CZ285986B6

CZ285986B6 - Způsob fixace navíjených výrobků hmotami polymerovatelnými radikálovou polymerací

Info

Publication number: CZ285986B6
Application number: CZ942155A
Authority: CZ
Inventors: Gerhard Kiessling; Raimund Pillath; Stefan Reuther; Anja Richter; Horst Conrad
Original assignee: Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Priority date: 1993-09-11
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1999-12-15
Also published as: SI9400350B; EP0643467A2; US5466492A; BG99037A; DK0643467T3; SK282301B6; NO943333L; SI9400350A; EP0643467B2; EP0643467B1; ATE149759T1; ES2101413T5; CZ215594A3; NO943333D0; GR3023243T3; PL179473B1; EP0643467A3; BG61708B1; ES2101413T3; FI944157A0

Abstract

Je popsán způsob fixace navíjených výrobků z elektricky vodivých materiálů, impregnací hmotami polymerovatelnými radikálovou polymerací a termickým vytvrzením, při kterém se navíjené výrobky impregnují namáčením, nanášením poléváním, vakuovou impregnací za tlaku nebo zkrápěním a současně s tepelným vytvrzováním nebo po něm se vytvrzují energeticky bohatým zářením. Rovněž jsou popsány hmoty polymerovatelné radikálovou polymerací, které se dají používat pro způsob.ŕ

Description

Způsob fixace navíjených výrobků z elektricky vodivých materiálů

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu fixace navíjených výrobků, zejména svitků drátu elektrických provozních prostředků, jako rotorů, statorů a transformátorů, impregnací /například namáčením nebo zkrápěním/ hmotami polymerovatelnými radikálovou polymerací, které jsou vhodné pro tento účel.

Dosavadní stav techniky

Elektrické provozní prostředky, jako rotory, statory nebo transformátory, sestávají často z kovového jádra, na kterém je navinut foliový nebo drátový materiál, například měděné fólie nebo měděný drát. Vinutí jsou impregnována hmotami polymerovatelnými radikálovou polymerací a potom vytvrzeny, aby se dosáhlo fixace vinutí a tím zachování funkce takovýchto navíjených výrobků. Energie, nezbytná pro vytvrzení se dodává přívodem tepla při teplotách nad 100 °C v peci. Dále je možné provádět vytvrzování induktivním ohřevem.

Hmoty, polymerovatelné radikálovou polymerací, tak zvané impregnační pryskyřice nebo impregnační prostředky, obsahují například nenasycené polyesterové pryskyřice, které jsou rozpuštěny v nenasycených aromatických nebo alifatických monomerech, polymerovatelných radikálovou polymerací, jako například styrenu nebo hexandioldiakrylátu. Takovéto monomery vykazují často velmi vysokou tenti páry, takže během termického vytvrzování jich velká část unikne. Tím dochází k problémům, týkajícím se životního prostředí; materiály, obsahující styren vykazují například nepříjemný zápach a jsou relativně značně toxické. Je proto nezbytné je ničit, například dodatečným spalováním.

Dále je známo, že se pro vytvrzování potřebné teplo vyrábí tím, že se po impregnaci navinutého materiálu hmotami, polymerovatelnými radikálovou polymerací, vede elektricky vodivými vinutími proud, pomocí něhož se vyrobí nezbytné teploty. To vede k vytvrzení impregnačních pryskyřic a drátových vinutí. Konstrukční díly obsahují ale také části hmoty, kterými neteče žádný proud. Na těchto se impregnační pryskyřice dostatečně nevytvrdí. Je nezbytné provádět proto vytvrzování přívodem tepla pomocí pece.

Dále je v DE-A-40 22 235 popsáno, že se elektrické navíjené materiály povlékají impregnačními prostředky polymerovatelnými radikálovou polymerací a pro zabránění odpařování látek, poškozujících zdraví, se povrch vytvrzuje UV-paprsky. Pro vytvrzení impregnovaných vinutí vyžaduje ale tento způsob následné energeticky nákladné zpracování teplem v peci. Podobně se postupuje v DD 295 056.

Podstata vynálezu

Úlohou předloženého vynálezu je dát k dispozici způsob povlékání navíjených výrobků impregnačními prostředky, které jsou vhodné pro fixaci trojrozměrných konstrukčních dílů s drátovými vinutími, které vykazují dobrou schopnost pronikat do konstrukčních dílů, sníženou emisi těkavých, zdraví škodlivých látek a potřebují méně energie k zesítění. Dále se mají dát k dispozici hmoty vhodné pro uvedený způsob.

Ukázalo se, že se tato úloha může vyřešit způsobem fixace navíjených výrobků z elektricky vodivých materiálů, který tvoří jeden předmět vynálezu, impregnací hmotami polymerovatelnými radikálovou polymerací a tepelným vytvrzením. Způsob je charakterizován tím, že se navíjený

- 1 CZ 285986 B6 výrobek impregnuje namáčením, nanášením poléváním, vakuovou impregnací nebo zkrápěním a současně se spolu s tepelným vytvrzením nebo po něm vytvrzuje energeticky bohatým zářením.

Především se při způsobu podle vynálezu současně s tepelným vytvrzováním nebo po něm vytvrdí volný povrch impregnovaných navíjených výrobků energeticky bohatým zářením. Podle výhodné formy provedení vynálezu se tepelné vytvrzování provádí přiložením elektrického proudu k vinutí navíjeného výrobku.

Podle další výhodné formy provedení vynálezu se navíjený výrobek impregnuje namáčením, nanášením poléváním, vakuovou impregnací nebo zkrápěním v předehřátém stavu. Rovněž předehřívání se může provádět přiložením elektrického proudu k vinutí navíjeného materiálu. Například je možné předehřát navíjený materiál až na teploty 180 °C.

Vytvrzováním povrchu se může provádět UV- zářením nebo elektronovým zářením.

Podle dalšího provedení vynálezu se impregnuje hmotou polymerovatelnou radikálovou polymerací, která je prostá radikálových iniciátorů, které reagují na záření a volně ležící povrch se vytvrzuje elektronovým zářením.

Impregnace se může provádět i hmotou polymerovatelnou radikálovou polymerací, která obsahuje kombinaci pomocných látek a

A/ alespoň jeden acylfosfin jako fotoiniciátor,

B/ alespoň jeden C-C-labilní iniciátor, reagující na teplo a

C/ alespoň jeden stabilizátor typu hydrochinonů, chinonů, alkylfenolů a/nebo alkylfenoletherů.

Podle dalšího provedení vynálezu jsou vinutí navíjených výrobků již během impregnace ohřáté nebo se ohřejí.

A konečně tepelné síťování se může provádět po impregnaci.

Pomocí způsobu podle vynálezu se zmenší emise látek ohrožujících zdraví a dosáhne se lepšího využití impregnačního prostředku. Dále se může do značné míiy snížit potřeba energie nezbytné pro zesítění. Impregnační hmoty se nanáší na navíjený materiál známým způsobem. Při tom je třeba dbát na to, aby se umožnilo dobré natečení a proniknutí impregnačního prostředku. Před nanášením, popřípadě s výhodou po něm je možné vyrobit tokem proudu v elektrických vedeních zvýšenou teplotu. Tím se již přímo před impregnací uvede do chodu síťování. Impregnační prostředky se uvnitř vinutí /cívky/ fixují a nemohou již odtéci. Pomocí rychlé fixace se zabrání i vzniku chybných míst, například dutin, vznikajících odtékáním. Provede se zesítění a těkavé reaktivní složky mají méně času k tomu, aby přešly v parní fázi.

Teplota se může regulovat průtokem proudu. Je zvolena tak, aby se dosáhlo postačující zesítění impregnačního prostředku. Teplo vzniká v konstrukčních dílech, které se mají povlékat impregnačním prostředkem, to znamená, že nedochází k nepotřebnému ohřevu elektricky nevodivých konstrukčních dílů. Teplota se může měřit pomocí průtoku proudu a obratem řídit bez dalšího měřicího agregátu. Pomocí zvýšené teploty již při nanášení impregnačního prostředku do substrátu. Popřípadě je možné pracovat i s materiály s vyšší viskozitou, které potom mohou za tepla dobře vnikat.

Při běžných způsobech impregnace se ale zčásti povlékají i plastové díly a díly hmoty. Tyto oblasti se zesíťují vývinem tepla a elektricky vodivých dílech jen nepatrně. Aby se dosáhlo řádného zesítění, podrobí se konstrukční díly po síťování na vinutích působením tepla zpracování

-2CZ 285986 B6 energeticky bohatým zářením, například UV- zářením nebo elektronovým zářením. Při tom se vytvrdí zejména povrch konstrukčních dílů, zejména ale i jen málo povlečené plochy částí hmoty, které se nezahřály průtokem proudu. Po zpracování energeticky bohatými paprsky jsou substráty jednotně zesítěny.

Podle vynálezu se používají hmoty polymerovatelné radikálovou polymerací, které jsou vytvrditelné jak energeticky bohatým zářením /například UV- zářením nebo elektronovým zářením/ tak i tepelně. Za tím účelem může být výhodné, když se hmoty polymerovatelné radikálovou polymerací aktivují přísadou radikálových iniciátorů. Jako radikálové iniciátory přichází v úvahu ty, které se dají aktivovat energeticky bohatým zářením a tepelně. Zejména je výhodné použití směsí radikálových iniciátorů, které se iniciují energeticky bohatým zářením /fotoiniciátory/ a těch, které reagují na teplo.

Přísada fotoiniciátorů závisí ve velké míře na druhu záření, kterým se má vytvrdit povrch. Tak není přísada fotoiniciátorů například tehdy nutná, když se povrch vytvrdí elektronovým zářením.

U iniciátorů, fotoiniciátorů, jakož i u iniciátorů reagujících na teplo, které lze podle vynálezu používat, jedná se o takové, které jsou v této oblasti obvyklé.

Jako fotoiniciátory se mohou používat například takové obvyklé iniciátory, které absorbují ve vlnovém rozsahu 190 až 400 nm. Příklady takových fotoiniciátorů jsou iniciátory obsahující chlor, jako aromatické sloučeniny obsahující chlor, například ty které jsou popsány v US-A^l 089 815; aromatické ketony, které jsou popsány v US-A-4 318 791 nebo EP-A-003 002 a EP-A-0 161 463; hydroxyalkylfenony, které jsou popsány v US-A-4 347 111; fosfínoxidy, které jsou popsány v EP-A-0 007 086, 0 007 508 a 0 304 783; ve vodě rozpustné iniciátory, například na bázi hydroxyalkylfenonů, jako jsou například popsány v US-A-4 602 097, nenasycené iniciátory, jako například OH-funkční aromatické sloučeniny, které byly například zesterifikovány kyselinou akrylovou, jak je to popsáno v US-A-3 929 490, EP-A-0 143 201 a EP-A-0 341 560; nebo kombinace takovýchto iniciátorů, jak je to například popsáno v US-A-4 017 652. Výhodnými příklady jsou 2-methoxy-2-hydroxypropionfenon, benzofenon, thioxantonové deriváty, acylfosfinoxidy a Michlerův keton.

V rámci vynálezu se ukázalo, že zejména výhodné fotoiniciátory jsou acylfosfinoxidy. Acylfosfinoxidy jsou jako takové odborníkovy známé. Jsou popsány například ve výše uvedených spisech EP-A-0 007 086, EP-A-0 007 508 a EP-A-0 0 304 783. Speciálními příklady jsou ty, které mají následující vzorec

s R_A = lineární nebo rozvětvený alkylový zbytek s 1 až 6 atomy uhlíku,

Rb = význam R_A, přičemž R_A a R_B mohou být navzájem stejné nebo rozdílné, nebo znamená aryloxyzbytek nebo arylalkoxyzbytek nebo R_A a Rb jsou spolu spojeny na ofenylendioxyzbytek.

Re, R_d, Re ⁼ alkylové, alkoxy- nebo alkylthiozbytky s 1 až 6 atomy uhlíku, přičemž zbytky Rc, R_d a R_e mohou být stejné nebo rozdílné.

-3CZ 285986 B6

Výše uvedené fotoiniciátoiy se mohou používat samotné nebo ve směsi; například jsou výhodné kombinace fosfínoxidů s dalšími běžnými fotoiniciátory.

I u radikálových iniciátorů, reagujících na teplo, které se mohou podle vynálezu používat, se jedná o běžné iniciátory, použitelné v oblasti vytvrzování hmot polymerovatelných radikálovou polymerací teplem.

Příklady takovýchto iniciátorů, reagujících na teplo jsou C-C labilní sloučeniny, které jsou snad popsány v patentovém spisu DE 12 19 224; jedná se o 1,2-substituované ethany obecného vzorce

Ri Rs

R₂ — C — C — R4 kde R] a R₃ znamenají aromatické zbytky, R₂ je atom vodíku nebo alifatický nebo aromatický zbytek, R4 alifatický nebo aromatický zbytek a X a Y popřípadě blokovaná hydroxylová skupina a/nebo halogen.

Dalšími příklady 1,2-substituovaných ethanů, které jsou vhodné jako iniciátory pro radikálovou polymeraci za přívodu tepla, jsou ty, které mají obecný vzorec kde R₅ a Ré znamenají nezávisle na sobě -OH,-OCH₃, -OC₆H₅, -CH₃, -CN, -NH₂, -Cl nebo -Osi/CH₃/₃, které byly popsány například A. Bletzkim a W. Krolikowskim v Kunststoffe 70 /1980/ 9, strany 558 až 562.

Dalšími příklady tepelně aktivovatelných radikálových iniciátorů na bázi 1,2-substituovaných ethanů jsou ty, které odpovídají obecnému vzorci

-4CZ 285986 B6

kde zbytky nezávisle na sobě mohou znamenat vodík, nebo jedna nebo více alkylových skupin nebo alkoxyskupin, jako methylových nebo methoxyskupin; a kde skupiny R₇ znamenají nezávisle na sobě atomy vodíku, nebo alkylové skupiny, například s 1 až 4 atomy uhlíku, jako methylové skupiny nebo ethylové skupiny.

Takovéto skupiny jsou popsány například H. Wolfersem v Kunststoffe 68 /1978/ 9, strany 553 až 555 a D. Braunem v Kunststoffe 69 /1979/, 2, strany 100 až 104; jedná se o běžně prodávané iniciátory. Další skupinou tepelně aktivovatelných radikálových iniciátorů jsou bifunkční iniciátory typu cyklických silylpinakoletherů, které jsou například popsány v Polym. Bull. 16,95 /1986/. Jak již bylo napsáno u fotoiniciátorů, mohou se i tepelně aktivovatelné iniciátory používat ve formě směsí.

Jako iniciátory se mohou používat i běžné peroxidy a azosloučeniny. Takovéto sloučeniny jsou známé jako fotoiniciátoiy a/nebo tepelně labilní iniciátory. Peroxidy a iniciátory na azobázi se mohou proto používat samotné, pokud jejich vlastnosti vystačí jako fotoiniciátory a tepelně aktivovatelné iniciátory.

Popřípadě se mohou používat ve směsi s fotoiniciátory nebo tepelně labilními iniciátory.

Příklady použitelných peroxidů jsou organické peroxidy, které jsou například běžné jako radikálové iniciátory v průmyslu plastických hmot; jako di-t-butylperoxid, dibenzoylperoxid, peroxykarboxylové kyseliny, jako kyselina peroxooctová, peroxodikarbonáty, jako di-sek-butylperoxodikarbonát, peroxidiestery, jako terč, butylperoxidester 2-ethylhexanové kyseliny, hydroperoxidy, jako kumenperoxid a ketonperoxid, jako například methylethylketonperoxid. Příkladem pro azoiniciátor je azobisisobutyronitril, který se může používat v první řadě jako tepelně aktivovatelný iniciátor.

Podle vynálezu je výhodné, když se používají směsi fotoiniciátorů a tepelně aktivovatelných iniciátorů. Iniciátory se používají v množstvích běžných pro fotoiniciátory popřípadě na teplo reagujících iniciátorů. Celkové množství použitých iniciátorů může činit například 0,01 až 20, s výhodou 0,1 až 10, nejvýhodněji 0,1 až 5, například 0,5 až 5 nebo 0,5 až 3 % hmot., vztaženo na celkovou hmotu. Množství, které se dá maximálně přidat není prakticky omezeno; z ekonomických důvodů se udržuje co nejnižší. Poměry množství fotoiniciátorů k tepelně labilnímu iniciátoru se mohou měnit v širokém rozmezí; mohou se pohybovat například okolo 1 : 1 až 20 : 1, s výhodou okolo 1 : 1 až 10 : 1 a obráceně.

-5CZ 285986 B6

Fotoiniciátory se musí použít v takových množstvích, aby bylo po tepelném zesítění možné ještě postačující zesítění tepelně nezatížených dílů energeticky bohatým zářením.

Podle výhodné formy provedení vynálezu se toto týká hmot polymerovatelných radikálovou polymerací, které jsou zejména vhodné pro provádění způsobu podle vynálezu a které jsou charakterizovány tím, že obsahují kombinaci pomocných látek z a/ jednoho nebo více acylfosfmoxidů jako fotoiniciátory, přičemž se zejména jedná o výše uvedené acylfosfinoxidy, b/ jednoho nebo více C-C- labilních iniciátorů reagujících na teplo, které byly například výše definovány, c/ jednoho nebo více stabilizátorů typu hydrochinonů, chinonů, alkylfenolů a/nebo alkylfenoletherů.

S překvapením se ukázalo, že takovéto hmoty polymerovatelné radikálovou polymerací se zejména hodí pro impregnaci předehřátých navíjených výrobků, přičemž je možné předehřívat až na teplotu 180 °C. Toto je zejména proto překvapující, neboť se v rámci vynálezu ukázalo, že při namáčení předehřátých navíjených výrobků do impregnačních hmot, které jsou dnes v praxi běžné, dochází ke značnému ovlivnění těchto hmot, které se může projeviti v nežádoucí polymerací. Způsob podle vynálezu se dá proto provádět při použití těchto hmot zejména namáčením, aniž by došlo k ovlivnění hmot. Dále se ukázalo, že tyto hmoty vykazují lepší stabilitu při skladování, zejména při teplotách až do 50 °C.

V rámci vynálezu se ukázalo, že z velkého množství stabilizátorů, použitelných uvnitř výše popsaných kombinací, jsou zejména vhodné stabilizátory typu hydrochinonů, chinonů, alkylfenolů a/nebo alkylfenoletherů. Jejich příklady jsou hydrochinon, methylhydrochinon, pbenzochinon, sekundární a terciární methylfenoly, terciární butylfenoly, terciární amylfenoly, oktylfenoly, butylované xyleny a butylované kresoly.

Podle vynálezu je výhodné, když se stabilizátory používají ve formě směsí. Při tom by se měly vybrat alespoň dva stabilizátory uvedené podle vynálezu, pomocí nichž se zaručí, že jednak je dána termostabilita impregnačních pryskyřic až do teploty pod 50 °C během delší doby a jednak, že se při teplotě vytvrzování nad 100 °C nezabrání reakci impregnačních pryskyřičných hmot. Stabilizátory se používají v obvyklých množstvích. Celkové množství použitých stabilizátorů může činit například 0,005 až 0,5, s výhodou 0,01 až 0,1 nejvýhodněji 0,01 až 0,05 % hmot., vztaženo na celkovou hmotu. Poměiy množství mezi stabilizátory se mohou měnit v širokém rozmezí, mohou se například při použití dvou stabilizátorů pohybovat asi v rozmezí 1:1 až 20 : 1, s výhodou 1:1 až 10:1 a obráceně. Obdobná rozmezí jsou možná při použití více než dvou stabilizátorů. Vhodné jsou zejména směsi stabilizátorů typu chinonů se stabilizátory typu alkylfenolů.

Jako impregnační hmoty jsou použitelné hmoty polymerovatelné radikálovou polymerací, které jsou odborníkovi známé jako materiály polymerovatelné radikálovou polymerací. Při tom se může jednat o monoméry, oligoméry nebo polymery popřípadě kopolymery.

Příklady hmot polymerovatelných radikálovou polymerací jsou běžné hmoty vytvrditelné zářením, zejména UV-zářením, na bázi monomerů, oligomerů, polymerů, kopolymerů nebo jejich kombinací, s jednou nebo více olefinickými dvojnými vazbami, jako například estery kyseliny akrylové a methakrylové a sloučeniny s jednou nebo více vinylovými nebo allylovými dvojnými vazbami. Příklady monofunkčních monomerů jsou butyl/meth/akrylát a příklady trifunkčních a tetrafunkčních monomerů jsou trimethylolpropantri/meth/akrylát a pentaerythrit

-6CZ 285986 B6 tri- nebo tetra/meth/akrylát. Zde používaný výraz /meth/akrylát znamená akryláty a/nebo methakryláty. Příklady vinylové nebo allylově nenasycených monomerů jsou styren a deriváty styrenu, jako například divinylbenzen, p-methylstyren a vinyltoluen. Příklady allylových sloučenin jsou diallylftalát a pentaerythrit-tri- nebo tetraallylester. Příklady oligomerů nebo prepolymerů jsou /meth/akrylfunkční /meth/akrylpolymery, /meth/akiyláty epoxidové pryskyřice, například reakční produkty ze 2 molekul /meth/akrylové kyseliny a běžně prodávaných epoxidových pryskyřic, jako například Epicote® 828, polyester/meth/akryláty, polyether/meth/akryláty, urethan/meth/akryláty, amin/meth/akryláty, nenasycené polyestery, nenasycené polyurethany, silikon/meth/akryláty nebo jejich kombinace. Příklady takovýchto vytvrditelných produktů jsou popsány na následujících místech literatury.

Epoxy/meth/akiylát v EP-A-0 033 896, EP-A-0 049 992 a US-A-4 485 123; urethan/meth/akryláty v EP-A—0 053 749, EP-A-0 209 684 a US—A—4 162 274; polyester/meth/akryláty v EP-A-0 083 666, DE-A-38 10 140, DE-A- 38 20 294.

Především vhodné pro předložený vynález jsou hmoty polymerovatelné radikálovou polymerací, které obsahují olefinicky nenasycené polyestery a jako reaktivní zřeďovadlo olefinicky nenasycené monomery, jak jsou uvedeny v EP-A-0 134 513. Tyto monomery mohou být jednou nebo vícekrát nenasycené. Příklady takovýchto monomerů jsou ty, které byly uvedeny výše. Výhodné jsou akryloylové a/nebo methakryloylové sloučeniny. Zejména výhodnými příklady takovýchto reaktivních zřeďovadel jsou hexandioldiakrylát a butandioldiakrylát, které mohou být použity jak samotné, tak i ve směsi s nenasycenými polyestery. Dalšími příklady monomerů, které mohou být použity výhodně s olefinicky nenasycenými polyestery, jsou styren a vinyltoluen. Příklady impregnačních pryskyřic na bázi olefinicky nenasycených polyesterů s monomery jako reaktivními zřeďovadly jsou uvedeny v EP-A-0 134 513.

Jako nenasycené polyestery se mohou používat ty polyesterové pryskyřice, které jsou pro tento účel známé, zejména tak zvané nenasycené polyestery, obsahující imid, které jsou popsány v DE-A-15 70 273, DE-A-17 70 386 a DE-A-28 56 050. Mohou se proto používat i tak zvané polyestery prosté imidu, které jsou známy celá desetiletí. Tyto nenasycené polyestery jsou kondenzační produkty z vícemocných karboxylových kyselin, vícemocných alkoholů a - když obsahují imid - sloučenin obsahujících aminoskupiny, popřípadě s podílem monofúnkčních sloučenin. Příklady vícemocných karboxylových kyselin jsou dikarboxylové kyseliny, jako například kyselina maleinová nebo kyselina fúmarová, kyselina citrakonová, kyselina itakonová, popřípadě ve směsi s nasycenými nebo aromatickými karboxylovými kyselinami, jako kyselinou jantarovou nebo kyselinou adipovou, kyselinou ftálovou, kyselinou isoftálovou, kyselinou tereftálovou a podobně, jakož i kyselinou tetrahydroftálovou, endomethylentetrahydroftálovou kyselinou, popřípadě odpovídajícími částečně nebo úplně halogenovanými sloučeninami /poslední mají vlastnosti zabraňující vznícení/. Příklady sloučenin s různými funkčními skupinami jsou kyselina citrónová, monoethanolamin, aminoethankarboxylová kyselina, jakož i odpovídající tři nebo čtyři CH₂-skupiny obsahující aminoalkoholy nebo aminokarboxylové kyseliny. Tyto kyseliny se mohou používat ve formě esterů, poloesterů nebo anhydridů.

Jako sloučeniny obsahující hydroxylové skupiny se mohou v zásadě rovněž používat sloučeniny používané podle stavu techniky pro výrobu polyesterů. Vhodné jsou například dioly, jako například glykol, neopentylglykol, propylenglykol a polyoly se 3 nebo 4 hydroxylovými skupinami, jako například glycerin, trimethylolpropan, trimethylolethan, pentaerythrit, dipentaerythrit, trisethylisokyanurát.

Nenasycené polyestery obsahující imid obsahují s výhodou vkondenzovanou kyselinu tetrahydroftálovou popřípadě její anhydrid, které tvoří s aminoskupinami 5tičlenný imidový kruh. Polyestery mohou jako přerušovač řetězce i monofunkční karboxylové kyseliny, alkoholy

-7CZ 285986 B6 a/nebo aminy. Mohou obsahovat i nasycené a nenasycené oleje, jako například hydroxyfunkční oleje, například ricinový olej nebo karboxyfunkční oleje, jako například maleinátové oleje.

Pro výrobu hmot polymerovatelných radikálovou polymerací používané podle vynálezu se smíchají výše uvedené hmoty s radikálovými iniciátory, zejména směsí fotoiniciátorů a tepelně aktivovatelných iniciátorů a popřípadě přítomnými stabilizátory. Smíchávání se může dít v různém pořadí. S výhodou se nejdříve vpracovávají do směsi pojiv popřípadě použité stabilizátory. Potom se provádí přídavek iniciátorů. Dále mohou hmoty polymerovatelné radikálovou polymerací běžné přísady, jako pigmenty, plnidla, plastifikující složky, urychlovače /například kovové sole, substituované aminy/, stabilizátory /například hydrochinon, benzochinon/, které jsou pro odborníka, pracujícího v této oblasti běžné. Hmoty jsou prosté rozpouštědel.

Použití hmot polymerovatelných radikálovou polymerací pro impregnaci navíjených výrobků, který se má stabilizovat, například drátových vinutí, se může provádět následujícím způsobem:

Impregnací namáčením; při tomto způsobu se výrobek, který se má impregnovat, za dodržení například dob namáčení, zjištěných předběžnými pokusy, ponoří do impregnační pryskyřice nebo se při průběžném způsobu povléká impregnační pryskyřicí.

Nanášením poléváním: při tom se výrobek, který se má impregnovat, vnese do impregnační nádrže, která se potom naplní impregnačním prostředkem a při tom se substrát zaplavuje.

Vakuovou impregnací a vakuovým tlakem; při použití tohoto způsobu se nejdříve výrobek, který se má impregnovat, evakuuje ve vakuové nádrži, když se dosáhne požadované vakuum, zavádí se ze zásobní nádrže impregnační prostředek do vakuové nádrže a popřípadě se potom působí na substrát tlakem.

Impregnací zkrápěním: tento způsob je výhodný pro impregnaci rotorů; při tom se předměty neponořují do impregnačního prostředku, nýbrž se polymerovatelná hmota nanáší na substrát tryskami. Tento může například při tom rotovat.

Aby se zajistilo dobré vniknutí, může být výhodné, když se zkrápěné předměty předem zahřejí; to se může provádět elektrickým proudem nebo pomocí zvláštního zdroje tepla, například pece. Zahřívání se může provádět během impregnace, výhodně před impregnací. Při tom by se ale teplota měla volit tak, aby se umožnilo dobré natékání. Jestliže se použití velmi málo viskózní materiály, může dojít také již ke gelovatění. Tím se zabrání zkapávání a odtékání impregnačního prostředku z navíjeného výrobku. Tím se zmenší ztráty materiálu a vytvoří se méně chybných míst, například „lunkrů“ v substrátu.

Při způsobu podle vynálezu je také možné ohřát impregnační prostředek, aby se umožnilo dobré vniknutí do navíjeného výrobku. To je výhodné zejména tehdy, když se výhodné polymerovatelné hmoty podle vynálezu použijí s kombinací z acylfosfinoxidů jako fotoiniciátorů, C-C-labilních, na teplo reagujících iniciátorů a jednoho nebo více stabilizátorů typu hydrochinonů, chinonů, alkylfenolů a/nebo alkylfenoletherů.

Po impregnaci se předmět zahřeje, aby se hmota impregnační pryskyřice vytvrdila. Výroba síťovacího tepla se může provádět pomocí průtoku proudu vinutím, nebo i pomocí zvláštního zdroje tepla, například pece nebo infračerveného zdroje.

Další vytvrzovací reakce se provádí tepelným zpracováním, které se může provádět on-line popřípadě kontinuálně, přičemž se teploty pohybují například v rozmezí 80 až 180 °C, při reakčních časech, které se mění podle vytvrzovaného systému, například 1 minuty až

-8CZ 285986 B6

180 minutách. Teplota se může například jednoduše regulovat průtokem proudu. Nezahřívají se žádné části hmoty, takže spotřeba energie zůstane malá.

Po pochodu impregnace, popřípadě i souběžně s tepelným síťováním, probíhá vytvrzování hmot polymerovatelných radikálovou polymerací na povrchu substrátu, který se má fixovat, a na nezahřátých částech hmoty pomocí zdroje záření, který emituje energeticky bohaté záření, například zdroje záření pro UV-světlo nebo zdroje záření pro elektronové záření. Jako zdroje záření se mohou používat běžné zdroje vhodné pro UV-záření popřípadě elektronového záření. Jako zdroje záření pro UV-záření jsou vhodné například rtuťové vysokotlaké zářiče a rtuťové střednětlakové zářiče.

Trojrozměrné těleso se pro vytvrzování zářením na povrchu vede kolem zdroje záření, takže způsob se může provádět on-line. Při tom se může předmět vést okolo zdroje záření například za rotace, aby se zaručila rovnoměrná absorpce záření.

Energeticky bohaté záření může působit na předmět například v časovém rozmezí mezi 5 sekundami až 15 minutami, zejména pak mezi 2 až 10 minutami. Čas může být při dostatečně velké hustotě energie i podstatně kratší. Při tom se zesíťují ještě tepelně nevytvrzené části impregnačního prostředku. Rovněž se dodatečně zesíťuje povrch navíjených materiálů, které za určitých okolností nebyly ještě dostatečně tepelně zářením zesíťovány. Vzniknou navíjené výrobky, které vykazují jednotně zesítěný povrch.

Způsob podle vynálezu se může používat pro fixaci navíjených výrobků s elektricky vodivými částmi. V principu se ale způsob podle vynálezu dá použít i pro jiné substráty, které vyžadují tepelné vytvrzení a fixaci. Zejména je vhodné, když se způsob podle vynálezu používá pro fixaci drátových vinutí, zejména pro fixaci elektrických vinutí, které se používají v elektrických provozních prostředcích, například v rotorech, statorech, transformátorech atd. Kromě toho se ale způsob podle vynálezu může používat i pro fixaci navíjených výrobků, které vykazují na elektrickém sektoru kovové fólie, například měděné fólie.

Způsobem podle vynálezu se co nejvíce zabrání emisím těkavých monomerů rychlou tvorbou polymemí vrstvy. Rychlým ohřevem se rovněž mohou rychle zvýšit na impregnovaných oblastech viskozity, takže se zabrání odtékání ze substrátu popřípadě od substrátu. Tím se velice sníží spotřeba materiálu při stejné kvalitě impregnace popřípadě se zlepší kvalita impregnace při stejné spotřebě materiálu. Způsob vede ke zlepšené hospodárnosti a/nebo delší životností vinutí při tepelném zatížení. Zvláštní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá vtom, že se může provádět on-line popřípadě kontinuálně. Dále se mohou pomocí způsobu podle vynálezu dosáhnout úspory týkající se techniky zařízení, například nákladné pece.

Příklady provedení vynálezu

Příklad použití 1:

Zpracovává se styrenový roztok směsi sestávající z polyesteru kyseliny isoptálové s imidpolyesterem /výroba podle EP-A- 0 134 513/ s tepelným iniciátorem a fotoiniciátorem na povlakový prostředek /jak je to popsáno v DE 43 18 048/;

dílů nenasyceného imidpolyesteru /pevného/ dílů polyesteru kyseliny isoftálové /pevné/

77,5 dílů styrenu /rozpouštědla/

0,05 dílů hydrochinonu /stabilizátoru/ dílů derivátu fenylethanu /DE-A-12 19 224/ /tepelný iniciátor/ dílů 1-fenyl-l-hydroxypropiofenonu /fotoiniciátoru/

-9CZ 285986 B6

Srovnávací pokus:

Stator se pomalu /35 mm/min/ ponořuje do povlékacího prostředku podle příkladu použití 1, po 1 minutě prodlevy se opět vyndá a nechá se 20 minut odkapávat.

Potom se vytvrzuje 1 hodinu v peci při 150 °C.

Příklad 1

Impregnuje se stator podle způsobu srovnávacího pokusu 1. Potom se stator elektricky zahřívá 2 minuty na 150 °C a 8 minut se udržuje při této teplotě. Po krátkém ochlazení se ozařuje 10 minut UV-světlem s vlnovou délkou asi 300 nm.

Příklad 2

Stator se ohřívá 2 minuty elektricky tak, aby se dosáhla teplota 60 °C. Potom se pomalu ponoří do povlékacího prostředku podle příkladu použití 1, ponechá se tam 10 sekund a opět se vyndá z povlékacího prostředku. Potom se může stator nechat 5 minut odkapávat. Vytvrzování se děje elektricky 2minutovým ohřevem a 8mi minutovým udržováním při teplotě 150 °C. Po krátkém ochlazení se vytvrzuje 10 minut UV-světlem.

Příklad 3

Stator se ohřeje v peci na 60 °C a potom se impregnuje jako v příkladu 2, elektricky ohřeje a ozařuje.

Statory jsou vytvrzeny a vykazují i na místech, kudy neprotéká proud, dobré zesítění. Zjistí se množství mokré pryskyřice ztracené odkapáním a množství odpařeného styrenu. Absorbované množství suché pryskyřice se pohybuje co nejkonstantněji mezi 43 až 46 g pro stator.

/odkapání/ ztráta pryskyřice ztráta styrenu

srovnávací pokus	35 g	20 g
příklad 1	24 g	Hg
příklad 2	9g	4g
příklad 3	16g	9g

Elektrické vlastnosti jakož i mechanická stabilita statorů jsou dobré. Podle vynálezu dochází k podstatně menším ztrátám styrenu unikajícího do okolí a k menším ztrátám pryskyřice z mokrého povlaku.

Příklad 4

Dvě běžné impregnační pryskyřice na bázi nenasyceného polyesterimidu /UPEI/ a nenasyceného polyesteru /UPE/, vyrobené podle například EP-A-0 134 513, jsou doplněny různými množstvími složek kombinace pomocných látek podle vynálezu, to znamená s

- acylfosfínoxidem /APO/,

- C—C— labilními iniciátory

-10CZ 285986 B6

- stabilizátory typu hydrochinonů /Stabi 1/ a/nebo chinonů /Stabi 2/, a/nebo

- stabilizátorů typu alkylfenolů /Stabi 3/ a/nebo alkylfenoletherů /Stabi 4/,

Srovnávací příklady neobsahují žádný APO.

Jako další srovnávací příklady byly vyrobeny hmoty impregnačních pryskyřic na bázi UPE, které místo C-C-labilních iniciátorů obsahují jako tepelně labilní iniciátory peroxid popřípadě azosloučeninu.

Byly vyrobeny hmoty impregnačních pryskyřic se složením uvedeným v tabulce 1. Číselné údaje v tabulce se vztahují na 100 dílů hmotnostních hmoty impregnační pryskyřice.

Tabulka 1: složení hmot impregnačních pryskyřic

srovnávací příklad	pryskyřice	C-Clabil. APO	Stabi 1	Stabi 2	Stabi 3	Stabi 4
1	UPEI	1	0,01	—	—	—
2	UPEI	2	0,01	—	—	0,01
3	UPEI	2	0,01	-	0,02	0,01
4	UPE	1'	0,005	-	-	0,005
5	UPE	2' peroxid	0,007	—	—	0,007
6	UPE	1	0,02	—	—	—
Azosloučenina
	UPE	0,50	0,02	—	—	—
příklad	pryskyřice	C-Clabil. APO	Stabi 1	Stabi 2	Stabi 3	Stabi 4
4-1	UPEI	1 1	0,008	0,002	—	—
4-2	UPEI	2 1	0,01	0,002	-	0,01
4-3	UPEI	2' 1	0,01	-	0,04	0,01
4-4	UPE	1' 1	0,005	0,003	—	0,005
4-5	UPE	2' 1	0,007	-	0,04	0,007

Tabulka 2: charakteristická data hmot impregnačních pryskyřic před a po zkoušce zatížení teplotou

srovnávací příklad	Doba výtoku /sek/	doba gelovatění při 100 °C /min/	stabilita při 40 °C /d/	stabilita při 50 °C /d/
0 cyklů	15 cyklů	0 cyklů	15 cyklů	0 cyklů	15 cyklů	0 cyklů	15 cyklů
1	66	75	10,8	10,1	21	13	7	4
2	67	77	6,8	6,6	16	10	4	1
3	88	106	8,0	7,5	19	11	6	3
4	63	72	9,8	9,5	31	22	9	5
5	69	79	7,1	6,8	28	18	8	4
6	65	76	50,0	46,0	4	2	<1	<1
7	66	75	5,0	4,8	4	2	<1	<1
příklad	0 cyklů	15 cyklů	0 cyklů	15 cyklů	0 cyklů	15 cyklů	0 cyklů	15 cyklů
4-1	68	79	12,9	12?9	38	36	11	11
4-2	67	77	7,1	7,1	25	25	7	8
4-3	80	93	7,5	7,0	50	48	13	12
4-4	65	75	10,5	10,5	53	49	15	13
4-5	62	74	7,8	7,6	48	46	12	11

-11CZ 285986 B6

Při nepřítomnosti složky APO z kombinace pomocných látek podle vynálezu /srovnávací příklady 1 až 5/ se sníží hodnoty stability při 40 °C a 50 °C po době trvání 15 cyklů. Jestliže se naproti tomu složka APO při téměř konstantním obsahu stabilizátorů ve složení /příklady 4-1 až 4-5/ tak se zvýší stabilita při 40 °C a 50 °C a zůstane při době trvání 15 cyklů téměř stejně velká. Hmoty impregnačních pryskyřic, které obsahují místo složek kombinace pomocných látek podle vynálezu jako iniciátory peroxid popřípadě azosloučeninu, vykazují obecně podstatně menší stabilitu při skladování /srovnávací příklady 4 — 6 a 4 — 7/.

Claims

1. Způsob fixace navíjených výrobků z elektricky vodivých materiálů, impregnací hmotami polymerovatelnými radikálovou polymerací a tepelným vytvrzováním, vyznačující se tím, že se navíjené výrobky impregnují namáčením, nanášením, poléváním, vakuovou impregnací, impregnací při tlaku vakua nebo zkrápěním a současně spolu nebo po tepelném vytvrzování se vytvrzují energeticky bohatým zářením.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se tepelné vytvrzování provádí přiložením elektrického proudu k vinutí navíjených výrobků.

3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se navíjené výrobky impregnují v předehřátém stavu.

4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že se předehřívání provádí přiložením elektrického proudu na vinutí navíjených výrobků.

5. Způsob podle nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že se předehřívání provádí až na teploty 180 °C.

6. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se impregnuje hmotou polymerovatelnou radikálovou polymerací, která obsahuje radikálové iniciátory, které reagují jak na energeticky bohaté záření, tak i na přívod tepla.

7. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se impregnuje hmotou polymerovatelnou radikálovou polymerací, která obsahuje směsi sestávající z radikálových iniciátorů, reagujících na energeticky bohaté záření a radikálových iniciátorů, reagujících na teplo.

8. Způsob podle jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že se vytvrzování povrchu provádí UV-zářením nebo elektronovým zářením.

9. Způsob podle jednoho z nároků laž5, vyznačující se tím, že se impregnuje hmotou polymerovatelnou radikálovou polymerací, která je prostá radikálových iniciátorů, které reagují na záření a volně ležící povrch se vytvrzuje elektronovým zářením.

10. Způsob podle jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že se impregnuje hmotou polymerovatelnou radikálovou polymerací, která obsahuje kombinaci pomocných látek z

-12CZ 285986 B6

A/ alespoň jednoho acylfosfmoxidu jako fotoiniciátoru,

B/ alespoň jednoho C-C- labilního iniciátoru, reagujících na teplo a

5 C/ alespoň jednoho stabilizátoru typu hydrochinonů, chinonů, alkylfenolů a/nebo alkylfenoletherů.

11. Způsob podle jednoho z nároků 1, 2 a 6 až 11, vyznačující se tím, že vinutí navíjených výrobků jsou již během impregnace ohřáté nebo se ohřejí.

o

12. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že se tepelné síťování provádí po impregnaci.