DE1590351A1 - Elektrischer Isolierstoff und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Description

The English Electric Company Limited, London, England.

Elektrischer Isolierstoff und Verfahren zur Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Isolation und insbesondere auf elektrische Isoliersysteme und Verfahren zur elektrischen Isolierung elektrischer Leiter unter Benutzung von Glirnmerbändern oder Glirnmerblättern.

Glimmar-bänder oder Giimmerblätter können dadurch hergestellt
werden, daß einzelne Glimmerschichten, die gelegentlich auch
als Glimtr.ersplltter bezeichnet werden,oder ein Blatt aus Glimmerpapier mit eineiii Kunstharzbindemittel auf einem Trägermaterial aufgebracht werden. Geeignete Trägerwerkstoffe können dabei
Glasgewebe, Seide, synthetische Pasern oder Mischungen solcher Werkstoffe sein, wobei Bisphenol A-Epoxydharze mit einem
Aminseinen Anhydrid oder einem latenten Härter benutzt wurden, die als KunsthiU* Λ bindemittel dienen.

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BAD ORIGINAL

Es ist bekannt, Glinimerbänder oder-Blätter um einen elektrischen Leiter zu wickeln und einen derart umwickelten Leiter mit einem isolierenden Kunstharz zu imprägnieren, um optimale elektrische Isolationseigenschaften für den elektrischen Leiter zu erlangen. Bisher wurden mittels aromatischer Amine gehärtete oder durch Anhydride gehärtete Epoxydkunstharze der Bisphenol A-Epoxydharzgattung als isolierender Kunststoff benutzt. Die Bisphenol A-Epoxydkunsthar-ze haben jedoch eine relativ hohe Viskosität in flüssigem Zustand und im ausgehusteten Zustand eine verhältnismäßig schlechte KriechstrornfeBtigkeit.

Ziel der Erfindung ist es, ein iBolierkunsthars zu schaffen, mit welchem ein Glimmerband oder-Blatt imprägniert werden kann, das um einen elektrischen Leiter herumgewickelt werden kann, wobei dieses Isolierkunstharz eine niedrigere Viskosität im flüssigen Zustand und damit bessere Imprägnierungseigenschaften als flüssige Bisphenol A-Epoxydharze hat, wobei im ausgehßrteten Zustand jedoch eine beträchtliche Zugfestigkeit und Etreckbarkeit sowie eine verbesserte Krlechistromfestigkeit gegenüber ausgehärtetem Bisphenol A-Spoxydkunstharzen besteht.

Gemäß der Erfindung besteht das Kunstharz, mit dem das Glimmerband oder Glimmerblatt imprägniert wird, aus einer Mischung von Bisphenol A-Epor.ydharz mit einem oder mehreren zykloallphatischen Kunstharzen.

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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Eine Glasleinwaud, die ein tavisendstel Zoll dick sein kann, wird mit einem Kunstharzbindemittel überzogen. Das Bindemittel kann aufgesprüht, aufgebürstet, durch eine Walze aufgetragen oder durch irgendwelche anderen Mittel aufgebracht werden. Das Bindemittel kann ein Bisphenol A-ISpoxydharz mit einem Aiiiin. einem Anhydrid oder einem latenten Härter sein. Oder es kann ein Phenol-Spoxyd-Kunstharz in Lösung in einer Mischung aus Methyl-Ethyl-Keton und Methyl-Isobutyl-Keton sein, wobei das Phenol-Epoxyd-Kunstharz in einem solchen Ausmaß vorkondensiert wurde, dai3 nur sehr kleine Anteile flüchtiger Bestandteile während der Gelatinierung freigegeben werden, aber tatsächlich keine während der Aushärtung des Phenol-Epoxydharzes. Dann werden Glirnmerbtättchen, die üblicherweise eine Plächenausdehnung von 1 bis 3 Quadratzoll haben, auf die mit Kunstharz beschichtete Glasleinwand aufgelegt. Diese Glimmerblättchen sind gewöhnlich sehr dünn (z.B. 0,0007 Zoll dick) und es hat sich gezeigt, daß hierdurch die Blättchen um die Ecken heruragebogen werden können, ohne daß sie brechen.

Es kann entweder eine einzige Schicht von Glimmerblättchen benutzt werden, um ein Glimmerband oder ein Glimmerblatt zu

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schaffen oder es kann jede zweckmäßig erscheinende Zahl von Schichten von Ollmraerblättchen benutzt werden, wobei Griechenlagen aus Kunstharzblndemitteln eingefügt werden. Falle erforderlich, kann abschließend ein überzug aus Kunstharzbindemitteln aufgetragen werden, de« dann noch eine letzte Schicht von Glasleinwand aufgebracht wird. Be können auch Mittelschichten bestehend aus Glasleinwand oder Glasseide benutzt werden·

Stattdessen kann Ollmmerpapler an Stelle von Ollmerblättchen bei der Herstellung eines solchen Oliramerbandes bzw.-Blattes benutzt werden. Der zur Herstellung von Ollmmerpapler benutzte Glimmer weist sehr viel kleinere Partikel auf, als die Olimmerblättchen und diese Partikel haben etwa eine Flächenausdehnung von 1 Quadratmillimeter bis herunter zur Korngröße von Staub. Das Kunstharzbindemittel kann der Olasseide in der beschriebenen Weise aufgetragen werden, jedoch wird die Glasseide vorzugsweise mit dem Kunstharzbindemittel vorher Imprägniert, das hierbei zweckmäßigerweise bis zu einem Stadium ausgehärtet wird, bei welchem es durch folgende weitere Erhitzung weich wird. Das Glimmerpapier wird dann auf die Glasseide bzw. Olasleu-nwand, die vorher imprägniert oder mit einem Kunstharzbindemittel überzogen war, aufgebracht. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß der Glimmerpapierstreifen oder das Glimmerpapierblatt und die Glasseide zwischen zwei erhitzten Walzen hlndurchgefUhrt wird, um ein dichtes Glimmerband oder -blatt zu schaffen.

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Wie bei aiimmerbändern oder Glimmerblättern, die aus Gliraraerblättchiii hergestellt sind, können mehrere Lagen von Glimmerpapier übereinander angeordnet werden mit dazwischenliegenden Schichten fies Kunstharabinciemittels und mit einer Endschicht aus (llABseirß, fa.Ho dios erforderlich ist. Außerdem kann eine Zwischenschicht oder können mehrere Zwischenschichten am? Glasseide, v/iQ bei dem vorher erwähnten Ausführungsbeifipi.el bonutat werden,und es ist klar, daß sämtliche Schichten von Qliimnerpapier und Glasseide zwischen zwei erhitzten Walzen gleichzeitig hindurchgeführt werden können. Die durch die Walzen zugeführte Hitze erweicht das teilweise ausgehärtete Kunfitliö.i'zbindenrlttel, wenn Glasseide,die vorher mit einem solchen Bindemittel imprägniert wurde, benutzt wird.

Glimmerbänder oder Gliminerblätter, die aus Glimmerblättchen oder Gliramerpapier auf diese Welse hergestellt sind, können zur Isolation eines einzigen Leiters oder eines Leiterbündels benutzt v/erden. Z.B. kann ein Kupferleiter mit einer Schicht eines solchen Bandes oder Blattes umwickelt werden und zwar mit einer in der Hälfte überlappenden Wicklung, wobei benachbarte gleiche Leiter in der gleichen Weise umwickelt werden, um ein Bündel zu bilden und das Bündel wird dann mit zwölf Schichten des Bandes miteinander in der Hälfte überlappenden Wicklungen aufgewickelt.

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Der umwickelte Leiter wird dann in einen Autoklaven gebracht, der evakuiert wird, und dann wird das Band während einer geeigneten Zeit z.B. eine Stunde lang mit einer Mischung aus Bisphenol Α-Epoxydharz und einem oder mehreren zykloaliphatischen Kunstharzen imprägniert, wobei als Härtemittel Hexahydrophtalin-Anhydrid benutzt wird. Vorzugsweise beträgt der Bisphenol A-Epoxydharzanteil in der Kunstharzmischung ungefähr 60 Gewichtsprozent. Der Anteil kann jedoch etwa zwischen 50 Gewichtsprozent und 70 Gewichtsprozent schwanken. Auf je 100 Gewichtsprozente der Mischung aus Bisphenol A-Epoxyd-Kunstharz und einem oder mehreren zykloaliphatischen Kunstharzen werden ungefähr 112 Gewichtsteile des Härtemittels benutzt, wobei diese Gewichtsanteile etwa zwischen 100 und 115 Teilen schwanken können. Als zykloajiphatisches Kunstharz kann z.B. das unter der Bezelchnung^rx8V244ⁿvon der Ciba (ARL) Ltd. hergestellte Kunstharz orer jenes Kunstharz Anwendung finden, daü unter d*-v Bezeichnung"050;>"der Rütgerswerke und Teerverwertung AG vertrieben wird. Das Kunstharz kann unter der Schwerkraftwirkung aus einem oben offenen Behälter innerhalb des Autoklaven zugeführt werden.

Das Vakuum wird dann durch einen positiven Druck über einen geeigneten Zeitraum, z.B. über 6 Stunden, ersetzt, damit das Glimmerband mit dem Kunstharz imprägniert wird.

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Der umwickeltο Leiter wird dann dem Autoklaven entnommen und einer geeigneten Formgebungssehablone zugeführt, um ihn in die gewünschte Gestalt zu verformen und schließlich wird er in einem Ofen in der Formschablone eingebracht und genügend lange erwärrct, damit das Bindemittel und das Imprägnierungskunstharz (msharten können.

An Stelle einer Formsehablone kann auch eine geeignete Presse benutzt werden, um den umwickelten Leiter auf die gewünschte Form zu bringen.

Das Glimmarband oder -Blatt kann mit dem Iraprägnierungskunstharz imprägniert werden, bevor es um einen elektrischen Leiter gewickelt wird.

Das imprägnierte Glimmerband oder-Blatt ist in seiner Anwendung nicht auf die Isolation elektrischer Leiter beschränkt. Es kann in gewickelter oder flacher Form als allgemeines Isoliermittel benutzt werden, z.B. um die Kommutatorlaraellen voneinander su isolieren oder in zylindrischer Form für eine Transformatorisolation.

Patentansprüche :

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   1. Elektrisches Gerät,z.B. isolierter elektrischer Leiter> mit einer Isolation bestehend aus einem Olimmerband od«*r Glimmerblatt, das mit einem in der Wärme aushärtenden Kunstharz imprägniert ist,

   dadurch gekennzeichnet , daß das thermoplastische Kunstharz aus einer Mischung von Bisphenol A-EPOtydkunstharz und einem oder mehreren zykloaliphatischen PCunstharzen besteht.

   2. Verfahren zur Herstellung einer Isolation eines elektrischen Gerätes, wobei ein Glimmerband oder -Blatt zvrischen elektrisch leitfähige Teile oder um diese herum gelegt wird und wobei dieses Glimmerband oder Glimmerblatt mit einer flüssigen Kunstharzsubstanü imprägniert und erhitzt wird, um das Kunstharz auszuhärten,

   dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierende Kunstharzsubstanz aus einer Mischung flüssigen Bisphenol Α-Kunstharzes mit einem oder mehreren zykloaliphatischen Kunstharzen und einem Härtemittel besteht.

   2. Verfahren nach Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärtmittel Hexahydrophtalin-Anhydrid ist.

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   ':■<. ilL'i'••.t:i-ifol5.33 Cteräb nach Anspruch 1 in Verbindung mit dem

   Ve?/fahr en nach. Anspruch 2 und ^, . 'UdU-¹C^ gekcnnaaichnet, ti .: La Cav Juiüstharsiniischung zwischen 50 und 70 Gewiehtspro z-n-i» BL;phenol A-JSpoxydhars enthalten ist.

   3, tfs;-vl>; Li·.-·.. Verfahren n&oh Anspruch 4, diflv.zOh g e k ö η η ζ· e i c h η β t , d€.ß mie.3i'Hii2' βθ ßawlßh^sproaent Bisphenol A-Epoxydharz Ia der Kimsfeharzmischung enthalten ist.

   o, Voirf αί^-j.\ η nach den Ansprüchen 2 bis 5» dailiu'ch gekennzeichnet, daii 2?v;i«ehen. 100 und 115 Gewichtstelle eines Härtemittels auf je 100 Oswichfcsteile der Mischung von flüssigem Bisphenol A "??poxyökunstharz und aykloaliphatischem Kunstharz genommen werden.

   J. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 112 Gewichtstelle des Härtemittels auf je Gewichtsteile der Mischung aus flüssigem Bisphenol A-Bpoxydkunstharz und zykloaliphatischera Kunstharz genommen werden·

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   8. Gliiinuirband oder Gliiraaerblatt zur Benutzung als elektrische Isolierung, welches mit einem thermoplastischen Kunstharz imprägniert ist,
   dadurch gekennzeichnet , daß aas thermoplastische Kunstharz eine Mischung aus iol A-Epoxydinmstharz und tino« oder mehreren

   sykloaliohs-tischen Kunstharzen enthält.

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