164790. lajstromszámú szabadalom • Elektromosan szigetelő kötőanyag

164790 3 4 3 493 630. és 3 563 850 számú Egyesült Államok-beli szabadalmi leírások. Azt találtuk, hogy a szigeteléssel kapcsolatos problémák megoldhatók olyan - találmány szerinti - kötőanyag-csoport alkalmazásával, amely az alábbi négy összetevő közül legalább hármat tartalmaz: 174-195 epoxid-egyenértékű „biszfenol A"-alapú epoxid-gyanta, amely az összes gyanta mennyiségére vonatkoztatva 50-90 súlyszázalék van jelen. 175-182 epoxid-egyenértékű novolak-alapú epoxidgyanta, amely az összes gyanta mennyiségére vonatkoztatva 50-10 súlyszázatókban van jelen. 1-2 súlyszázalék szerves savkatalizátorral készített fenolnovolak alapú keményítőszer, amelynek elméleti lánchossza 5-8 tag. A keményítőszert metilol-fenol állapotban dekantáljuk és mossuk. A keményítőszer összes mennyiségére vonatkoztatva 50 -100 súlyszázalékban van jelen. Rezorcin- formaldehid keményítőszer. A keményítőszert rezorcin és formaldehid 2:1 arányú keverékének 0,15-0,25 súlyszázalék szerves sav katalizátor jelenlétében végzett reakciójával állítottuk elő. A keményítőszer összes mennyiségére vonatkoztatva 50-0 súlyszázalék mennyiségben van jelen. A keményítőszer mennyisége a gyanta mennyiségére számítva 20-60 súlyszázalék, előnyösen kb. 0.9 hidroxidoxirán viszonynak felel meg. A fenol-formaldehid kondenzáció katalizátoraként használt szerves savat vagy szerves savakat alkalmazhatjuk az epoxid-gyanta és a keményítőszer közti polimerizációs reakcióban is. A szerves savat vagy szerves savakat a keményítőszer - az elérni kívánt reakcióképességnek megfelelően -0,1 -6 súly% mennyiségben tartalmazhatja. Biszfenol-A alapú epoxid-gyantaként előnyösen a következő termékeket alkalmazhatjuk: a Shell cég EPON 827, a Dow Chemical cég DER 332, a CIBA cég MY 745 nevű készítményeit. Novolak-alapú epoxid-gyantaként előnyösen használható a Shell cég EPON 154, a Dow Chemical cég DEN 438. a CIBA cég FPN 11 38 elnevezésű készítménye. Az 1. ábrán látható görbénél az abszcisszára a kötőanyagban lévő novolak epoxi-egyenertekenek összes cpoxiegyenertékhez viszonyított „x" arányát vittük fel, az ordinátára a fenol hidroxi-egyenértékének a kötőanyag össz-hidroxi egyenértékéhez viszonyított ,,y" arányát. A görbe abszcisszája tehát meghatározza az alkalmazott kétféle epoxidgyanta arányát, a görbe ordinátája az alkalmazott két novolak-alapú keményítőszer arányát adja meg. A mind a négy alkotórészt tartalmazó kötőanyagokat a szóbanforgó ábra négyzetén belül fekvő pontok reprezentálják. Ha a kötőanyagban a négy alkotóelem közül csak három fordul elő, akkor a kötőanyag összetétele a négyzet valamelyik oldalán fekvő pontnak felel meg. A találmány szerinti kötőanyagok legfigyelemreméltóbb tulajdonsága az, hogy ezek a termékek mind kiváló dielektromos tulajdonságokkal rendelkeznek, s az anyagok egyéb tulajdonságait könnyen megváltoztathatjuk, ha az anyagösszetételt az 1. ábra négyszögének valamely más pontja szerint választjuk meg. Ilyen módon a szóbanforgó kötőanyagok tulajdonságait a különböző szigetelőanyagok vagy szigetelések, gyártási és szigetelési feltételek szerint választhatjuk ki, és a kiválasztásnál figyelembevehetjük az adott szigetelőanyag funkcióját vagy a gép típusát. A találmány szerinti szigetelőanyagok lehetővé teszik, hogy a modern elektromos gépek szigorú követelményeit kielégítsük. Ugyanakkor ezek az anyagok homogének, s előállításukhoz csupán kis számú, könnyen tárolható alapanyagra van szükség. A találmány szerinti kötőanyag-csoportok egy másik előnye az, hogy segítésgükkel nagyfeszültségű gépekhez olyan testszigeteléseket lehet készíteni, amelyek kielégítik a nemzetközi osztályozás ,,F" osztályának követelményeit (155 C°), s az anyag dielektromos veszteségei 160 C-ig 10%-náI kisebbek. Az ismertetettek megvilágítására az 1. ábrán megjelöltünk négy pontot (2, 4, 5, 6). A pontok x és y értékeit és a pontoknak megfelelő összetételű szigetelőanyag 160 C°-on mért dielektromos veszteségi szögének tangensét az alábbi táblázatban tüntetjük fel: Pontok 1

2 3 4 5 x 0 0,25 0,50 0,50 0,75 y 0,25 0,25 0,32 0,50 0,40 tgí160C°-on 0,026 0,029 0,028 0,025 0,028 Látható tehát, hogy a találmány szerinti kötőanyag-csoporthoz tartozó összetételek a különféle típusú és működésű gépek egészen különböző szigetelési igényeit is ki tudják 1 o elégíteni. A szigetelőanyag megválasztásánál az első szempont a kétféle típusú epoxid-gyanta arányának megállapítása. A novolak-alapú epoxid-gyantában - például DEN 438 típusú gyantában - gazdag elegyből olyan kötőanyag állítható elő, amely nagy hőmérsékleten is igen jó öregedési jellemzőkkel " rendelkezik, hajlékonysága vagy mechanikus rugalmassága szobahőmérsékleten azonban kisebb. A térhálósítás előtti lágyulás - vagy cseppenéspont a novolak-alapú epoxidgyanta aránya szerint csökken, s így csökkenteni lehet a felhasználásra kész szigetelőanyagban az oldószer arányát. Ugyan-20 akkor a hődeformálódás hőmérséklete (terhelés alatti kihajlással, Martens-fokokban merve) a novolakk epoxid-gyanta részarányával arányosan nő. Ezzel kapcsolatban megemlítjük, hogy a csupán bisz-fenol- alapú epoxid-gyantát és kizárólag novolak-alapú epoxidot tartalmazó kompozíció hődeformációs pontja között a -3 különbség kb. 25 C°, feltéve, hogy azonos keményítőszert alkalmazunk, s a keményító'szert az epoxid-gyanta oxirángyűrűszámára, ül. a novolak-részben jelenlévő hidroxilcsoportokra vonatkoztatva azonos arányban alkalmazzuk. A második probléma a fenol-novolak és rezorcinijkon-JQ denzátum keményítőszerek egymáshoz viszonyított arányának megállapítása. Ha az utóbbiból alkalmazunk nagyobb mennyiséget, akkor jelentősen nő a Martens-deformáció hőmérséklete. Ez a különbség a csupán fenő 1-novolakkal és csupán rezorcin-kondenzátummal keményített epoxid-keveréknél kb. 65 C°, feltéve, hogy a szert a két alkotórész 35 reakcióképes csoportjaira vonatkoztatva azonos mennyiségben alkalmazzuk. A kötőanyag tulajdonságainak fenti vonatkoztatásait az 1. ábrához hasonló diagrammon úgy ábrázolhatjuk, hogy az azonos jellemzőkkel rendelkező kötőanyagok pontjait ossze-4„ kötjük egymással. A 2. ábrán a Martens-hőmérsékletre vonatkozó ilyen jellegű ábrázolást mutatunk be. A vonalsereg megadja az azonos Martens-fokkal rendelkező összetételeket. A találmány szerinti szigetelőanyagok megválasztásánál harmadik szempont a rendszer reakcióképessége. A reakció-45 képességet, azaz az alkotórészek: az epoxid-gyanták és keményítőszer kondenzációjának sebességét a keményítőszer maradék sav arányának vagy esetleg a lakkhoz adott sav arányának megváltoztatásával tág határok között változtathatjuk. Minél nagyobb a maradék sav aránya, annál „ reakcióképesebbé válik a keményítőszer 140-160 C"-on. A J"' nagyobb maradék sav tartalmú keményítőszerrel rövidebb idő alatt nagyobb kondenzációs fokot lehet elérni. Meglepő módon azonban azt találtuk, hogy a kondenzáció sebessége közepes hőmérsékleteken nem változik. Ez lehetővé teszi, hogy az anyagot minden esetben 120 C° hőmérsékletig 55 vákuumban száríthassuk a kondenzációs fok előzetes növelése nélkül. A novolak-alapú kemény ító'szerek egy ismert ipari előállítása abból áll, hogy fenolt vagy rezorcint oxálsav jelenlétében kondenzálunk formaldehiddel. Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy a maradék sav arányát kívánt értékre állítsuk be. E célból a dekantálható metilol-fenolokat dekantáljuk és mossuk, a nem mosható rezorcin-kondenzátumok esetében pedig az előállításnál használt sav mennyiségét csökkentjük. A savmennyiség csökkentését a rezorcin formaldehiddel szemben tanúsított nagy reakcióképessége teszi lehetővé. Ezt az 65 eljárást a gyakorlatban úgy valósítjuk meg, hogy igen kis maradék sav arányú terméket készítünk. A savmennyiség szabályozására a lakkhoz szükség szerinti mennyiségben 2