CH436409A - Isolierstoffbahn für die Isolation elektrischer Leiter - Google Patents

Description

      Isolierstoff    bahn     für    die Isolation elektrischer Leiter         Bekanntlich    verwendet man bei der üblichen Isola  tion elektrischer Leiter für Hochspannungsmaschinen       ein        Folium,    das aus     Glämmersplittbings,        einem    Harz  als     Bindemittel    und einem Träger besteht.     .Bei    der  klassischen     Generatorisolation    wird als Träger meist  Papier und als Bindeharz     Bitumen    oder Schellack ver  wendet.  



  Im     Interesse    einer .höheren Wärmebeständigkeit der  Isolation ging man später dazu über, das Papier als  Träger durch.     Glas-    oder     Kunstfasergewebe    oder Kunst  stoffolien zu ersetzen.     Statt        der    oben     erwähnten    Natur  harze     verwendete    man     dazu        synthetische        Bindemittel,     wie beispielsweise     Epoxy-    und Polyesterharze.

   So be  steht die     Möglichkeit,    eine Trägerbahn aus Glasgewebe  mit Glimmerblättchen zu bekleben, das so entstandene       Folium    in Bänder zu     schneiden,    dieselben um einen  Leiter zu     wickeln    und     dann    mit einem dünnflüssigen       Kunstharz    zu imprägnieren.

   Weitere Vorteile .im Sinne  einer besseren     Verarbeitbarkeit    und     einer        gleichmässigen          Isolationsdicke    brachte     später    die     Verwendung        eines          Glimmervlieses,,    welches mit     wenig    Bindemittel auf     einen     Träger aufgebracht und nach dem Wickeln um den Lei  ter     imprägniert        wurde.    Auch     besteht        die    Möglichkeit,

    solche     Glimmervliese    mit und ohne Träger mit einem  Kunstharz zu     imprägnieren.    Das hierzu     verwendete          Kunstharz    kann vor :dem Wickeln des Isolierbandes um  den elektrischen     Leiber        auspolymerisiert    werden. Da  durch entstehen flexible     Isolierfolien,    die für die Teil  leiterisolation oder zum     Umwickeln    der     Spulenköpfe     sowie als Zwischenlagen oder     Nutisolationen    verwendet  werden können.

   Auch kann das entsprechende     Isolier-          folium    mit einem Harz im     vorpolymerisserben    Zustand  um den Leiter gewickelt und durch Pressen in der  Wärme das Kunstharz     auspolymerisiert    werden.  



  Sowohl der Aufbau von     Isolierstoffbahnen    mit     Glim-          mersplitting    als auch mit     Glimmervlies    besitzt folgende  Nachteile:  Auf Grund der     anisotropen        Struktur    des     Glimmers          besteht    jeweils die Gefahr einer Aufspaltung bei thermi  scher und mechanischer     Beanspruchung.        Zwar    ist das     Aufgehen  der Isolation bei mechanischer Beanspru  chung durch Verwendung von     Glimmervlies    durch die  wesentlich kleineren     Glimmerteilchen    herabgesetzt,

   doch       bleibt    die Gefahr von thermischen Schäden der Isola  tion bestehen.     Ebenfalls        sind    der Gestaltung     einer    belie  big dünnen und gleichmässigen Isolation auch     bei    der       Verwendung    von     Glimmervliesen    Grenzen gesetzt.

   Dazu  kommt, dass bei der Verwendung von     Glimmervlie-          sen    es im Sinne .guter     elektrischer    Eigenschaften wün  schenswert ist, möglichst dicke Vliese zu verwenden,  welche jedoch bei der Verarbeitung auf Grund der  verringerten     Imprägnierbarkeit    grosse Schwierigkeiten  mit sich bringen. So ist es kaum möglich, mit konzen  trierten Lösungen     langkettiger    Polymerer, die eine be  stimmte Viskosität überschreiten, durch Imprägnieren  von     Glimmervliesen        luftfreie    Isolationen zu erhalten  (siehe     Belgisiches        Patent    Nr. 6l1715).

   Entscheidend       für    die Qualität einer Isolation ist jedoch jeweils, dass  sie     hohlraumfrei        hergestellt    werden kann. Der Nachteil  der schlechten     Imprägnierbarkeit    von     Glimmervliesen          halt    sich besonders bei der Herstellung von     Kombinatio-          nen    mit     elastomeren        Organopoilysiiloxanen    ausgewirkt,  welche in neuerer Zeit zur Herstellung von Isolationen  der     Temperaturklasse    H und anderer Anwendungen  aktuell     wurden.     



  Die oben geschilderten Nachteile können nun da  durch behoben werden, dass man z. B. statt Glimmer  dünne     Glasschuppen    von etwa 1-5     ,um        Dicke,    und  zwar nicht in Form eines fertigen Vlieses, sondern als  lose Flocken zum Aufbau von     Isolierstoffbahnen    be  nutzt. Die in dieser Erfindung beschriebenen Isolier  stoffbahnen .enthalten z. B. .die Glasflocken in einzelnen  Schuppenschichten, die durch eine dünne     .Bindeschicht     verbunden sind.

   Durch aufeinanderfolgendes     Beflocken     dieser Schichten lassen sich     Isolierstoffbahnen        ,aufbauen,     welche völlig porenfrei sind, da Lösungsmittel- oder  Lufteinschlüsse nicht mehr entstehen können. Der Ver  wendung der     verschiedensten    hochpolymeren Werk  stoffe zum Aufbau ,dieser Isolierfolien .sind durch die  Viskosität keine Grenzen mehr gesetzt. Die Verwendung      fertiger, aus     Glasflocken    bestehender Vliese ist zwar  heute schon bekannt, doch bieten diese dieselben Nach  teile, die bei der Verarbeitung von     Glimmervliesen     auftreten.

   Ausserdem     gelingt    es nicht, mixt     Glasflocken     ein     saugfähiges,        bindemittelfreies        Flöckenvläes    genügen  der Reissfestigkeit herzustellen. Durch die zu verwen  denden Bindemittel besteht     jeweils    eine, Einschränkung  in der     Wärmebeständigkeit.    Eine heute schon gebräuch  liche Methode zur Herstellung eines trägerlosen     Glas-          vlieses    besteht z. B. darin, dass man die einzelnen Glas  flocken mit     Zellulosefasern    zusammen verarbeitet.

   Die  Zellulose dient dabei als Binder und erteilt dem Vlies  die erforderliche     Festigkeit.    Hier wird die Wärmebe  ständigkeit des Vlieses oder der aus ihm aufgebauten  Isolation durch die beigegebene Zellulose beeinträch  tigt.  



  Zweck der Erfindung ist es, die oben geschilderten       Nachteile    zu vermeiden. Der Erfindungsgegenstand sieht  eine     Isolierstoffbahn    vor, welche aus einem Gewebe,  oder einer     Folie    oder einem     Vlies    als Träger, aus  einer oder mehreren Schichten von Glasflocken und  aus dazwischenliegenden, porenfreien Schichten eines  hochpolymeren     Werkstoffes        als    Bindemittel zusam  mengesetzt     ist    und bezieht sich im weiteren auf ein       Verfahren,

      bei welchem der     aua    einem Gewebe oder       einer    Folie oder einem Vlies     bestehende    Träger durch  ein Bindemittel mit den     Glasflocken    verbunden wird.  



  Das neue Verfahren zur Herstellung solcher Isolier  stoffbahnen wird nachfolgend an     BYispielen    beschrieben.  Zuerst wird auf einen Träger, welcher aus Glas- oder  Kunststoffgewebe, Vlies oder aus einer perforierten  Kunststoffolie bestehen kann, eine dünne Schicht eines  dem weiteren Verarbeitungszweck entsprechen  den     Klebeharzes    aufgebracht. Danach wird     dies;,    kle  bende Folie mit Glasflocken beschichtet.  



  Dies geschieht dadurch, dass die vorbehandelte Bahn  zunächst durch ein     Glasflockenbad    gezogen und- sodann  über eine vibrierende Walze hoher Frequenz läuft.  Die Vibration der aus dem     Beschichtungsbad    heraus  laufenden Stoffbahn bewirkt eine gleichmässige Vertei  lung der Glasschuppen auf der Oberfläche. Der zwischen       Flockenbadoberfläche    und     Vibrationswalze    bestehende  Abstand muss je nach der     Durchlaufgeschwi:ndigkeit     des Trägers variiert werden, damit die zunächst noch  unregelmässig aufliegenden Flocken sich verteilen und  überschüssige Flocken     abgeschleudert    werden können.

    Es entsteht ein Vlies von hoher     Regelmässigkeit    und  definierter Dicke sowie einer guten     Zugfestigkeit.    Der  Vorgang kann mehrmals wiederholt werden, wodurch  sich die Dicke des gewünschten Vlieses beliebig ein  stellen lässt. Die weitere Verarbeitung dieses Rohvlieses  zur fertigen     Isolierstoffbahn    geschieht :dadurch, dass  diese durch     Beschichten    oder Imprägnieren     mit    einem  weiteren Kunstharz zu .einer flexiblen Folie verarbeitet  oder aber das Rohvlies zu Imprägnierzwecken ver  wendet wird.     Ihn    ersteren Falle kann das Kunstharz im       vorpolymerisierten    oder     auspolymerisierten    Zustande  vorliegen.

   Die     im    zweiten Falle verwendeten Binde  mittel sind meist nicht völlig     auspolymerisiert.     



  Diese Methode hat den     Vorteil,    auch bei Verwen  dung hochviskoser Bindemittel     glasschuppenhaltige        Iso-          lierstoffbahnen    hoher Luftfreiheit, grosser Gleichmässig  keit, wenn gewünscht, sehr geringer Dicke und ausge  zeichneter     dielektrischer    Eigenschaften herzustellen.  Durch die Verwendung der Glasschuppen ist die bei       Glimmer    beobachtete Aufspaltung der Isolation ausge  schlossen.

      Ein     weiteres    Verfahren zur Herstellung von     glas-          flockenhaltigen        Isolierstoffbahnen        besteht    darin, dass  der wie bei obigen Bahnen     vorbehandelte    Träger durch  ein gegebenenfalls in     Vibration    versetztes     Flockenbad     geführt wird. Ebenfalls kann das vorbehandelte Band  durch ein Wirbelbett mit Glasflocken     geleitet    werden.

    Ein drittes Verfahren besteht in der elektrostatischen       Beflockung    des wie oben behandelten Trägers mit  den Glasschuppen, welche sich nach     Durchgang    durch  ein     Presswalzensystem        dachziegelartig    überlappen. Diese  Methode erlaubt .auch einen einseitigen Auftrag einer       Glasflockenschicht    auf den Träger.  



  Schliesslich besteht noch die Möglichkeit, einen     trok-          kenen    Träger einseitig mit einer .dünnen Glasflocken  schicht zu belegen und hernach mit einem dünnflüs  sigen Lack das     Ganze    zu fixieren. Die Schichtdicke  der Glasflocken hängt von der Viskosität des Lackes ab.  Es kann nur mit Lacken bis zu einer maximalen Vis  kosität von 10     Poise    gearbeitet werden.  



  Nachfolgend werden einige Beispiele näher erläu  tert:    <I>Beispiel 1</I>  Ein     hitzegereinigtes    Glasgewebe von 0,025 mm       Dicke    wird     mit    einer Lösung, bestehend aus 10 Teilen  eines     elastomeren        Organopolysiloxans,    0,3 Teilen       2,4-Dichlorbenzoylparoxyd    und 90     Teilen        Toluol        lak-          kiert.    Nach Abdampfen des Lösungsmittels :

  im Trocken  kanal bei 70-110 C resultiert ein Lackauftrag von  20     g/m2.    Die lackierte Ware wird sodann mit einer  Geschwindigkeit von 0,4     m/Min.    durch ein Trocken  bad geführt, welches Glasflocken einer Dicke von durch  schnittlich 3     ,ccm    mit einem durchschnittlichen Durch  messer von 250     ,um    enthält. Anschliessend läuft das mit  Glasflocken     beschichtete    Gewebe über eine     Vibrations-          walze,    welche sich 30 cm über dem     Flockenbad    befin  det.

   Nach     Ausvulkanisation    des auf der     Isolierstoff-          bahn    befindlichen     Elastomersi    bei 200  C     erhält    diese  einen vulkanisierten Lacküberzug des entsprechenden       Organopolysiiloxans.    Es resultiert eine     Isolerstoffbahn     von 0,06 mm Dicke und einem Glasgehalt von etwa 40     ro.     Man erhält nach .der Isolierung eines elektrischen Leiters  mit einer Isolationsdicke von 1 mm und     Vulkanisation     in einer     Pressform    bei 200  C eine Isolation,

   die eine       Durchschlagfestigkeit    von 200     kV/cm    sowie einen       dielektrischen    Verlustfaktor von 0,0062 bis 0,0085 bei  10 bis 60     kV/cm        Feldstärke    aufweist.  



  <I>Beispiel 2</I>  Ein diagonal geschnittenes Glasgewebe von 0,04 mm  Dicke wird mit einer Lösung,     bestehend    aus 15     Teilen     eines mit einem     Diisocyanat    modifizierten,     hydroxyl-          gruppenhaltigen    Polyesters (beispielsweise     Desmocoll     176 von Bayer) in 85     Teilen        Äthylacetat        lackiert    und  im     feuchten    Zustand durch ein vibrierendes     Flockenbad     geleitet.

       Dieses        enthält    Glasflocken von     einer        in    Bei  spiel 1 beschriebenen     Beschaffenheit.    Anschliessend wird  das mit Glasflocken beschichtete Gewebe bei 140 C  getrocknet. .Es entsteht ein Vlies, welches eine 50     ,um     dicke     Glasflockenschicht    enthält.

   Nun wird das erhal  tene Vlies im     Durchlaufverfahren        mit    einem Lack,  bestehend aus. 100 Teilen eines Polyesters aus     Adipin-          säure,        Diäthylenglykol    und     Trimethylolpropan        (Visko-          sität    1000     cps    bei 75  C,     Hydroxylzahl    55-65 und  Säurezahl 2),

   60 Teilen eines mit Phenol     stabilisierten          Polyisocyanats    (Reaktionsprodukt von Toluylendiiso-           cyanat    mit     Trimethylolpropan    vom Typ     Desmodur        AP     stabil (Bayer) und 480 Teilen     Methyläthylketon    lackiert.  Nach Abdampfen     des    Lösungsmittels wird bei 160  C  der Lack vernetzt. Man erhält auf diese Weise ein       elastisches        Isolierfolium    von 0,1 mm Dicke und einem       Gesamtglasgehalt    von .etwa 75 %. Die Bruchdehnung  beträgt etwa 20 %.  



  <I>Beispiel 3</I>       Ein    Glasgewebe von 0,025 mm Dicke wird im       Tauchverfahren    mit     einer        Lösung    von 25 Teilen eines       Epoxyharzes    (Reaktionsprodukt aus 2     Mol        1-Chlor-          2,3-epoxy-propan    und 1     Mol        Dinatrium-diphenylolpro-          pan)    vom     Epoxyäquivalent    300 und 75 Teilen     Methyl-          äthylketon    lackiert.

   Das Lösungsmittel wird bei 60  C  abgedampft und .das entstandene mit 6 %     Klebharz    be  schichtete Gewebe     einseitig        elektrostatisch        beflocktl.    Dazu  wird das Band     in        einer        Geschwindigkeit    von 0,2     m/Min.     über eine geerdete Metallplatte     geführt.    Im Abstand  von 7 cm über der Platte befindet sich eine Siebelek  trode, welche laufend mittels eines Transportbandes  mit     Glasflocken    einer wie im Beispiel 1 beschriebenen  Beschaffenheit bestreut wird.

   Die an die Siebelektrode  angelegte Gleichspannung beträgt 15     kV    bei einer       Stromstärke    von etwa 1     mA.    Das auf diese Weise     be-          flockte        Glasfloekenband    läuft sodann über eine wasser  gekühlte Walze und anschliessend über .einen     Exhau-          sator,    welcher :dazu .dient, die nicht haftenden Flocken       abzusaugen.    Schliesslich wird die     Isolierstoffbahn        durch     ein     Presswalzenduo    geglättet.

   Man erhält .auf diese Weise  ein     imprägnierbares        Isolierband    einer Dicke von  0,08 mm und einem     Gesam:tglasgehalt    von 94 %.    <I>Beispiel 4</I>  Ein Glasgewebe von 0,04 mm Dicke wird unter  einer     Beflockungsvorrichtung    hindurchgeführt, welche  folgenden Aufbau hat:  Die Glasflocken nach Beispiel 1 fallen aus einer       Dosiervorrichtung    durch eine rotierende perforierte  Scheibe auf das Glasgewebe. Zur Erzielung einer sta  tistischen     Verteilung    der     Flocken        beträgt    die Fallhöhe  etwa 1 m.

   Der     Glasflockengeh.alt    auf dem Gewebe be  trägt 60     g/m2.        Anschliessend    wird das     beflockte    Band  mit einem dünnen Lack (Viskosität unter 10     Poise),     der     einen        chemischen    Aufbau wie in     Beispiel    2 auf  weisen kann, besprüht. Nach der     Polymerisation    im       Trockenkanal        resultiert        eine    0,2     mm        dicke        imprägnierte          Isolierstoffbahn.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Isolierstoffbahn für die Isolation elektrischer Lei ter, dadurch gekennzeichnet, dass sie. sich aus einem Gewebe oder einer Folie oder einem Vlies als Träger, aus einer oder mehreren Schichten von Glasflocken und aus dazwischenliegenden, porenfreien Schichten eines hochpolymeren Werkstoffes als Bindemittel zu sammensetzt.

   Il. Verfahren zur Herstellung der Isolierstoffbahn nach Patentanspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewebe, oder eine Folie, oder ein Vlies als Träger durch ein Bindemittel mit den Glasflocken verbunden wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass man den Träger mit d em Bindemit tel beschichtet :und anschliessend mit den Glasflocken belegt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass man den Träger mit Glasflocken belegt und das :Ganze anschliessend mit einem Binde mittel .einer Viskosität von max. 10 Poise bei Verarbei tungstemperatur imprägniert. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzielung einer grösseren Banddicke die Be schichtung respektive Imprägnierung mit Bindemittel und das Belegen mit Glasflocken wiederholt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch II und Unter ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den vorbehandelten Träger durch ein :Glasflocken bad hindurchzieht und anschliessend über eine vibrie rende Walze leitet. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch II und Unter- ansprüchen 1 und 3, :dadurch gekennzeichnet, dass man den vorbehandelten Träger durch ein sich in Abration befindliches Flockenbad oder ein Glasflocken- wirbelbett leitet. 6. Verfahren nach Patentanspruch II und Unter ansprüchen 1 und 3, :dadurch gekennzeichnet, dass man den vorbehandelten Träger elektrostatisch beflockt. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch II und Unter ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den vorbehandelten Träger derart beflockt, dass man die Glasflocken zur statistischen Verteilung eine gewisse Höhe durchfallen lässt, wobei diese Fallhöhe von der FlockenLyrösse abhänsia isst.