203567. lajstromszámú szabadalom • Eljárás epoxiészter bázisú alapgyanta előállítására és ilyen gyantát tartalmazó villamosipari szigetelőlakk
HU 203567B A találmány tárgya eljárás villamosipari szigetelőlakk előállításához használható epoxiészter bázisú alapgyanta előállítására. A találmány tárgyát képezik továbbá az ilyen gyantát tartalmazó vízoldható, 155 °C-ig hőálló villamosipari szigetelőlakkok, különösen villamos tekercsek impregnálásához használható szigetelőlakkok. Ismeretes, hogy a vízzel oldható hígítható műgyanták a lakk- és festékiparban egyre nagyobb jelentőségre tesznek szert festékek, ipari zománcok kötőanyagaként. Villamosipari szigetelőlakként való alkalmazásuk azonban sokáig nem terjedt el. A szigetelőanyagok elektromos szigetelő tulajdonságai ugyanis már kis nedvességtartalom esetén is drasztikusan leromlanak. A villamosiparban éppen ezért idegenkedtek a víznek a szigetelési rendszerbe kerülésétől. Az egyre szigorodó környezet-, egészség- és tűzvédelmi előírások és elvárások azonban a villamosípart is rákényszerítették arra, hogy foglalkozzon ezeknek a termékeknek a bevezetésével. Vízoldható beégetős lemezlakkokat először dinamólemezek bevonására alkalmaztak. E célra a vizes lakkok bevezetése az általános rendeltetésű festékeknél szerzett tapasztalatok birtokában nem okozott különösebb gondot, hiszen itt a festéssel azonos jellegű feladatról van szó: nagy felületek vékony rétegű 5-20 mikrométeres bevonásáról. A lemezlakkozás sikeres megoldása bebizonyította, hogy megfelelő formulázás esetén a vízoldható lakkok beégetés után jó villamos szigetelő tulajdonsággal rendelkeznek, alkalmasan megválasztott lakk és technológia esetén a villamosipar is tudja alkalmazni azokat. Dinamólemez lakkozásra megfelelőnek bizonyultak a lakk- és festékiparban már klasszikusnak számító 40-70 mg KOH/g-os savszámú, rövid olajhosszúságú, trimetüsavanhidrid-tartalmú alkidgyanták megfelelő formulázással készült típusai. Tekintettel arra, hogy a villamos gépek, motorok tekercseinek impregnálása sokkal összetettebb feladat, mint a lemezlakkozás, a vízzel hígítható impregnáló lakkok kidolgozása sokkal nagyobb körültekintést igényel. Az impregnálással felvitt lakk elsődleges célja az, hogy szilárd egységbe fogja az egyes tekercsmeneteket a vasmaggal, védje a tekercset a kilazulástól. Ezenkívül villamos-, víz-, vízgőz- és olajszigetelő, hőelvezető és korróziógátló szerepet is betölt. A kikeményedett lakknak tehát meg kell felelnie ragasztóképesség, különféle mechanikai tulajdonságok, így például szüárdság, keménység, rugalmasság, dielektromos tulajdonságok, mint például fajlagos felületi ellenállás, fajlagos térfogati ellenállás, átütési szilárdság, továbbá vízállóság, olajállóság és hőállóság szempontjából. Egy szigetelőlakk jóságának másik alapvető kritériuma, hogy megfelelő applikációs tulajdonságokkal rendelkezzék, amit viszont meghatároz a felviteli technológia. A többféle, napjainkban használatos impregnálási eljárás közül a vízoldható lakkok a hagyományos, de még széles körben elterjedt vákuumimpregnálás anyagaként jöhetnek szóba. A vákuumimpregnálás során a szigetelési rendszerrel ellátott tekercseket először előszárítják, majd visszahűtik. Ezután következik a tulajdonképpeni impregnálás, azaz a tekercseknek a lakkal történő 1 elárasztása, átitatása. A tekercseket egy ideig benne tartják a lakkban, általában vákuum alatt, hogy a légbuborékok eltávozzanak. Ezután a lakk oldószereit szárítással eltávolítják, majd a lakkra előírt hőmérsékletű beégetéssel fejeződik be a folyamat. A felvitel sikere érdekében a lakk viszkozitásának, a benne levő nem-üló anyagok mennyiségének, továbbá kapüláraktivitásának, oldószer-eleresztő képességének és vastagrétegű beégethetőségének kielégítőnek kell lennie. Megkövetelik a felhasználók azt is, hogy a lakk könnyen hatoljon be a hornyokba, semleges legyen a többi szigetelőanyaggal szemben és a réz alkatrészekkel szemben, és gélesedési ideje, valamint átkeményedési ideje kedvező legyen. A villamos szigetelőlakkok alkalmazhatóságának harmadik alapvető feltétele a hőállóság. Minél nagyobb hőállóságú szigetelőanyagot építenek be egy gépbe, annál kedvezőbb lesz annak teljesítmény-tömeg aránya. A hagyományos alkidbázisú vízoldható szigetelőlakkokat vizsgálva úgy találtuk, hogy azokkal legfeljebb 130 °C-ig hőálló (International Electric Councü) 85. számú ajánlása szerint „B” hőosztályú terméket lehet előállítani. Ilyen termék például a Tiszai Vegyi Kombinát által gyártott és Titeron 52 néven forgalomba hozott vízoldható szigetelőlakk. A 80 145 765 sz. japán közrebocsátási irat (CA 94, 105 034 h) epoxigyanta bisz-maleinimid polimer és triazin A oldatát mint lakkozott huzalokból készített tekercsek bevonására és vülamos szigetelésére alkalmas kompozíciót ismerteti. Ennek alkalmazása azonban jelentős környezeti ártalommal jár, illetve annak kiküszöbölése lényegesen megdrágítja az impregnálást. A kompozíciós ugyanis mintegy 55% oldószert (solvent naftát és ciklohexanont) tartalmaz. A 4 127 695 sz. USA szabadalmi leírásban (CA 91,22 033 u) olyan tekercsbevonási eljárásról van szó, amelynek lényege, hogy poliészter-imid lakkal lakkozott tekercsre először egy epoxigyanta réteget, majd fluidágyas technológiával porított epoxigyantából, piromellitsav-dianhidridből és kvarclisztből álló keveréket visznek fel, és az így bevont tekercset beégetik. E megoldás hátránya a bonyolult technológia, amely kizárja szélesebb körű ipari elterjedését. A találmány célja, hogy vülamos sajátságokkal és felviteli tulajdonságokkal rendelkező és 155 °C- ig hőálló, elsőroban villamos tekercsek impregnálására használható vízoldható villamosipari szigetelőlakkot biztosítson. E cél elérése érdekében vizsgálataink az epoxiészter bázisú gyantákra irányultak, mert előzetes vizsgálataink szerint a kötőanyagként ilyen alapgyantát tartalmazó szigetelőlakkoktól várható, hogy kielégítik a fenti követelményeket. A találmány feladata tehát, hogy eljárás biztosítson villamosipari szigetelőlakk előállításához használható epoxiészter bázisú alapgyanta előállítására. Vizsgálataink során azt találtuk, hogy az említett feladatot megoldhatjuk, ha dián-diglicidiléter (DDG) alapú epoxigyantát előbb monokarbonsavakkal addíciós észterezésnek vetünk alá, majd a kapott terméket kétértékű és adott esetben háromértékű karbonsavval észterezzük tovább. Ha az így 2 5 10 * 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
