schritte:
- Umwickeln eines elektrischen Leiters mit einem durch Verbinden von mindestens zwei Isoliermaterialien
mit einem OH-gruppenhaltigen Siliconharz erhaltenen zusammengesetzten Isoliermaterial
/
- Imprägnieren des herumgewickelten zusammengesetzen Isoliermaterials mit einem 1 Äquivalent
einer polyfunktionellen Epoxyverbindung und 2,5
bis 25 Äquivalent eines polyfunktionellen Isocyanats enthaltenden Isolierlack
und
- Härten des resultierenden imprägnierten zusammen gesetzten Isoliermaterials.
Wenn bei elektrischen Maschinen oder Geräten in bzw. den Isolierüberzügen ein oder mehrere Hohlräume erzeugt
wurden, tritt durch Koronaentladung ein beschleunigter Abbau des Materials um die entsprechenden Hohlräume
herum auf. Gleichzeitig entstehen durch die Abbaureaktionen Gase, die sich unter Erhöhung des Innendrucks
ausdehnen, was zur Ablösung der Isolierschichten und damit zur Verschlechterung der Isolationseigenschaften führt.
Die Eigenschaftsverschlechterung wird in derartigen Fällen noch größer, wenn die Wicklungen unter extrem hohen Temperaturen
eingesetzt werden, beispielsweise in Fällen von Wicklungen mit einer Hitzefestigkeit der Klasse C.
Aus diesem Grund müssen hierfür Isoliermaterialien
§09849/084·?
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mit besonders ausgezeichneten Eigenschaften verwendet werden, die mit einem Lack imprägniert sind.
Zur Erfüllung dieser besonderen Anforderungen werden erfindungsgemäß spezielle zusammengesetzte Isoliermaterialien
etwa aus einer Kombination von Glas- und Glimmerband, einer Kombination eines Polymer-Flachmaterials
mit Imidringen in der Molekularstruktur mit Glimmer-Flachmaterial udgl verwendet, wobei auch die
Hitzefestigkeit der Materialien berücksichtigt wird.
Unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit des zusammengesetzten Isoliermaterials beim Herumwickeln
um elektrische Leiter sollte das zusammengesetzte Isoliermaterial andererseits einstückig sein und ausgezeichnete
Flexibilität aufweisen. Zur Erfüllung dieser Forderungen ist die Auswahl von Klebern zur Verbindung von
mindestens zwei Isoliermaterialien zur Herstellung zusammengesetzter Isoliermaterialien erfindungsgemäß von
großer Wichtigkeit.
Diese Kleber sollten ferner auch die Entstehung sehr kleiner Hohlräume verhindern, die zur Ablösung
der Isolierschichten von der Wicklung führen könnten.
Zur Erfüllung dieser Forderungen wird erfindungsgemäß ein Siliconharz verwendet, das Hydroxylgruppen in der
Molekularstruktur aufweist (im folgenden kurz als OH-gruppenhaltiges
Siliconharz bezeichnet).
OH-gruppenhaltige Siliconharze unterscheiden sich von durch Additionspolymerisation zugänglichen Siliconharzen
darin, daß erstere an zwei oder mehr Isolierma-
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terialien sehr stark haften können und sich so wirksam zur Verhinderung des Abblätterns der resultierenden laminierten
Isoliermaterialien aufgrund ungenügender Haftungsfestigkeit eignen.
OH-gruppenhaltige Siliconharze besitzen ferner gute Hitzefestigkeit aufgrund des Vorliegens von Siloxanbindungen
in der Molekülhauptkette, so daß die Entstehung von Zersetzungsgasen durch Abbaureaktionen nur in sehr
geringem Umfang eintritt, was wiederum nur in außerordentlich seltenen Fällen zu einer Ablösung von laminierten Isoliermaterialschichten
durch Ansammlung von Zersetzungsgasen in den Schichten des laminierten Isoliermaterials
führt.
Da die OH-gruppenhaltigen Siliconharze ferner aufgrund
ihrer Molekularstruktur im Vergleich zu anderen organischen Materialien einen bemerkenswert höheren Gaspermeationskoeffizienten
aufweisen, können durch Abbaureaktionen freigesetzte Gase leicht aus dem Isolierschichtensystem
austreten, weshalb es kaum zur Ablösung des laminierten Isoliermaterials durch Ansammlung von Zersetzungsgasen in den laminierten Isoliermaterialschichten kommt.
Das wichtigste Merkmal bei der Verwendung von OH-gruppenhaltigen Siliconharzen ist schließlich, daß die
OH-Gruppen in derartigen Siliconharzen leicht mit Isocyanatgruppen
von Kunstharzen aus der Epoxy-Isocyanat-Reihe
reagieren können, wie sie als Isolierlacke zur Imprägnierung unter Erzeugung einer festen und zähen
Isolierschicht durch einstückige Kombination der Isoliermaterialien und des Isolierlacks verwendet werden.
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— ft —
Aufgrund der Ergebnisse von Tests zur Hitzefestigkeit können bei elektrischen Wicklungen keine zufriedenstellenden
Ergebnisse erzielt werden, wenn als Kleber zur Verbindung von zwei oder mehr Isoliermaterialien hitzefeste
Kleber wie etwa Siliconharze vom Additionspolymerisationstyp ohne Hydroxylgruppen, Polyimidharze, Polyamidharze,
Diphenylatherharze udgl herangezogen werden.
Als Isoliermaterialien zur Herstellung der zusammengesetzten Isoliermaterialien können handelsübliche Glas-Isoliermaterialien
wie etwa Glasband udgl, handelsübliche Glimmermaterialien wie etwa Glimmerplättchen udgl,
Imidringe enthaltende Polymere wie etwa entsprechende Polymer-Flachmaterialien, beispielsweise Polyimidfilme,
Polyamid-imid-Filme udgl, herangezogen werden. Hierunter
sind die Kombination von Glasband und Glimmer-Flachmaterial, beispielsweise mit Glasband rückseitig verstärkte
Glimmer-Flachmaterialien udgl, sowie die Kombination von Imidringe enthaltenden Polymer-Flachmaterialien und
Glimmer-Flachmaterial, beispielsweise Glimmer-Flachmaterialien mit rückseitiger Verstärkung aus Polyimidfilm
oder Polyamidimid-^Film udgl, erfindungsgemäß bevorzugt.
Als Glimmer-Flachmaterial können erfindungsgemäß vorzugsweise Glimmer-Plättchen aus weichem oder hartem
Glimmer ohne oder nach Calcinierung verwendet werden.
Als Imidringe enthaltende Polymere können Reaktionsprodukte von Tetracarbonsäureanhydriden mit Diaminen,
Reaktionsprodukte von Carbonsäureanhydriden mit Diisocyanaten, Reaktionsprodukte von Bisphthalimiden oder
Bismaleinimiden mit Diaminen, Reaktionsprodukte von Bisphthalimiden oder Bismaleinimiden mit Vinylverbindungen
udgl Verwendung finden.
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Als Polyamidimide sind beispielsweise Reaktionsprodukte verwendbar, die durch Umsetzung eines Reaktionsprodukts aus einem überschüssigen primären Diamin und
einem Dicarbonsäurechlorid mit einem Tetracarbonsäureanhydrid zugänglich sind, ferner Reaktionsprodukte, die
durch Umsetzung eines Reaktionsprodukts eines Tetracarbonsäureanhydrids mit einem überschüssigen Diamin mit einem
Dicarbonsäurechlorid zugänglich sind, ferner Reaktionsprodukte primärer Diamine mit Trimellitsäureanhydrid
udgl.
Ferner sind erfindungsgemäß Polyesterimidverbindungen
verwendbar, die aus Reaktionsprodukten von Trime'llitsäureanhydrid
mit Diolen als Zwischenprodukte unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise zugänglich sind, wie
sie oben für die Herstellung von Polyamidimidverbindungen angegeben ist.
Unter den Imidringe enthaltenden Polymeren können unter dem Gesichtspunkt etwa der Zugänglichkeit, der
Verarbeitbarkeit sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften die Produkte Kapton (Polyimidfilm,
Hersteller E.I. du Pont de Nemours & Co.) / Pifron II
(Polyamidimid-Filmf Hersteller Hitachi Chemical Co.,
Ltd.) udgl vorzugsweise herangezogen werden.
Als OH-gruppenhaltiges Siliconharz können Produkte Verwendung finden, die nach herkömmlichen Verfahren erhältlich
sind, beispielsweise durch Formulierung von Silanen der Formeln RSiX3, R3SiX2 und R3SiX, wobei R
Wasserstoff, eine Alkylgruppe wie Methyl, Äthyl udgl, eine aromatische Gruppe wie Phenyl, Tolyl udgl und X
Halogen oder eine hydrolysierbare Gruppe wie eine Alkoxy-
gruppe bedeuten/ in der jeweils vom Verwendungszweck abhängigen Zusammensetzung, Hydrolyse der resultierenden
Zusammensetzung durch Zugabe von Wasser, partielle dehydrierende Kondensation der an Si-Atome gebundenen
OH-Gruppen durch Erhitzen oder in Gegenwart eines Katalysators sowie durch Erhöhung des Polymerisationsgrads auf
einen geeigneten Wert erhaltene Siliconharze.
Derartige OH-gruppenhaltige Siliconharze sind im Handel erhältlich. So können zB vorzugsweise die Siliconharze
KR-275 (OH-Gehalt 0,5 bis 1 Gew.-%), KR-272 (OH-Gehalt
2 Gew.-%), KR-214 (OH-Gehalt 4 Gew.-%) und KR-216
(OH-Gehalt 6 Gew.-%) (Hersteller jeweils Shin-etsu Silicone Co., Ltd.) zusammen mit Aminkatalysatoren wie
Triäthanolamin udgl oder Organometallsalzkatalysatoren wie etwa Zinkoctoat udgl verwendet werden. Vorzugsweise
werden Siliconharze eingesetzt, die OH-Gruppen in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-% und noch bevorzugter
bis zu 6 Gew.-% enthalten. Die Siliconharze können dabei allein oder in Form von Gemischen von zwei oder
mehreren verwendet werden. Bei zu hohen OH-Gehalten sind die Siliconharze bei Raumtemperatur fest, weshalb
zu hohe OH-Gehalte unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit nicht bevorzugt sind.
Die Menge des auf die Isoliermaterialien wie beispielsweise Glimmer-Flachmaterial aufzubeschichtenden
Siliconharzes unterliegt keiner besonderen Beschränkung; unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit, der Imprägniereigenschaften
mit dem Lack sowie der elektrischen Wicklungseigenschaften ist es allerdings bevorzugt, 1
bis 35 Gew.-% Siliconharz, bezogen auf das Gesamtgewicht von Siliconharz und Isoliermaterialien wie beispielsweise
Glimmer-Flachmaterial und Glasband, zu verwenden .
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Das zusammengesetzte Isoliermaterial kann in herkömmlicher Weise hergestellt werden und wird nach herkömmlichen
Verfahren um elektrische Leiter herumge^ Wickelt.
Anschließend wird das herumgewickelte zusammengesetzte Isoliermaterial mit dem Isolierlack imprägniert,
der eine polyfunktionelle Epoxyverbindung und eine polyfunktionelle
Isocyanatverbindung in speziellen Mengenverhältnissen enthält.
Erfindungsgemäß verwendbare polyfunktionelle Epoxyverbindungen
sind etwa bifunktionelle Epoxide wie beispielsweise Diglyeidylather von Bisphenol A, Butadiendiepoxid,
3.4-Epoxycyclohexylmethyl-(3.4-epoxy)-cyclohexancarboxylat,
Vinylcyclohexendioxid, 4.4'-Di(1.2-epoxyäthy1)-diphenylather,
4.4·-Di(1.2-epoxyäthyl)-diphenyl,
2.2-Bis(3.4-epoxycyclohexyl)-propan, Diglycidyläther
von Resorcin, Diglycidyläther von Phloroglucin, Diglycidylather von Methy!phloroglucin, Bis(2.3-epoxycyclopentyl)-äther,
2-(3.4-epoxy)-cyclohexan-5.5-spiro(3.4-epoxy)-cyclohexan-m-dioxan,
Bis(3.4-epoxy-6-methylcyclohexyl)-adipat, N.N'-m-Phenylenbis(4.5-epoxy-1.2-cyclohexandicarboximid
udgl sowie tri- oder höherfunktionelle Epoxyverbindungen wie etwa Triglycidyläther
von p-Aminophenol, Polyallyglycidyläther, 1.3.5-Tri (1.2-
£poxyäthyl)-benzol, 2.2',4.4'-Tetraglycidoxybenzophenon,
Tetraglycidoxytetraphenyläthan, Polyglycidyläther von
Phenol-Formaldehyd-Novolaken, Triglycidyläther von
Glycerin, Triglycidyläther von Trimethylolpropan udgl.
Weitere Epoxyverbindungen sind beispielsweise in der Monographie von Henry Lee "Epoxy Resins", American Chemical
Society, 1970, sowie im "Handbook of Epoxy Resins",
Henry Lee und K. Neville, McGraw Hill Book Co., 1967,
beschrieben.
Von den oben genannten mehrwertigen Epoxiden besitzen Bisphenol-A-Diglycidyläther und Phenol-Formaldehyd-Novolak-Polyglicydyläther
besonders gute Reaktivität. Sie sind daher erfindungsgemäß günstig geeignet.
Ferner können auch Halogenide dieser Verbindungen eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß verwendbare polyfunktionelle Isocyanatverbindungen
sind beispielsweise bifunktionelle Isocyanate wie etwa Methandiisocyanat, Butan-1.1-diisocyanat,
Äthan-1.2-diisocyanat, Butan-1.2-diisocyanat,
trans-Vinylendiisocyanat, Propan-1.3-diisocyanat, Butan-1.4-diisocyanat,
2-Buten-1.4-diisocyanat, 2-Methylbutan-1.4-diisocyanat,
Pentan-1.5-diisocyanat, 2.2-Dimethylpentan-1.5-diisocyanat,
Hexan-1.6-diisocyanat, Heptan-1.7-diisocyanat,
Octan-1.8-diisocyanat, Nonan-1.9-diisocyanat,
Decan-1.10-diisocyanat, Dimethylsilandiisocyanat, Diphenylsilandiisocyanat,ω .w'-1.3-Dimethylbenzoldiisocyanat,«y
.cü'-1 .4-Dimethylbenzoldiisocyanat, α» .ω'-1 .3-Dimethylcyclohexandiisocyanat,
ω .cü'-1 .4-Dimethylcyclohexandiisocyanat,
co .co'-1 .4-Dimethylbenzoldiisocyanat,
ij.o)'-1 ^-DimethylnaphthalindiisocyanatjCc» .ω'-1 .5-Dimethylnaphthalindiisocyanat,
Cyclohexan-1.3-diisocyanat, Cyclohexan-1.4-diisocyanat, Dicyclohexylmethan-4.4'-diisocyanat,
1.3-Phenylendiisocyanat, 1-4-Phenylendiisocyanat,
1-Methylbenzol-2.4-diisocyanat, 1-Methylbenzol-2.5-diisocyanat,
1-Methylbenzol-2.6-diisocyanat, 1-Methylbenzol-3.5-diisocyanat,
Diphenyläther-4.4'-diisocyanat,
Diphenyläther-2.4-diisocyanat,Naphthalin-1.4-diisocyanat,
Naphthalin-1.5-diisocyanat, Dipheny1-4.4'-diisocyanat,
3.3'-Dimethyldiphenyl-4.4'-diisocyanat, 2.3'-Dimethoxydiphenyl-4.4'-diisocyanat,
Dipheny!methan-4.4'-diiso-
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cyanat, 3.3'-Dimethoxydiphenylmethan-4.4'-diisocyanat,
4.4'-Dimethoxydiphenylmethan-3.3'-diisocyanat, Diphenylsulfid-4.4'-diisocyanat,
Diphenylsulfon-4.4'-diisocyanat
udgl sowie tri- oder höherfunktionelle Isocyanate wie
etwa beispielsweise Polymethylenpolyphenylisocyanat, Triphenylmethantriisocyanat,
Tris-(4-isocyanatophenyl)-thiophosphat,
3 .3 ' , 4 . 4 '-Diphenylmethantetraisocyanat
udgl.
Dimere und Trimere der oben genannten mehrwertigen Isocyanate sind ebenfalls günstig verwendbar. Derartige
Dimere und Trimere besitzen endständige freie Isocyanatgruppen und enthalten einen oder mehrere Isocyanurat-
und/oder üretdionringe.
Verfahren zur Herstellung verschiedener Arten solcher Trimerer und üretdione sind beispielsweise in den
üS-PSen 3 494 388, 3 108 100 und 2 977 370 beschrieben.
Flüssige Polyisocyanate eignen sich ebenfalls zur Herstellung entsprechend zusammengesetzter Lacke. Von
den flüssigen Polyisocyanaten sind Gemische von Polyisocyanaten und Carbodiimid-Polyisocyanaten bevorzugt,
wie sie etwa in folgenden Druckschriften beschrieben sind: DE-OS 2 601 927? BE-PS 678 773; DE-OS 1 904 575;
W. Neuman, P. Fischer, Angewandte Chemie 7_4 (1962) 803;
F. Kurzer, K. Douraghi-Zadahi, Chemical Reviews 6J_
(1967) 110 bis 120; ÜS-PSen 3 657 161, 3 157 662, 2 491 983, 3 426 025 und 3 406 198 udgl.
Die Carbodiimid-Polyisocyanate besitzen die allgemeine Formel
OCN i R-N = C s= N f R - NCO ,
in der R einen Polyisocyanatrest und η eine ganze Zahl £ 1, vorzugsweise 1 bis 4, bedeuten.
Die Mengenverhältnisse von Epoxyverbindung und Isocyanatverbindung im Isolierlack sollten zur Erzielung
ausgezeichneter Hitzefestigkeit der gehärteten Gegenstände innerhalb begrenzter Bereiche liegen. Die
Mengenverhältnisse betragen dabei 2,5 bis 25 Äquivalent der Isocyanatverbindung pro Äquivalent der Epoxyverbindung.
Wenn die Mengenverhältnisse außerhalb des obigen Bereichs liegen, sind der Gewichtsverlust beim Erhitzen,
die elektrischen Eigenschaften sowie die mechanischen Eigenschaften udgl bei den resultierenden gehärteten Gegenständen
nicht ausgeglichen, was zu einer Verschlechterung der Isoliereigenschaften entsprechender elektrischer
Wicklungen führen kann.
Zur Erzeugung von Isocyanuratringen und Oxazolidonringen in der Molekularstruktur durch Umsetzung der
Epoxyverbindung mit der Isocyanatverbindung im Isolierlack durch Erhitzen ist es erforderlich, einen Katalysator
zur Erzeugung von Heteroringen zu verwenden. Als derartige Katalysatoren eignen sich organische Verbindungen
mit mindestens einem Atom eines Elements der Gruppe Va des Periodensystems im Molekül.
Beispiele für geeignete derartige Katalysatoren sind tertiäre Amine wie Trimethylamin, Triethylamin,
Tetramethylbutandiamin, Tetramethylpentandiamin, Tetramethylhexandiamin,
Triäthylendiamin, N.N'-Dimethylanilin
udgl; Oxyalkylamine wie etwa Dimethylaminoäthanol, Di-
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methylaminopentanol udgl; Amine wie Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol,
N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin udgl;
quaternäre Ammoniumsalze wie Cetyltrimethylammoniumbromid, Cetyltrimethylammoniumchlorid, Dodecyltrimethylammoniumjodid,
Trimethyldodecylammoniumchlorid, Benzyldimethyltetradecylammoniumchlorid,
Benzyldimethylpalmitylammoniumchlorid,
Allyldodecyltrimethylammoniumbromid, Benzyldimethylstearylammoniumbromid,
Benzyldimethyltetradecylammoniumacetat udgl; Imidazole wie 2-Methylimidazol,
2-Äthylimidazol, 2-Undecylimidazol, 2-Heptadecylimidazol,
2-Methyl-4-äthylimidazol, 1-Butylimidazol, 1-Propyl-2-methylimidazol,
1-Benzyl-2-methylimidazol, 1-Cyanoäthyl-2-methylimidazol,
i-Cyanoäthyl-2-undecylimidazol,
1-Cyanoäthyl-2-phenylimidazol, 1 -(4.6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-äthylimidazol,
1 -(4.6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-phenylimidazol,
1-(4.6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-isopropylimidazol,
2-Phenylimidazol, 1-(4.6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-äthylimidazol,
1-(4.6-Diaminos-triazinyl-2-äthyl)-2-methylimidazol,
1 -(4.6-Diaminos-triazinyl-2-äthyl)-2-undecylimidazol
udgl sowie etwa tetrasubstituierte Boratverbindungen von Stickstoff,Phosphor,
Arsen, Antimon und Wismut wie etwa
R2-
.N -R6
Rr Rr
R2-P-R4
R5-B-R5
Rl
As
R-.
- R.
Rr- - B - Rr
Rr-
Rl
Sb
R-,
- R.
- B - Rr
Bi
R-,
- R,
Rr- -
B I R1
wobei R1, R2, R-, R4 und R, unabhängig Wasserstoff,
C1 bis Cr Alkyl, C2 bis Cg Alkenyl, Phenyl oder
substituiertes Phenyl wie etwa C1- bis C.-alkylsubstituierte
Phenylgruppen, C1- bis c.-alkoxysubstituierte
Phenylgruppen und R5 eine Phenylgruppe oder eine substi
tuierte Phenylgruppe wie etwa C1- bis C^-alkylsubstituiertes
Phenyl oder C1- bis C.-alkoxysubstituiertes
Phenyl bedeuten.
Unter den obigen Verbindungen eignen sich diejenigen mit Stickstoff oder Phosphor unter dem
Gesichtspunkt der Zugänglichkeit und Verarbeitbarkeit besonders.
Diese Katalysatoren werden vorzugsweise in einer Menge von 0,001 bis 10,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht
des Isolierlacks, eingesetzt.
Wenn die Katalysatormenge außerhalb des obigen Bereichs liegt, zeigen die resultierenden gehärteten
Gegenstände eine Tendenz zum Brüchigwerden oder zu verstärkter Gasbildung durch thermische Zersetzung.
In manchen Fällen kann der Katalysator für den Isolierlack mit den OH-gruppenhaltigen Siliconharzen
gemischt und den Isoliermaterialien vor der Imprägnierung mit dem Isolierlack zugesetzt werden. In diesen
Fällen ist es zur Verbesserung der Eigenschaften der resultierenden elektrischen Wicklungen sehr wichtig,
die Kondensationsreaktion des Siliconharzes unter Erhitzen auf eine Temperatur durchzuführen, bei der
keine thermische Zersetzung des Katalysators und gleichzeitig keine Verringerung der Flexibilität des
zusammengesetzten Isolierbands eintreten. Wenn nämlich die Kondensationsreaktion des Siliconharzes in den
Isolierschichten elektrischer Wicklungen durchgeführt wird, können sehr kleine Hohlräume durch Entstehung
von Kondenswasser in den Isolierschichten entstehen, wobei der Materialabbau um solche Hohlräume durch Koronaentladungen
an diesen Stellen beschleunigt wird, und durch Abbaureaktionen entstehende Gase zur Expansion
und Erhöhung des Innendrucks führen, wodurch eine Ab-
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lösung zwischen den Isolierschichten und somit eine Verschlechterung der Isolationseigenschaften der Wicklung
eintreten können.
Aus diesem Grund ist es bevorzugt, das die Isoliermaterialien verbindende Siliconharz unter Erhitzen auf
eine Temperatur von 80 bis 160 0C zu härten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, in denen alle Teile
und Prozentangaben gewichtsbezogen sind, wenn nichts anderes angegeben ist.
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein 25 mm breites Glimmerband mit Glasverstärkung wurde durch Aufbringen von nicht calciniertem, weichem
Glimmer-Flachmaterial auf ein Glasband,Dazwischenbeschichten einer Toluol- oder Xylollösung eines OH-gruppenhaltigen
Siliconharzes (OH-Gehalt 2 %, KR-272, Hersteller Shinetsu
Silicone Co., Ltd.) in der Weise, daß
die Menge des Siliconharzes als Feststoff 15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden überstehender
Teile hergestellt. Als Härtungskatalysator wurde Zinkoctoat in das Siliconharz in einer Menge von
1 % zusammen mit 2-Äthyl-4-methylimidazol (2E4MZ, Hersteller Shikoku Kasei Co., Ltd.) als Härtungskatalysator
für den Isolierlack in einer Menge wie in Tabelle 1 an-
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gegeben zugesetzt. Das glasverstärkte Glimmerband wurde 15 h unter Erwärmen auf 80 bis 160 0C getrocknet.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Ein Isolierlack aus der Epoxy-Isocyanat-Reihe für Imprägnierzwecke wurde durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen
eines Diglycidyläthers der Bisphenol-Reihe (DER - 332, Hersteller Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 175) und
200, 400 bzw. 800 Teilen flüssigem Diphenylmethandiisocyanat (Desmodur CD, Hersteller Bayer AG, Isocyanatäquivalent
140) hergestellt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Das in der obigen Stufe (1) hergestellte zusammengesetzte Isoliermaterial wurde um einen blanken elektrischen
Leiter herumgewickelt. Die resultierende Wicklung wurde unter Druck mit dem in der obigen Stufe (2) erhaltenen
Isolierlack imprägniert und anschließend 20 h bei 100 bis 150 0C und 4 h bei 200 bis 220 0C imprägniert.
Die Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit der resultierenden Wicklungen wurden auf folgende zwei
Arten getestet:
Test (A): Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit
Eine Probe wurde 24 h auf 270 0C erhitzt und anschließend
24 h bei 40 0C und einer relativen
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Feuchte von 95 % belassen. Die als ein Zyklus bezeichnete Vorgehensweise wurde zehnmal wiederholt.
Am Ende eines jeden Zyklus wurden die Tangente des dielektrischen Verlusts (tang O ) und der Isolationswiderstand
gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Test (B): Kurzzeit-Hitzefestigkeit
Eine Probe von 50 χ 50 mm wurde aus der Isolierschicht der obigen elektrischen Wicklung herausgeschnitten
und zur Messung des durch thermischen Abbau bedingten Gewichtsverlusts 10 Tage auf 270 0C erhitzt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein glasverstärktes Glimmerband wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt,
daß ein OH-gruppenhaltiges Siliconharz (Hydroxylgehalt
4 %, KR-214, Hersteller Shin-etsu Silicone Co., Ltd.)
und 4,0 Teile 1-Cyanoäthyl-2-phenylimidazol (2PZ-CN; Hersteller Shikoku Kasei Co., Ltd.) als Härtungskataly-
909849/0847
sator für den Isolierlack verwendet wurden.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen
von 70 Teilen DER-332, 30 Teilen eines Polyglycidyläthers vom Novolak-Typ (DEN-431, Hersteller Dow Chemical Co.,
Epoxyäquivalent 175) und 1200 Teilen Desmodur CD hergestellt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Unter Verwendung der oben unter (1) und (2) hergestellten
Materialien wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 (3) eine elektrische Wicklung hergestellt,
an der die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt wurden.
Die erhaltenen Ergebnisse sine in Tabelle 1 aufgeführt.
("P. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von nicht calciniertem weichen Glimmer-Flachmaterial
auf ein Glasband, Dazwischenbeschichten
909849/Q84t
2922055
einer Lösung eines Silxconharzgemischs aus KR-216
(Hydroxylgehalt 6 %, Hersteller Shin-etsu Silicone Co.,
Ltd.) und KR-272 (Hydroxylgehalt 2 %) im Mischungsverhältnis 2:1 (G/G) in der Weise, daß die Menge
der Siliconharze als Feststoffe 15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der
überstehenden Teile hergestellt.
Als Härtungskatalysator für den Isolierlack wurde ferner 2PZ-CN in das Siliconharzgemisch in einer Menge
von 4,0 Teilen zusammen mit 1 % Zinkoctoat als Härtungskatalysator eingebracht. Das glasverstärkte Glimmerband
wurde durch 15 h Erhitzen auf 80 bis 160 0C getrocknet.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen
von 70 Teilen DER-332, 20 Teilen DEN-431, 10 Teilen eines Polyglycidyläthers vom Novolaktyp (DEN-438, Hersteller
Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 178) und 2000 Teilen Desmodur CD hergestellt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Unter Verwendung der in den obigen Schritten (1) und (2) hergestellten Materialien wurde in gleicher Weise
wie in Beispiel 1 (3) eine elektrische Wicklung hergestellt, an de: die gleichen Tests wie in Beispiel 1
durchgeführt wurden.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
909849/0847
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von nichtcalciniertem weichem
Glimmer-Flachmaterial auf Glasband, Dazwischenbeschichten
einer Lösung eines OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (KR-275, Hydroxylgehalt 0,5 bis 1,0 %, Hersteller Shinetsu
Silicone Co., Ltd.) in der Weise, daß die Menge an Siliconharz als Feststoff 15 %, bezogen auf das
Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.
Das glasverstärkte Glimmerband wurde mit Ausnahme von Beispiel 9 durch 15 h Erhitzen auf 80 bis 160 °C
getrocknet. Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurde in Beispiel 1 1 % Zinkoctoat und in den Beispielen
7 bis 9 1 % Triethanolamin verwendet, während in den Beispielen 6 bis 9 3,0 Teile 2E4MZ als Härtungskatalysator für den Isolierlack eingesetzt wurden.
In Beispiel 8 wurde 2E4MZ nicht dem Siliconharz, sondern dem Isolierlack zugesetzt.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen
von 1OO Teilen DER-332 und 800 Teilen flüssigem Diphenylmethandiisocyanat (Desmodur CD) erhalten. In Beispiel 8
wurde der Härtungskatalysator 2E4MZ jedoch dem Isolierlack zugesetzt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Unter Verwendung der in den obigen Schritten (1) und (2) hergestellten Materialien wurde in gleicher
Weise wie in Beispiel 1 (3) eine elektrische Wicklung hergestellt, an der die gleichen Tests wie in Beispiel 1
durchgeführt wurden.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein polyimidfilmverstärktes Glimmerband von 25 mm
Breite wurde durch Aufbringen von calciniertem, hartem Glimmer-Flachmaterial auf ein Polyimid-Flachmaterial
(Kapton, E.I. du Pont de Nemours & Co.), Dazwischenbeschichten
einer Lösung eines OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (kr-272, OH-Gehalt 2 %) in der Weise, daß die
Menge des Siliconharzes als Feststoff in Beispiel 10 10 %, in Beispiel 11 20 % und in Beispiel 12 30 %, bezogen
auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.
Das polyimidfilmverstärkte Glimmerband wurde unter
Erhitzen auf 8O bis 160 0C 15 h getrocknet. Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurdea1 % Zinkoctoat und
als Härtungskatalysator für den Isolierlack 2PZ-CN in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen eingesetzt.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen
von Desmodur CD und DER-332 sowie bei Beispiel 10 mit
DEN-431 in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen hergestellt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
unter Verwendung der in den obigen Schritten (1) und (2) hergestellten Materialien wurde eine elektrische
Wicklung in gleicher Weise wie in Beispiel 1 (3) hergestellt, die den gleichen Tests wie in Beispiel 1
unterzogen wurde.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein polyimidfilmverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von calciniertem, hartem
Glimmer-Flachmaterial auf Polyimid-Flachmaterial (Kapton), Dazwischenbeschichten einer Lösung eines OH-gruppenhaltigen
Siiiconharzes (KR-275, OH-Gehalt 0,5 bis 1,0 %) in der Weise, daß die Menge des Siliconharzes als Feststoff
15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.
Das polyimidfilmverstärkte Glimmerband wurde außer in Beispiel 15 bei 80 bis 160 0C 15 h getrocknet.
Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurde in Beispiel 13 1 % Zinkoctoat und in den Beispielen 14
und 15 1 % Triäthanolamin eingesetzt/ während als Härtungskatalysator
für den Isolierlack 4,5 Teile 0.6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-undecylimidazol
(C1.. Z-AZINE,
Hersteller Shikoku Kasei Co., Ltd.) dem Siliconharz zugesetzt wurden.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde in gleicher
Weise wie in Beispiel 6 (2) hergestellt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Unter Verwendung der in den obigen Schritten (1) und (2) hergestellten Materialien wurde eine elektrische
Wicklung in gleicher Weise wie in Beispiel 1 (3) hergestellt, die den gleichen Tests wie in Beispiel 1
unterzogen wurde.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
(1) Hersrellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein polyamidimidfilmverstärktes Glimmerband von
909849/0Ö47
25 mm Breite wurde durch Aufbringen von calciniertem,
hartem Glimmer-Flachmaterial auf ein Polyamidimide Flachmaterial (Pifron II, Hersteller Hitachi Chemical
CovLtd.)f Dazwischenbeschichten einer Lösung eines
OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (KR-275, OH-Gehalt
0,5 bis 1 %) in der Weise, daß die Menge des Siliconharzes als Feststoff 15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht,
betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.
Das .. polyamidimidfilmverstärkte Glimmerband wurde 15 h bei 80 bis 16Ο 0C getrocknet.
Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurden 1 % Triäthanolamin und als Härtungskatalysator für den
Isolierlack 4,5 Teile C11Z-AZINE dem Siliconharz zugesetzt.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde in gleicher
Weise wie in Beispiel 6 (2) hergestellt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Unter Verwendung der in den obigen Stufen (1) und
(2) hergestellten Materialien wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 (3) eine elektrische Wicklung hergestellt,
die den gleichen Tests wie in Beispiel 1 unterzogen wurde.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
. -
Vergleichsbeispiel 1
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 (1) mit dem
Unterschied hergestellt, daß als Härtungskatalysator für den Isolierlack 2PZ-CN wie in Beispiel 4 (1) eingesetzt
wurde.
(2) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Es wurde wie in Beispiel 1 (3) verfahren mit dem
Unterschied, daß ein Isolierlack mit 100 Teilen DER-332 und 120 Teilen Desmodur CD zur Herstellung der elektrischen Wicklung verwendet wurde.
Unterschied, daß ein Isolierlack mit 100 Teilen DER-332 und 120 Teilen Desmodur CD zur Herstellung der elektrischen Wicklung verwendet wurde.
Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 2
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite
909849/0847
wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 (1) hergestellt. (2) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Es wurde wie in Beispiel 1 (3) verfahren mit dem Unterschied, daß ein Isolierlack mit 100 Teilen
DER-332 und 2400 Teilen Desmodur CD zur Herstellung der elektrischen Wicklung verwendet wurde.
Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 3
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein polyimidfilmverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde wie in Beispiel 13 (1) mit dem Unterschied
hergestellt, daß als Härtungskatalysator für den Isolierlack 2PZ-CN wie in Beispiel 4 (1) verwendet wurde.
(2) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Es wurde wie in Beispiel 1 ^3) verfahren mit dem
Unterschied, daß ein Isolierlack wie in Vergleichsbeispiel 1 (2) zur Herstellung der elektrischen Wicklung
verwendet wurde.
Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 4
Ein Polyimidfilm von 25 mm Breite (Kapton) wurde um einen blanken Leiter herumgewickelt. Die resultierende
Wicklung wurde unter Druck mit dem gleichen Isolierlack wie in Beispiel 2 im Vakuum imprägniert, wobei
der Isolierlack jedoch 4,5 Teile 2PZ-CN enthielt. Anschließend wurde zur Herstellung der elektrischen
Wicklung wie in Beispiel 1 (3) verfahren.
Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 5
(1) Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials
Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von nicht calciniertem, weichem
Glimmer-Flachmaterial auf ein Glasband, Aufbeschichten
909849/0847
eines hitzefesten Epoxyharzes (DEN-438, Hersteller Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 178) in der Weise, daß
die Menge des Epoxyharzes 15 %, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile
hergestellt.
(2) Herstellung eines Isolierlacks
Es wurde ein Isolierlack durch Mischen von 400 Teilen Desmodur CD, 100 Teilen DER-332 und 4,5 Teilen 2PZ-CN
wie bei Vergleichsbeispiel 4 hergestellt.
(3) Herstellung einer elektrischen Wicklung
Unter Verwendung der in den obigen Stufen (1) und
(2) hergestellten Materialien wurde wie in Beispiel 1 (3) eine elektrische Wicklung hergestellt.
Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Ver.g.leichs.b.e.i spiel 6
Das in Beispiel 7 verwendete glasverstärkte Glimmerband
wurde um einen blanken Leiter herumgewickelt und im Vakuum mit einem lösungsmittelfreien Siliconharz, das durch
Additionspolymerisation hergestellt worden war (KR-2019,
Shin-etsu Silicone Co., Ltd.) und 1,5 Teile Dicumylper-
oxid auf 100 Teile Harz als Polymerisationskatalysator
enthielt, imprägniert.
Der imprägnierte Isolierlack wurde zur Herstellung einer elektrischen Wicklung 15h bei 160 0C und 15 h bei
200 0C gehärtet.
Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt
.
Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 1 hervorgeht, besitzen elektrische Wicklungen, die durch Herumwickeln
der durch Verbinden von zB Glimmer- mit Glas- oder PoIyimid-
oder Polyamidimid-Flachmaterial oder ähnlichen Polymermaterialien mit OH-gruppenhaltigen Siliconharzen
und Imprägnieren der herumgewickelten zusammengesetzten Isoliermaterialien mit Epoxy-Isocyanat-Isolierlacken
spezieller Zusammensetzung hergestellten zusammengesetzten Isoliermaterialien erhalten sind, im Vergleich
zu den in den Vergleichsbeispielen 5 und 6 hergestellten Wicklungen bemerkenswert bessere Feuchtigkeitsbeständigkeit
und Hitzefestigkeit.
Die Eigenschaften von Wicklungen können durch Verwendung
zusammengesetzter Isoliermaterialien weiter verbessert werden, die vor dem Herumwickeln um die Leiter
unter Erhitzen getrocknet wurden.
Da bei Vergleichsbeispiel 4 kein Glimmer-Flachmaterial als Isoliermaterial verwendet wurde, ist der Iso-
909849/0847
lierlack nur ungenügend in die Isolierschichten hineinimprägniert
.
Obgleich ferner beim Vergleichsbexspxel 5 ein Epoxyharz mit einer Hitzefestigkeit der Klasse H verwendet ist,
kann in diesem Fall die Entstehung von Gasen nicht verhindert werden, wobei die entstehenden Gase nicht aus
den Isolierschichten hinausgelangen können und so zur Ablösung der Isolierschichten aufgrund des stark erhöhten
Innendrucks des in den Schichten entstandenen Gases führen.
Die Ergebnisse der Vergleichsbeispiele 1 und 2 zeigen ferner, daß in den Fällen, in denen die Mengenverhältnisse
der polyfunktionellen Epoxyverbindung und der polyfunktionellen Isocyanatbildung außerhalb des speziellen
Bereichs liegen, die Feuchtigkeitsbeständxgkeit und Hitzefestigkeit
der Wicklungen aufgrund der EigenschaftsverV. schlechterung der gehärteten Gegenstände verschlechtert sind.
Wie aus dem Obigen hervorgeht, lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen
Verfahrensweisen isolierte Wicklungen für elektrische Maschinen und Geräte mit ausgezeichneten Isolationseigenschaften unter hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit
herstellen.
909849/004?
Kleber:
Siliconharz
fzinkoctoat
KR-272 KR-272 KR-272 KR-214 KR-272 KR-275 KR-275
KR-216 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ■
{Katalysator: (Gew.-%j
kCriäthanolamin
O CD' CO -P» CD |
Klebergenalt (Gew.-%) 15 Isoliermaterial G-U Trocknen unter Erhitzen ' + + = durchgeführt; - = nicht durchgeführt |
4 Desmodur CD |
200 | 15 G-U + |
15 G-U + |
15 G-U + |
15 G-U + |
15 G-U + |
15 G-U + |
I | 2922065 I |
^ O ca |
DER-332 | 100 | 400 | 800 | 1200 | 2000 | 800 | 800 | OJ | ||
Ww' *-· |
DEN-431 DEN-438 |
— | 100 | 100 | 70 | 70 | 100 | 100 | I | ||
Isolierlack (Teile) < |
NCO-Äquivalent- verhältnis |
2.5/1 | : | — | 30 | 20 10 |
;: | — | |||
Katalysator 2E4MZ 3-0 2PZ-CN — C11Z-AZINE — |
5/1 | 10/1 | 15/1 | 25/1 | 5/1 | 5/1 | |||||
3.0 | 10 | 4.0 | 4.0 | 3.0 | 3.0 | ||||||
(Fortsetzung)
Tabelle 1 (Fortsetzung)
co Feuchtig-ο
keitsbeständigkeit d
oo keit und 4^ Hitzefe-
^" ^stigkeit
zu Beginn .tan δ (%) Wid,- (ΜΩ)
nach 5 tan δ ($)
Zyklen
nach 10 tan
Zyklen
Wid,. (ΜΩ) Gewichtsverlust (%) r 270 °C/10«i
1.6
8.3
8.3
1.2
8.2
6.1
6.8
1.9
8.3 8.5
1.2
9.3 10.9 10.0
8.5
6.3 6.9
1.2
9.3
7.3
7.1
Anmerkung: G-U: glasverstärktes Glimmerband;
K-U: polyimidfxlmverstärktes Glimmerband;
P-U: polyamidimidfilmverstärktes Glimmerband
P-U: polyamidimidfilmverstärktes Glimmerband
.(Fortsetzung)
Tabelle 1 (Fortsetzung)
O CO OO .p-CO
12
13
14
15
16
Siliconharz Zn-O'Ctoat
Triäthanolamxn Klebergehalt Isoliermaterial
Trocknung
KR-275 KR-275 KR-272 KR-272 KR-272 KR-275 KR-275 KR-275 KR-275
1.0 1.0 1.0 1.0
1.0 ' 1.0 -- — — ~ 1.0 1.0 1.0
15 15 10 20 30 15 15 15 15
G-U G-U K-U K-U K-U K-U K-U K-U P-U
Desmodur CD DER-332
DEN-431 DEN-438
NCO-Äquivalentver-
800 800 100 100
2000 400
100 100
100 100
400 | 400 | 400 | OJ |
σι | |||
100 | 100 | 100 | I |
2PZ-CN C11Z-AZINE
5/1 5/1 5/1 10/1 25/1 5/1 3.0* 3.0
3.0 4.5 10
5/1 5/1
4.5 4.5
(Fortsetzung)
5/1
4.5
ro ro ο cn cn
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Feuch-S tig-J0,
keits-οο· be-4?-
stance digk. * "**· und
*~* Hitze- ^, festic
^m keit
zu Beginn
nach Zyklen
tan ί WId-(Mn)
tan δ (%) WId. (MQ)
nach 10 tan δ (%) Zyklen
1.9 1.1 1.2 1-4 1.1 1.2 l.i| 1.2
11.0 11.3 12.0 10.5 10.1 12.1 11,1
OO ' OO
10.7 12.3 13-2 9-6 9.8 14,0 10.0
'Gewichtsverlust (%) 7-2 9.8 6.0 6.6 7-0 6.2 6.1 8.3 7-6
Anmerkung* : Der Katalysator wurde dem Isolierlack zugesetzt
(Fortsetzung)
CD hO hO O
Tabelle 1 (Fortsetzung)
CX) CO O
Siliconharz
Kleber: J fzinkoctoat
Katalysator;] [ Gew.-% iTriäthanolamin
Klebergehalt (Gew.-%) Isoliermaterial
KR-272 KR-272 KR-272 1.0 1.0 1.0
15
G-U 15
G-U
15
K-U
K-U
Trocknen unter Erhitzen +
+ = durchgeführt: - = nicht durchgeführt
Isolierlack (Teile)
Desmodur CD DER-332
NCO-Äquivalentver- η ι-/η
hältnis -^o/j-
( Katalysator: 2PZ-CN
120 | 2400 | 120 | 400 |
100 | 100 | 100 | 100 |
1.5/1 | 30/1 | 1.5/1 | 5/1 |
1.5 | 10 | 1.5 | 4.5* |
KR-275
— — | 1.0 |
15 | 15 |
G-U | G-U |
400
* durch Nn^
f Additions- ^v / polymeri- \
\ sation her- i
5/1 \ gestelltes /
4.5*
^Siliconharze
(Fortsetzung)
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Γ zu Beginn tan δ
co Feuchtig-
00 keits-
■p- beständig-
"* keit und <
^* Hitzefe:-
° stigkeit
nach 5 Zyklen
nach Zyklen
Wid.(Mfl)
tan δ (rO
Wid. (Ι'ΙΩ)
tan δ (?)
Wid. (ΜΩ)
Gewichtsverlust (%) , 270 0C/10d
2.1
1.9
3.2
1.2
2.1
18.6 | 17.5 | 19.1 | 18.0 | 21.0 | 18.5 |
500 | 500 | 500 | 500 | 100 | 100 |
17-5 | 19.3 | 18.9 | 20.0 | 21.9 | 19.7 |
80 | 80 | 80 | 80 | 5 | 5 |
10.1 | 9.4 | 11.6 | 18.6 | 20.6 | 6.8 |
Anmerkung K: Polyimidband
*: Der Katalysator wurde dem Isolierlack zugesetzt
Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, daß sich
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Wicklungen für elektrische Maschinen und Geräte herstellen lassen, die ausgezeichnete Isolationseigenschaften unter hohen Temperaturen und
hoher Feuchte und eine thermische Beständigkeit von Klasse H oder besser aufweisen.
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Wicklungen für elektrische Maschinen und Geräte herstellen lassen, die ausgezeichnete Isolationseigenschaften unter hohen Temperaturen und
hoher Feuchte und eine thermische Beständigkeit von Klasse H oder besser aufweisen.
909849/0847
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Wicklungen,
gekennzeichnet durch
- Umwickeln eines elektrischen Leiters mit einem durch Verbinden von mindestens zwei Isoliermaterialien mit
einem OH-gruppenhaltigen Siliconharz erhaltenen zusammengesetzten Isoliermaterialf
- Imprägnieren des herumgewickelten zusammengesetzten Isoliermaterials mit einem 1 Äquivalent einer polyfunktionellen
Epoxyverbindung und 2,5 bis 25 Äquivalent eines polyfunktionellen Isocyanats enthaltenden Isolierlack
und
- Härten des resultierenden imprägnierten zusammengesetzten Isoliermaterials.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Siliconharz 0,5 bis 6,0 Gew.-% OH-Gruppen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete zusammengesetzte Isoliermaterial durch
Verbinden von mindestens zwei unter Glasisoliermaterialien, Glimmer und/oder Imidringe enthaltenden Polymer-Flachmaterialien
ausgewählten Isoliermaterialien mit einem OH-gruppen-
81-(A3 7 27-03)-SF-Bk
haltigen Siliconharz hergestellt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als zusammengesetztes Isoliermaterial glasverstärktes Glimmerband verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als zusammengesetztes Isoliermaterial ein mit einem Polyimidfilm oder einem Polyamidimid-Film verstärktes
Glimmerband verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusammengesetztes Isoliermaterial verwendet wird,
das durch Verbinden von mindestens zwei Isoliermaterialien mit einem OH-gruppenhaltigen Siliconharz unter
Zugabe eines Härtungskatalysators für das Siliconharz zusammen mit einem Härtungskatalysator für den Isolierlack
und Trocknen des resultierenden zusammengesetzten Isoliermaterials unter Erhitzen vor der Imprägnierung
mit dem Isolierlack erhalten ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Isolierlack einen Härtungskatalysator
für den Isolierlack enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator für den Isolierlack eine organische
Verbindung mit mindestens einem N-Atom, P-Atorn,
As-Atom, Sb-Atom und/oder Bi-Atom verwendet wird.
909849/084?
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