BG61708B1

BG61708B1 - Метод за фиксиране на намотани детайли със съединения, полимеризиращи по радикалов механизъм

Info

Publication number: BG61708B1
Application number: BG99037A
Authority: BG
Inventors: Gerhard Kiessling; Raimund Pillath; Stefan Reuther; Anja Richter
Original assignee: Herberts Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung
Priority date: 1993-09-11
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1998-03-31
Also published as: SI9400350B; EP0643467A2; US5466492A; BG99037A; CZ285986B6; DK0643467T3; SK282301B6; NO943333L; SI9400350A; EP0643467B2; EP0643467B1; ATE149759T1; ES2101413T5; CZ215594A3; NO943333D0; GR3023243T3; PL179473B1; EP0643467A3; ES2101413T3; FI944157A0

Abstract

Чрез метода се фиксират намотани детайли, изработени от електропроводими материали, чрез импрегниране със състави, полимеризиращи по радикалов механизъм и термично втвърдяване. Намотаните детайли се импрегнират имерсионно, покриват се в поток, след което се подлагат на вакуум импрегниране, вакуум-нагнетяващо импрегниране или импрегниране чрез заливане. Едновременно с термичното втвърдяване или след него, намотаните детайли се втвърдяват чрез високоенергетично лъчение. Методът се осъществява с малък разход на енергия и ниски стойности на отделящите се летливи вещества. Изобретението се отнася и до състави, втвърдяващи се по радикалов механизъм.

Description

Изобретението се отнася до метод за фиксиране на намотани детайли, в частност жични намотки за електрооборудване, като ротори, статори и трансформатори, чрез импрегниране (например чрез потапяне или заливане) със състав, полимеризиращ по радикалов механизъм.

Електрооборудването, като ротори, статори или трансформатори, често се състои от метална сърцевина, около която е навит фолиен или жичен материал, например медно фолио или проводник. Намотките в тези тридименсионални компоненти обикновено се импрегнират със съединения, полимеризиращи по радикалов механизъм и след това се изпичат с цел фиксиране на намотаните детайли и съхраняване на функцията им.

Полимеризиращите по радикалов механизъм състави, известни като импрегниращи смоли или агенти, съдържат например ненаситени полиестерни смоли, които се разтварят в ненаситени ароматни или алифатни мономери, полимеризиращи по радикалов механизъм, като например стирен или хександиолдиакрилат. Тези мономери често имат много висок парен натиск, така че много голяма част от тях се изпарява по време на термичното втвърдяване. Това предизвиква проблеми, свързани с околната среда. Материалите, съдържащи стирен, имат например неприятна миризма и относително висока токсичност. Ето защо се налага унищожаването им, например чрез последващо изгаряне.

Известно е също така, че топлината, необходима за втвърдяването, се получава чрез прилагане на електрически ток към електропроводимите намотки след тяхното импрегниране и провеждането на тока предизвиква получаването на необходимата температура. Това води до втвърдяване на импрегниращите смоли върху и в жичните намотки.

Обаче, компонентите съдържат също така и твърди елементи, т.е. компактни части от електропроводим материал, през които електричество не преминава. Импрегниращата смола не се втвърдява напълно. Ето защо се налага допълнително компонентите да се изпичат в пещ.

Предшестващо състояние на техниката

В DE-A-40 22 235 е описано покриването на електрически намотани детайли с импрегниращи агенти, полимеризиращи по радикалов механизъм, и с цел да се предотврати изпаряването на веществата, опасни за здравето, омрежването на повърхността се извършва с UV лъчение. Това води до втвърдена повърхност и нискомолекулните вещества под повърхността не могат вече да преминават в газова фаза по време на термичното омрежване. За да се подобри омрежването обаче, този метод изисква впоследствие по-интензивна термична обработка в пещ. В DD 295 056 е описан подобен метод.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да предложи метод за покриване на намотани детайли с импрегниращи агенти, които са подходящи за фиксиране на тридименсионални компоненти с жични намотки, които агенти имат добра проникваща способност в компонентите, понижават количеството на отделящите се летливи вещества, опасни за здравето, и намаляват енергетичните разходи за омрежването. Освен това се предлагат състави, приложими съгласно метода.

Задачата се решава съгласно изобретението чрез метод за фиксиране, при който тридименсионалнитс изделия, които трябва да се фиксират под формата на намотани детайли, изработени от електропроводими материали, се импрегнират със състави /композиции/, полимеризиращи по радикалов механизъм, и след това се изпичат. Методът се характеризира с това, че намотаните детайли се импрегнират чрез потапяне, покриване в поток, вакуумимпрегниране, вакуумнагнетяващо импрегниране или тънкоструйно импрегниране, и с това, че те след това допълнително се втвърдяват чрез високоенергетично излъчване едновременно със или след термичното втвърдяване. В частност откритите импрегнирани повърхности се втвърдяват чрез високоенергетично излъчване едновременно със или след термично то втвърдяване. Съгласно едно предпочитано изпълнение на изобретението термичното втвърдяване се постига чрез пропускане на електрически ток през намотките на намотания детайл. Съгласно друг вариант на изобретението намотаните детайли се нагряват, например до температура 180°С, и след това се импрегнират.

В частност методът съгласно изобретението се постига при използването на състави, полимеризиращи по радикалов механизъм, които съдържат инициатори на свободни радикали като отделни съединения или смеси, които реагират както на високоенергетично излъчване, така и на топлина.

С метода съгласно изобретението отделянето на вещества, опасни за здравето, е понижено и се постига по-добро оползотворяване на импрегниращите агенти. Освен това, енергията, необходима за омрежването, се намалява значително. Импрегниращите състави се прилагат върху намотаните детайли при използване на познати методи. При прилагането трябва да се държи сметка за това импрегниращите агенти да покрият и проникнат ефикасно. Преди или за предпочитане след прилагането е възможно постигане на високи температури чрез пропускане на ток през електрическите проводници. По този начин омрежване се инициира по време на импрегнирането. Импрегниращите агенти се фиксират в намотките (бобините) и вече не могат да изтичат. Получаването на дефекти, като кухини, предизвикани от изтичане, се предотвратява чрез бързото фиксиране. Омрежването е извършено и летливите реакционноспособни съставки имат по-малко време да преминат в газова фаза.

Температурата може да се контролира от преминалия ток. Температурата се избира по такъв начин, че да се постигне адекватно омрежване на импрегниращите агенти. Топлината се получава в компонентите, които ще се покриват с импрегниращ агент, т.е. не протича излишно нагряване на електрически непроводимите компоненти. Температурата може да се измерва и да се контролира по тока, преминаващ без допълнително измерително оборудване. Възможно е чрез повишени температури при прилагането на импрегниращите съединения да се подобри проникването на импрегниращите агенти в материала, подло жен на покриване. Възможно е също така използването на материали с умерено висок вискозитет, който след това прониква ефективно при повишената температура.

Все пак при обичайните методи за импрегниране някои пластични и твърди компоненти също се покриват. Благодарение на отделянето на топлина в електропроводимите части, тези покрити площи се омрежват само леко. За да се постигне коректно омрежване, компонентите се обработват с високоенергетично лъчение, например с UV лъчи или електронен поток, след термичното омрежване около намотките. В частност това е повърхността на компонентите, която е втвърдена тук - само слабо покритите повърхности на твърдите части, които не се нагряват от преминаването на електрически ток. След обработка с високоенергетично лъчение материалите, подложени на покриване, са омрежени равномерно.

Полимеризиращите по радикалов механизъм съединения, които се използват съгласно изобретението, са втвърдяващи се както от високоенергетично лъчение (например UV лъчи или поток от електрони), така и от топлина. Може да се предпочете активирането на полимеризиращите по радикалов механизъм състави чрез добавяне на инициатори на свободни радикали. Инициатори на свободни радикали са тези, които могат да се активират от високоенергетична радиация или топлина. В частност се предпочита използването на смеси на инициатори на свободни радикали, реагиращи на високоенергетична радиация (фотоинициатори), и тези, реагиращи на топлина.

Добавянето на фотоинициатори зависи силно от вида на радиацията, с която повърхността ще бъде втвърдявана. Така например, не е необходимо добавянето на фотоинициатори, ако повърхността се втвърдява с поток от електрони.

Инициаторите, които могат да се използват съгласно изобретението, както фотоинициаторите, така и термично реагиращите инициатори, са достъпните на пазара такива.

Инициаторите, които могат да се използват, например са тези търговки инициатори, които абсорбират в диапазон от дължини на вълната между 190 и 400 nm. Примери за такива фотоинициатори са инициаторите, съдържащи хлор, като ароматните съединения, съдържащи хлор, описани например в US А 4

089 815, ароматните кетони, описани в US А 4 318 791 или ЕР А 0 003 002 и ЕР А 0 161 463, хидроксиалкилфеноните, описани в US А 4 347 111, фосфиновите оксиди, описани в ЕР А 0 007 086, 0 007 508 и 0 304 783, водоразтворимите инициатори на базата например на хидроксиалкилфеноните, описани в US А 4 602 097, ненаситените инициатори, като естерифицирани ОН-функционални ароматни съединения, например с акрилова киселина, описани в US А 3 929 490, ЕР А 0 143 201 и ЕР А 0 143201 и ЕР А 0 341 560, или комбинации на такива инициатори, както е описано например в US А 4 017 652. Предпочитани примери са 2метокси-2-хидроксипропиофенон, бензофенон, производни на тиоксантона, ацилфосфинови оксиди и Михлеров кетон.

Особено предпочитани фотоинициатори съгласно изобретението са ацилфосфиновите оксиди. Те са известни на специалистите. Примери за тях са описани в ЕР А 0 007 086, ЕР А 007 508 и ЕР А 0 304 783. Особено предпочитаните примери имат формулата

в която R_a е линеен или разклонен алкилов радикал, имащ 1 до 6 въглеродни атома, R_B = R_a, в която R_a и R_b могат да бъдат еднакви или различни един от друг, или арилокси, или арилалкокси, или където R_A и R_B, взети заедно, могат да образуват о-фенилендиокси група, R_f, R_d, R_e могат да бъдат алкил, алкокси или алкилтио, като всеки съдържа от 1 до 6 въглеродни атома, и R_c, R_D и R_£ могат да бъдат различни или еднакви.

Посочените по-горе фотоинициатори могат да се използват самостоятелно или под формата на смеси; например комбинацията на фосфинови оксиди с други търговски фотоинициатори се предпочита.

Реагиращите на топлина инициатори на свободни радикали, които могат да се използват съгласно изобретението, са също обичайните инициатори, които могат да се използват за термично втвърдяване на съединения, полимеризиращи по радикалов механизъм.

Примери за такива термично реагиращи инициатори са С-С лабилните съединения, като например описаните в German Pat.DE-PS 12 19 224, които представляват 1,2-заместени етани с обща формула

R₂ -С — С -r₄

I I

X Y в която _R) и R₃ представляват ароматен остатък, Rj е водороден атом или алифатен или ароматен остатък, R₄ - алифатен или ароматен остатък и X и Y представляват възможно блокирана хидроксилна група и/или халоген.

Други примери за 1,2-заместени етани, подходящи като инициатори за свободнорадикалова полимеризация с прилагане на топлина, са тези с обща формула

R, в която R₅ и R₆, независимо един от друг, представляват -ОН, -ОСН₃, -ОС₆Н_р -СН₃, CN, -NH₂, С! или -OSi(CH₃)₃, като например описаните от A. Bletzki and W. Krolikowski, Kunststoffe, 70 (1980) 9, p. 558 - 562.

Други примери за термично активиращи се инициатори на свободни радикали на базата на 1,2-заместени етани са тези с обща формула

С-0 с-о

С-0 С-0

OR, OR, и

CN CN

С-0 С-0

OR, OR, в която остатъците R₆ могат, независимо един от друг, да означават водород или една или повече алкилови или алкоксилови групи, като метилова или метоксигрупи, и в която R_? групите могат, независимо една от друга, да означават водороден атом или алки лови групи, съдържащи например от 1 до 4 въглеродни атома, като метилова или етилова група. Такива съединения са например описаните от H.Wolfers, Kunststoffe 68 (1978) 9, р. 553 - 555 и от D.Braun, Kunststoffe 69 (1979) 2, р. 100 - 104; същите са достъпни на пазара обичайни инициатори. Друга група термично активиращи се инициатори на свободни радикали са бифункционалните инициатори от цикличен силилпинаколов етерен тип, като например описаните в Polym. Bull. 16, 95 (1986). Както вече бе споменато за фотоинициаторите, термично активиращите се инициатори могат също да се използват под формата на смеси.

Обичайните пероксидни и азосъединения могат също да се използват като инициатори. Тези съединения са известни като фотоинициатори и/или като термично лабилни инициатори. Пероксидите и инициаторите на база азосъединения могат да се използват самостоятелно при условие, че техните качества като фотоинициатори и термично активиращи се инициатори са достатъчни. Възможно е те да се използват под формата на смеси с фотоинициатори или термично лабилни инициатори.

Примери за използваеми пероксиди са органичните пероксиди, като обичайните за пластмасовата промишленост инициатори на свободни радикали, като ди-т.-бутил пероксид, дибензоилпероксид, пероксикарбоксилните киселини, такива като пероксиоцетната киселина, пероксидикарбонатите, такива като ди-втор,бутилпероксидикарбонат, пероксидиестерите, такива като 2-етилхексанова киселина трет,бутилестер, хидропероксидите, такива като куменпероксид и кетонпероксид, такъв като метилетилкетон пероксид. Пример за азоинициатор е азобисизобутиронитрила, който на първо място може да се използва като термично активируем инициатор.

Съгласно изобретението се предпочита използването на смеси от фотоинициатори и термично активиращи се инициатори. Инициаторите се използват в количества, обичайни респективно за фотоинициаторите и термичнореагиращите инициатори. Общото количество на инициатори, които се използват, може да бъде например от 0,01 до 20, за предпочитане от 0,1 до 10, особено се предпочита между 0,1 и 5, например 0,5 до 5 или 0,5 до 3 % тегл. по отношение на общото тегло.

Максималното количество, което може да бъде добавено, е фактически неограничено; количеството се поддържа, колкото е възможно по-ниско поради икономически съображения. Количественото отношение на фотоинициатора към термично нестабилния инициатор може да варира в много голям диапазон; то може да бъде например от 1:1 до 20:1, за предпочитане от 1:1 до 10:1 и обратно.

Фотоинициаторите трябва да бъдат добавяни в такова количество, че след термичното омрежване все още да бъде възможно достигането на достатъчно омрежване на областите, неподложени на въздействието на топлината с високоенергетичното лъчение.

Съгласно една предпочитана особеност на изобретението то се отнася до такива състави, полимеризиращи по радикалов път, които са особено полезни за метода съгласно изобретението. Те се характеризират с това, че съдържат комбинация от добавки, включващи:

A) Един или повече ацилфосфинови оксиди като инициатори, които са за предпочитане споменатите по-горе ацилфосфинови оксиди;

Б) Един или повече С-С лабилни инициатори, които са термично активиращи се, подобни на съединенията, дадени за пример по-горе;

B) Един или повече стабилизатори от типа на хидрохинона, хинона, алкилфенолите и/или алкилфенолните етери.

Изненадващо е установено, че тези състави, полимеризиращи по радикалов механизъм, са особено полезни за импрегниране на нагрявани намотани детайли, като температурата на нагряването достига 180°С. Това е особено изненадващо, тъй като се установи, че потапянето на нагрявани намотани детайли в използваните за момента състави има отрицателно влияние върху съставите и може дори да доведе до нежелателна полимеризация. Така че методът съгласно изобретението може в частност да бъде проведен с такива състави чрез потапяне без влошаване на състава. Освен това е показано, че тези състави имат много добра стабилност по отношение на складиране и по-специално при температури до 50°С.

Установено е, че следващите по-долу стабилизатори, подбрани между много познати стабилизатори, дават желаните ефекти в споменатите състави: стабилизатори от типа на хидрохиноните, хиноните, алкилфенолите и/или алкилфенолните етери. Специфични примери са хидрохинона, метилхидрофенона, р-бензохинона, вторични и третични метилфеноли, третични бутилфеноли, третични амилфеноли, октилфеноли, бутилирани ксиленоли и бутилирани крезоли.

Съгласно изобретението е удобно използването на стабилизатори под формата на смеси. Желателно е комбинирането на поне два от споменатите по-горе стабилизатори, за да се постигне желаната термостабилност на импрегниращите смоли до температури 50°С в продължение на по-дълги периоди от време; освен това реакциите на втвърдяване на импрегниращите състави при температури на изпичане над 100°с не влошават качествата. Възможно е използването на конвенционални количества стабилизатори. Общото количество на използваните стабилизатори може да бъде например 0,005 до 0,5, за предпочитане 0,01 до 0,1 и особено се предпочита 0,01 до 0,05 % тегл. по отношение на общото количество на състава. Съотношението на количествата на стабилизаторите варира в широки граници. Ако например се използват два стабилизатора, отношението може да варира от 1:1 до 20:1, за предпочитане от 1:1 до 10:1 и обратно. Подобен диапазон може да се използва, ако се използват повече от два стабилизатора. Особено се предпочитат смесени стабилизатори от хинонов тип с такива от алкилфенолов тип.

Съединенията, полимеризиращи по радикалов механизъм, които могат да бъдат използвани като импрегниращи смоли, са известни на специалистите като радикаловополимеризиращи материали. Тези материали могат да бъдат мономери, олигомери или полимери, или съполимери.

Примери за съединения, полимеризиращи по радикалов механизъм, са обичайните втвърдяващи се радиационно, в частност UV втвърдяващи се съединения на базата на мономери, олигомери, полимери, съполимери или комбинация от тях, имащи една или повече олефинови двойни връзки, като например естерите на акриловата киселина и метакриловата киселина, заедно със съединения, имащи една или повече винилови или алилови двойни връзки. Примери за монофункционални мономери са бутил (мет) акрилат, а примери за трии тетрафункционални мономери са тримети лолпропантри (мет) акрилат и пентаеритролтри- или тетра (мет)акрилат. Изразът (мет)акрилат означава акрилати и/или метакрилати. Примери за винилови или алкилови ненаситени мономери са стирена и производните на стирена като дивинилбензен, р-метилстирен и винилтолуен. Примери за алилови съединения са диалилфталата и пентаеритролтри- или тетраалил естер. Пример за олигомери или преполимери са (мет)акрилни функционални (мет)акрилови полимери, епоксидна смола (мет)акрилати, например реакционните продукти, получени от два мола (мет)акрилова киселина и обичайните търговски епоксидни смоли, като например Epicote 828, полиестер (мет) акрилати, полиетер(мет)акрилати, уретан(мет)акрилати, амино(мет)акрилати, ненаситени полиестери, ненаситени полиуретани, силикон(мет)акрилати или комбинация на горните. Примери за такива втвърдяващи се продукти са описани в следните източници:епокси(мет)акрилати в ЕР А 0 003 896, ЕР А 0 049 992 и US А 4 485 123, уретан (мет) акрилати в ЕР А 0 053 749, ЕР А 0 209 684 и US А 4 162 274, полиестер(мет)акрилати в ЕР А 0 083 666, DE А 38 10 140, DE А 38 20 294.

Радикаловополимеризиращите съединения, които са особено подходящи съгласно изобретението, са тези, които съдържат олефиново ненаситени полиестери и олефиново ненаситени мономери като реактивен разредител, както е описано например в ЕР А 0 134 513. Мономерите могат да бъдат моно- или полиненаситени. Примери за такива мономери са дадени по-горе. Предпочитат се акрилоилови и метакрилоилови съединения. Особено предпочитани примери за такива реакционоспособни разредители са хександиолдиакрилата и бутандиондиакрилата, които могат да бъдат използвани с ненаситени полиестери, било самостоятелно или смесени заедно. Други примери на мономери, които могат да се използват заедно с олефиновоненаситените полиестери, са стиренът и винилтолуенът. Примери за импрегниращи смоли на базата на олефиновоненаситени полиестери с мономери като реакционоспособни разредители са дадени в ЕР А 0 134 513.

Ненаситените полиестери, които могат да бъдат използвани, са тези полиестерни смоли, известни за тази цел, в частност така наречените имидсъдържащи ненаситени полиестери, описани в DE А 15 70 273, DE А 17 70 386 и DE А 28 56 050. Възможно е все пак използването на така наречените свободни от имид полиестери, познати от десетилетия. Тези ненаситени полиестери представляват кондензационни продукти, получени от многоосновни карбоксилни киселини, поливалентни алкохоли и ако те съдържат имид - от съединения, съдържащи аминогрупи, възможно с монофункционални съединения. Примери за многоосновни карбоксилни киселини са дикарбоксилните киселини като малеиновата или фумаровата киселинна, цитраконовата киселина, итаконовата киселина, възможно смесени с наситени или ароматни карбоксилни киселини като янтарната или адипиновата киселина, фталовата киселина, изофталовата киселина, терефталовата киселина и други такива, заедно с тетрахидрофталовата киселина, ендометилентетрахидрофталовата киселина или със съответните частично или напълно халогенирани съединения (последните имат свойствата на забавители на горенето). Примери за съединения с различаващи се функционални групи са лимонената киселина, моноетаноламина, аминоетанкарбоксилната киселина заедно със съответните аминоалкохоли или аминокарбоксилни киселини, съдържащи три или четири СН₂групи. Тези киселини могат да се използват под формата на естери, полуестери или анхидриди.

Съединенията, съдържащи хидроксигрупи, които могат да се използват, са главно съединения, използвани за получаване на полиестери. Подходящи съединения са например диолите, като например гликол, неопентилгликол, пропиленгликол и полиоли с три или четири хидроксилни групи, като например глицерол, триметилолпропан, триметилолетан, пснтаеритритол, дипентаеритритол, трисетилизоцианурат.

Ненаситените полиестери, съдържащи имид, обикновено съдържат кондензирана тетрахидрофталова киселина или неин анхидрид, които заедно с аминогрупата образуват петчленен имиден пръстен. Полиестерите могат също така да съдържат монофункционални карбоксилни киселини, алкохоли и/или амини като вещества, прекъсващи нарастването на веригата. Те могат също така да съдържат наситени и ненаситени масла, например хидроксифунк ционални масла, като кастролово масло или карбоксифункционални масла като малеатни масла.

За да се получат състави, полимеризиращи по радикалов механизъм съгласно изобретението, споменатите по-горе съединения се смесват с инициатори за свободна радикалова полимеризация, в частност смеси на фотоинициатори и термично активиращи се инициатори и стабилизатори. Съставите, полимеризиращи по радикалов механизъм, могат освен това да съдържат обичайните добавки като пигменти, разпенители, пластификатори, ускорители (например метални соли, заместени амини), стабилизатори (например хидрохинон, бензохинон), които са познати на специалистите. Съставите не съдържат разтворители.

Приложението на състави, полимеризиращи по радикалов механизъм, за импрегниране на намотани детайли, които трябва да бъдат стабилизирани, например жични намотки, може да се постигне по следния начин.

Чрез импрегниране чрез потапяне: при този метод детайлът, който трябва да се импрегнира, се потапя в импрегниращата смола за определен период от време, определен например чрез предварително изпитание, или при непрекъснат процес се изтегля през импрегниращата смола.

Чрез покриване в поток. В този случай детайлът за импрегниране се поставя в импрегниращ контейнер, който след това се изпълва с импрегниращ агент така, че субстратът да се потопи.

Чрез вакуумно импрегниране или вакуумнагнетяващо импрегниране. Когато се прилага този метод, детайлът, който ще се импрегнира най-напред, се евакуира във вакуумиращ съд. След като веднъж желаният вакуум е постигнат, импрегниращият агент се прехвърля от контейнера, в който е складиран, във вакуумния съд и след това е възможно да се приложи върху субстрата под налягане.

Импрегниране чрез заливане. Този метод се предпочита, когато се импрегнират ротори. В този случай предметът не се потапя в импрегниращия агент, а полимеризиращият състав се прилага върху субстрата при използването на дюзи. Възможно е при прилагането субстратът да се върти.

За да се осигури добро проникване, може да се предпочете предварително нагряване на детайла, който ще бъде импрегниран по следния начин: нагряването може да се осъществи с електрически ток или от отделен източник на топлина, например пещ. Нагряването може да се проведе по време или за предпочитане преди импрегнирането. Температурата все пак трябва да бъде подбрана така, че да се осигури добър поток. Ако се използват материали с много нисък вискозитет, може дори да настъпи желиране. По този начин се избягва изтичане и отцеждане от намотъчните детайли. Това понижава загубите на материал и в субстрата се получават по-малко дефекти, например кухини.

Съгласно изобретението също така е възможно нагряване на импрегниращата смола за постигане на добро проникване в намотаните детайли. Това е особено удобно, ако се използват предпочитаните съгласно изобретението импрегниращи състави, които съдържат комбинация на алкилфосфинови оксиди, като фотоинициатори, С-С лабилни инициатори, които могат да бъдат активирани термично, и един или повече стабилизатори от типа на хидрохиноните, хиноните, алкилфенолите и/или алкилфеноловите естери.

След импрегниране предметът се нагрява с цел втвърдяване на импрегниращата смола. Топлината за омрежване може да се получи чрез пропускане на електричество през навивките, въпреки че също така е възможно използването на пещ или IR източник.

Завършването на реакцията на втвърдяване се провежда чрез термична обработка, която може да се осъществи в движение или непрекъснато, при което температурите са например в диапазона между около 80 и 180°С, като продължителността на реакцията варира в зависимост от системата, която се втвърдява от 1 до 180 min. Температурата може лесно да се контролира по количеството на пропуснатия ток. Плътните части не се нагряват, така че консумацията на енергия се запазва ниска.

След операцията на импрегниране, а възможно също така едновременно с термичното омрежване, съставът, полимеризиращ по радикалов механизъм на повърхността на субстрата, който ще се фиксира, и върху ненагретите плътни части се втвърдява чрез радиационен източник, който излъчва високоенергетична радиация, например източник на UV светлина или източник на електронни лъчи. Като радиационни източници могат да се използват обичайни източ ници, подходящи за UV или електронно лъчево облъчване. Подходящи източници за UV радиация са например живачни лампи, работещи при високо и средно налягане.

Тридименсионните детайли минават на конвейер покрай радиационния източник за повърхностно радиационно втвърдяване, така че процесът може да се осъществи в движение. Детайлът може да преминава покрай радиацоинния източник, като едновременно с това се върти така, че да се осигури равномерна радиационна доза.

Високоенергетичната радиация може да въздейства върху предмета в продължение на 5 s до 15 min, в частност между 2 и 10 min. Ако се използва енергия с висока плътност, тази продължителност може да бъде даже пониска. По този начин частта от импрегниращите агенти, която все още не е била термично втвърдена, се омрежва. Повърхността на намотаните детайли, която при някои обстоятелства може да не се е омрежила достатъчно, претърпява поствтвърдяване от радиацията. Намотаните детайли се получават с равномерно омрежена повърхност.

Намотаните детайли с електропроводими части могат да се фиксират чрез прилагане на метода съгласно изобретението. Методът съгласно изобретението е освен това приложим за други субстрати, изискващи термично втвърдяване и фиксиране. Методът съгласно изобретението е особено подходящ за фиксиране на жични намотки, в частност за фиксиране на електрически намотки, които се използват в електрооборудването, като например в ротори, статори, трансформатори и т.н. Методът съгласно изобретението може освен това да се използва за фиксиране на намотани детайли в електропромишлеността, имащи метални фолии, например медни фолии.

Отделянето на летливи мономери е до голяма степен предотвратено благодарение на метода съгласно изобретението поради бързото образуване на полимерен слой. Вискозитетите могат също бързо да се повишат чрез бързо нагряване на импрегнираните площи, така че се предотвратява изтичане от или извън субстрата. По този начин консумацията на материала се понижава силно при константно качество на импрегниране или подобрено качество на импрегнирането се постига при постоянен разход на материал. Методът води до подобряване на икономичността и/или до по-продължителен срок на работа на намотките при термомеханично натоварване. Особено предимство на метода съгласно изобретението е, че той може да се осъществи в движение или непрекъснато. Икономии в завода и оборудването, например скъпи пещи, може също да се постигнат съгласно метода на изобретението.

Примери за изпълнение на изобретението

Практически пример 1.

Приготвя се състав за покритие от стиренов разтвор на смес, получена от полиестер на изофталовата киселина и имиден полиестер (получен съгласно ЕР А 134 513) с термоинициатор и фотоинициатор (както е описано в DE 43 18 0048):

части ненаситен имиден полиестер (твърд) части полиестер на изофталовата киселина (твърд)

77,5 части стирен (разтворител)

0,05 части хидрохинон (стабилизатор) части производно на фенилетана (DE А 12 19 224) (термоинициатор) части 1 -фенил-1-хидроксипропиофенон (фотоинициатор).

Сравнителен тест

Статор се потапя бавно (35 mm/min) в състав за покриване съгласно практически пример 1, бавно се изважда след време на престой 1 min и след това се оставя да се изцеди в продължение на 20 min.

След това статорът се изпича в пещ в продължение на 1 h при 150°С.

Пример 1.

Импрегнира се статор по същия начин както в сравнителен тест 1. След това статорът се нагрява с електричество до 150°С за 2 min и се държи при тази температура в продължение на 8 min. След краткотрайно охлаждане той се облъчва в продължение на 10 min с UV светлина с дължина на вълната около 300 nm.

Пример 2.

Статор се нагрява с електричество в продължение на 2 min така, че да се достигне температура 60°С. Статорът се потапя бавно в състава, с който ще се покрива съгласно практически пример 1, държи се в продължение на 10 s и се изважда от състава. След това стато рът се оставя да се изцеди в продължение на 5 min. Изпичането се извършва чрез нагряване в продължение на 2 min и поддържане на температура 150°С за 8 min. След краткотрайно охлаждане статорът се изпича в продължение на 10 min с UV светлина.

Пример 3.

Статор се нагрява до 60°С в пещ и след това се импрегнира, нагрява се с електричество и се облъчва както в пример 2.

Статорът се изпича и има добро омрежване дори в тези части, през които не преминава електричество.

Определя се загубата на смола при дренирането и количеството на изпарилия се стирен. Количеството погълната суха смола е много постоянно и е между 43 и 46 g на статор.

	Дрениране Загуба на втвърдяване	Загуба на стирен
Сравни-
телен тест	35 g	20 g
Пример 1	24 g	п g
Пример 2	9 g	4 g
Пример 3	16 g	9 g

Статорите имат добри електрически свойства и механична стабилност. Съгласно изобретението загубите на стирен в околната среда са значително по-малки и загубите на смола от влажния състав за покриване са понижени.

Пример 4.

Към две конвенционални импрегниращи смоли на базата на ненаситен полиестеримид (НПЕИ) и ненаситен полиестер (НПЕ), получени например съгласно ЕР А 0 134 513, се добавя при различно количество на компонентите комбинация на добавките съгласно изобретението, например с ацилфосфинов оксид (АФО), С-С лабилни инициатори, стабилизатори от типа на хидрохиноните (Стаб. 1) и/ или хиноните (Стаб. 2), и/или стабилизатори от типа на алкилфенолите (Стаб. 3) и/или алкилфеноловите етери (Стаб. 4).

Сравнителните тестове не съдържат АФО (ацилфосфинови оксиди).

За да се проведат други сравнителни тестове, се приготвят импрегниращи състави на базата на НПЕ, в които С-С лабилните ини циатори са заменени с пероксид или азосъединение като термично нестабилни инициатори.

Приготвят се импрегниращи смоли със състав, даден в таблица 1. Числата в таблицата се отнасят за 100 тегл. части импрегнираща смола.

Таблица 1.

Състав на импрегниращите смоли

Срав. пример	Смола	С-С АФО лабилни	Стаб.1	Стаб.2	Стаб.З	Стаб.4
1	НПЕИ	1	0,01
2	НПЕИ	2	0,01	-	-	0,01
3	НПЕИ	2	0,01	-	0,02	0,01
4	НПЕ	1	0,005	-	-	0,005
5	НПЕ	2	0,007	-	-	0,007
Пероксид
6	НПЕ	1	0,02	-	-	-
Азосъединение
7	НПЕ	0,50	0,02	-	-	-
4-1	НПЕИ	1 1	0,008	0,002
4-2	НПЕИ	2 1	0,01	0,002	-	0,01
4-3	НПЕИ	2 1	0,01	-	0,04	0,01
4-4	НПЕ	1 1	0,005	0,003	-	0,005
4-5	НПЕ	2 1	0,007	-	0,04	0,007

За да се покаже подобрената стабилност на импрегниращите смоли съгласно изобретението се изпитва температурната стабилност.

Парче желязо с тегло 525 g и размери 120 х 60 х 10 mm се нагрява в пещ до 150°С и нагрятото парче се потапя в 1000 g импрегнираща смола. Парчето се държи в продължение на 30 s в импрегниращата смола, след което се държи над смолата 30 s, за да се отделят капките. Това сс повтаря няколко пъти на интервали от 0,5 h (30 min = 1 цикъл). След потапянето смолата се разбърква и контейнерът, съдържащ им40 прегниращата смола, се оставя отворен до края на всеки цикъл.

След общо 15 цикъла се определя стабилността на импрегниращата смола чрез измерване на:

- вискозитет (определяне на времето на изтичане)

- реакционна способност (време на желиране)

- стабилност при 40°С

- стабилност при 50°С

Резултатите са представени в таблица 2.

и	*3
□	R
φ
4*1	M
	s
3
Рь
s	Ι/Ί
	f4
r*
Ur	d
o
	£
rz	Λ
X	д
Ю	zr

e	o
ί ^U
i
Ό
	e
U	ч
Ο
o	M
*	3
	3i
s
CL	ΜΊ
=	—
L·	2
Q
O

R	3
S	ν'
IG
	c
b
L?
Φ	g
I
	£
a
з	±
r

. *	W\|
1	f—<
-
£	g
o	Ji
Я
Q	s
CL
	©

r—4	un	iC	Л	o	(4
Ф	Гч	P*	>n	'p	<·

1А аз

г*.

Ш 00 £“>

П < «Ф

ΓΊ ΙΛ

V»

ОС<7.

«

O‘I

β

4

<n

Ln

W>

X

00

c

9]

—

o

Ф

P

•t

a

r

M

r*

f*·

©

Г“

а

‘Ό

QC

*»

r·

o

V)

s

—4

ΙΛ

О

Таблица 2.Харалтеристнгн на импрегниращите смали преди след ТСИТ|Ературний тест

I

4)
	<3
<9	R
«1	ci
X	M
	s
*
3
	W“i
Λ	r-<


	d
V	—1
3	X
□
Q.
Φ	-
	©
Cl
ζ;
S
S
Ck

*
J

«а
4
CL
u

Vj t—	Ό
c- r-	Ф

М СЛ ·£>

Г- с— Г'

С Г'· <й s3 VD «С

Fl	Ф	IH	\0
		VD	Φ

<м

«л ••ο

ч fl и

X ί

€ ς г“ м

Я

Φ

•ΰ

F*. ь*

С-- ν'. гΦ ΙΛ

Ό « LO

Лч

Ако АФО компонентът на комбинацията от добавки съгласно изобретението отсъства (сравнителни примери 1 до 5), стойността на стабилността при 40°С и при 50°С намалява след 15 цикъла. Ако АФО компонентът присъства в състава заедно с почти същото съдържание на стабилизатори (примери 4-1 до 4-5), стабилността при 40°С и при 50°С нараства и почти не се променя след 15 цикъла.

Ако импрегниращият състав съдържа пероксид или азосъединение като инициатори вместо комбинацията от добавки съгласно изобретението, съставите показват драстично понижена устойчивост при съхранение (сравнителни примери и примери 4-6 и 4-7).

Патентни претенции

Claims

1. Метод за фиксиране на намотани детайли, изработени от електропроводими материали, чрез импрегниране със състави, полимеризиращи по радикалов механизъм, и термично втвърдяване, характеризиращ се с това, че намотаните детайли се импрегнират чрез импрегниране чрез потапяне, покриване в поток, вакуумимпрегниране, вакуумнагнетяващо импрегниране или импрегниране чрез заливане и с това, че едновременно със или след термичното втвърдяване намотаните детайли се втвърдяват чрез високоенергетично лъчение.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че термичното втвърдяване се провежда чрез прилагане на електрически ток върху намотките на намотаните детайли.

3. Метод съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че намотаните детайли се нагряват преди импрегнирането.

4. Метод съгласно претенция 3, характеризиращ се с това, че намотаните детайли се нагряват чрез прилагане на електрически ток върху намотките им.

5. Метод съгласно претенция 3 или 4, характеризиращ се с това, че намотаните детайли се нагряват предварително до температура 180°С.

6. Метод съгласно една от претенции 1 до 5, характеризиращ се с това, че импрегнирането се провежда със състав, полимеризиращ по радикалов механизъм, съдържащ инициато-

5 ри на свободни радикали, реагиращи както на високоенергетична радиация, така и на топлина.

7. Метод съгласно всяка една от претенции 1 до 6, характеризиращ се с това, че импрегнирането се провежда със състав, полимери-

10 зиращ по радикалов механизъм, съдържащ смес на инициатори на свободни радикали, реагиращи на високоенергетична радиация и термично реагиращи инициатори на свободни радикали.

8. Метод съгласно една от претенции 1

15 до 7, характеризиращ се с това, че повърхността се втвърдява чрез UV радиация или поток от електрони.

9. Метод съгласно една от претенции 1 до 8, характеризиращ се с това, че импрегнирането се провежда само със състав, полимеризиращ по радикалов механизъм, и изложената на въздействие повърхност се втвърдява чрез електронно-лъчева радиация.

10. Метод съгласно една от претенции 1 до 7, характеризиращ се с това, че съставът, полимеризиращ по радикалов механизъм, съдържа комбинация от добавки, включваща:

A) Един или повече ацилфосфинови оксиди като фотоинициатори;

Б) Един или повече С-С лабилни инициатори, които са термично активиращи се;

B) Един или повече стабилизатори от типа на хидрохиноните, хиноните, алкилфенолите и/или алкилфенолните етери.

11. Метод съгласно една от претенции от 1 до 10, характеризиращ се с това, че фиксираните намотани детайли са намотки от електропроводник.

12. Метод съгласно една от претенции 1, 2 и 6 до 11, характеризиращ се с това, че намотките са вече горещи или се нагряват по време на импрегнирането.

13. Метод съгласно една от претенции от 1 до 12, характеризиращ се с това, че термичното омрежване се провежда след импрегнирането.