166501. lajstromszámú szabadalom • Tekercselőszalag villamosgépek szigetelésére
3 166501 4 ragasztását kell szolgálnia (hogy az utólagos impregnálás akadálytalanul történhessen). 3. A kötőanyagnak a később alkalmazandó telítőgyantával kompatíbilisnak kell lennie. A telítőgyantának valamennyi megkövetelt dielektro- 5 mos tulajdonságnál annyira kis viszkozitásúnak kell lennie, hogy a porózus szigetelésbe be tudjon hatolni és kikeményítés után a vezetéknyalábbal tömör és zárványmentes szigeteléssé ragadjon össze. A telítőgyantával szemben is egy sor követelményt 10 támasztanak. 1. A telítőgyantának a csillámszigetelést jól kell nedvesítenie. 2. A telítőgyanta viszkozitása kicsiny legyen és az impregnálási hőmérsékleten lehetőleg 300 cP-nál kisebb 15 legyen. 3. Hogy egy tankban lehetőleg változás nélkül legyen tárolható, viszkozitásának az időben konstans értéken kell maradnia, még akkor is, ha üzemben gyakran 50—60 C°-ra melegszik fel. 20| 4. Kikeményítésnél lehetőleg gyorsan növekedjék a viszkozitás, hogy kevés gyanta csöpögjön le és a kikeményítés gyorsan történjék, aminek következtében a kályha csak rövid ideig van elfoglalva. 5. A gyantának hőállónak kell lennie, hogy a tekercs 25 a ma használatos üzemi hőmérsékletek mellett legyen üzemeltethető (F-osztály, 155 C°). Ezért a gyantának ennél a hőmérsékletnél nem szabad erősen lágyulnia. Emellett ennél a hőmérsékletnél tartós üzemben egyáltalán nem lehet, vagy csak nagyon kis mértékben lehet 30 súlyveszteség. Nagyfeszültségű szigeteléstől kis dielektromos veszteségeket követelnek, azaz a tg§ értéke a feszültség és hőmérséklet függvényében csak kevéssé növekedhet. A szigetelésnek üzem közben a csúcshőmérsékletekig nem 35 szabad meglágyulnia. Ez a két követelmény kizárja a nagyobb mennyiségű reaktív hígítókkal előállított gyantákat. A reaktív hígítók monofunkcionális kis viszkozitású epoxidvegyületek, amelyek monofunkcionális voltuknál fogva láncképződés-gátlókként hatnak és ez- 40 által megakadályozzák a hosszú polimer láncok képződését. Ennek következtében kikeményített állapotban a hígítót nem tartalmazó keverékekkel szemben Martens-pontjuk (DIN 53 462 szerint) vagy az alaktartóságuk (ISO R 75 szerint) a kisebb hőmérsékletek felé toló- 45 dik el. Ha ezeket a tárgyalt hígított gyantákat kizárjuk, akkor kevés alkalmas telítőgyanta-rendszert találunk, amelynek viszkozitása 20 C°-nál 1000 cP alatt van. Minthogy a gyanta kis viszkozitás esetén könnyebben hatol a tekercsbe, igyekeznek a hőmérsékletet növelni. 50 Ennek következtében a telítőgyanta reagálni kezd, aminek hatására viszkozitása növekszik. Ha most az áthatolás nem túlságosan nagy, és ezáltal nem lehet mindig új gyantát hozzáadagolni, akkor a keverék a kívánt célra csakhamar használhatatlan lesz. Olyan gyantarendszer 55 volna tehát szükséges, amely az impregnálási hőmérsékleten lehetőleg kevéssé reagál, például egy epoxi-gyanta és egy folyékony anhidrid. Ezeknek a rendszereknek azonban az a hátrányuk, hogy hosszú ideig lecsöpögnek, minthogy nagyobb hőmérsékleten is csak lassan reagál- 60 nak. Ezért felmerült a gondolat, hogy a tekercselőszalagban egy gyorsítót alkalmazzanak. Az ilyen rendszerekhez szokásosan a következő gyorsítók használatosak: a fém-naftenátok vagy -oktoátok, például kobalt- vagy cink- 65 naftenát vagy -oktoát, a tercier aminők, mint például a benzildimetilamin, dimetilaminometil-fenol; 2,4,6-tri-(dimetilaminoetil)-fenol, vagy a tri-(metoxikarboniletil)-amin és a bórtrifiuorid-aminkomplexumok, például a bórtrifiuorid-etilamin, -piperidin vagy piridin. így például az 1 162 898 és 1 219 554 számú német közzétételi iratok egy eljárást ismertetnek, amely szerint a szalagot a vezetékre tekercselés előtt egy gyorsító oldatába merítik és megszárítják. A tekercselés után a telítőgyanta a szalagban a gyorsítóval érintkezik és a reakció gyorsításnak gyakorlatilag helyileg a tekercsben kellene történnie. Minthogy azonban itt kis molekulájú anyagokról van szó, ezeket a telítőgyanta részben kioldja, és azok a gyantába jutnak. Ezáltal a gyorsító hatás magában a telítőgyantában is érvényesül, különösen azért, mert a gyanta az impregnálásnál 50—60 C° hőmérsékletű. Meglepő módon olyan kötőanyagot találtunk a csillámpapírnak a hordozóval való összeragasztására, amely a vele szemben támasztott követelményeket a legjobban kielégíti és egyidejűleg katalitikusan hat az említett stabil gyantakeményítő-rendszerekre. Az új kötőanyag I képlet szerinti oxamingyantából áll, amelyet azáltal állítunk elő, hogy a II lépket szerinti epoxigyantát, amelynek olvadáspontja 50 C° fölött van (az ASTM E 28 előírás szerint) és legalább két oxirán-csoportot tartalmaz molekulánként, a III képlet szerinti szekunder aminnal kvantitatívan átalakítjuk: Rí / CH CH2 +HN \ / \ O R2 (H) (III) Rí / CH—CH2 —N I \ OH RÍ (I) A fenti képletekben Rx és R 2 egy-egy egyenesláncú, 1—4 szénatomos alkilcsoportot jelentenek, vagy együttesen egy rövidszénláncú alkiléncsoportot, amelyet adott esetben egy heteroatom szakít meg. Az ismertetett átalakítás után tercier aminők új osztályát kapjuk, nevezetesen az I részképlet szerinti oxiamingyantákat, amelyek igen alkalmasaknak mutatkoznak a hordozó és a csillám kötőanyagaként és egyidejűleg igen alkalmasak az impregnáló anyaghoz utólag hozzáadott epoxigyanta rendszerek keményedésének gyorsítására. Szükséges, hogy az átalakítás kvantitatív módon történjen, mert ha nem lenne teljes, akkor a keletkező tercier aminocsoportok megindítanák a molekulában maradó oxiráncsoportok reakcióját és a kötőanyag nem lenne stabil. Az epoxigyanták közül különösen a novolak-típusok, valamint a biszfenol alapú vagy heterociklusos alapú típusok alkalmasak; a cikloalifás gyanták ezzel szemben kevésbé alkalmasak. Az epoxinovolakoknak alapstruktúráját a rajz mutatja. Ilyenformán tehát olyan lánc alakú fenol-formaldehid-novolakokról van szó, amelyeknél a fenolos hidroxilcsoportok glicidilcsoportokkal vannak helyettesítve.
