DE2444458A1 - Wicklung fuer elektrische rotierende maschinen und verfahren zur herstellung - Google Patents

Wicklung fuer elektrische rotierende maschinen und verfahren zur herstellung

Info

Publication number
DE2444458A1
DE2444458A1 DE19742444458 DE2444458A DE2444458A1 DE 2444458 A1 DE2444458 A1 DE 2444458A1 DE 19742444458 DE19742444458 DE 19742444458 DE 2444458 A DE2444458 A DE 2444458A DE 2444458 A1 DE2444458 A1 DE 2444458A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
rings
epoxy
diisocyanate
isocyanate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19742444458
Other languages
English (en)
Other versions
DE2444458C3 (de
DE2444458B2 (de
Inventor
Takeshi Hakamada
Hideyo Hirata
Yoshiharu Karasawa
Masao Matsui
Toshikazu Narahara
Misao Souma
Yoshiyuki Suda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE2444458A1 publication Critical patent/DE2444458A1/de
Publication of DE2444458B2 publication Critical patent/DE2444458B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2444458C3 publication Critical patent/DE2444458C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/003Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with epoxy compounds having no active hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/4007Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
    • C08G59/4014Nitrogen containing compounds
    • C08G59/4028Isocyanates; Thioisocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/0622Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C08G73/0638Polycondensates containing six-membered rings, not condensed with other rings, with nitrogen atoms as the only ring hetero atoms with at least three nitrogen atoms in the ring
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/302Polyurethanes or polythiourethanes; Polyurea or polythiourea
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/303Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups H01B3/38 or H01B3/302
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/40Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/30Windings characterised by the insulating material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2936Wound or wrapped core or coating [i.e., spiral or helical]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964Artificial fiber or filament
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2964Artificial fiber or filament
    • Y10T428/2967Synthetic resin or polymer
    • Y10T428/2969Polyamide, polyimide or polyester
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2971Impregnation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31511Of epoxy ether
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31533Of polythioether
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31547Of polyisocyanurate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31562Next to polyamide [nylon, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31598Next to silicon-containing [silicone, cement, etc.] layer
    • Y10T428/31601Quartz or glass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31721Of polyimide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725Of polyamide

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Description

Patentanwälte 24444
Dlpl.-tng. R. DETZ «»η Dlpl-tnp. K. [.A^r»^ECHT Or.-iny. (·.. ui .SVZ Jr. 23, 8t«iiudarfftr. It
81-23.2O1P(23.2O2H) 17- 9- 197^4
HITACHI , LTD., Tokio (Japan)
Wicklung für elektrische rotierende Naschinen und Verfahren zur Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isoliersystem für Wicklungen für elektrische rotierende Maschinen und ein Verfahren zur Herstellung derartiger isolierter Wicklungen für elektrische rotierende Maschinen. Insbesondere betrifft die Erfindung isolierte Wicklungen für elektrische rotierende Maschinen mit einer Wärmebeständigkeit (thermal resistance) der Klasse H oder mehr bzw. einer darüberliegenden Klasse, die durch Imprägnieren und Härten mit einem neuen hitzehärtbaren Harz erhalten werden, und ein Verfahren zur Herstellung derartiger isolierter Wicklungen für elektrische rotierende Maschinen.
Die Verbesserung der Wärmebeständigkeit von Wicklungsisolationen ist ein entscheidender Faktor für die Erhöhung der Kapazität elektrischer rotierender Maschinen und für die Ver-
81-(A464-03)-Bo-Hö
509817/0710
kleinerunp und die Gewichtsverminderung derartiger Maschinen. Bisher sind Bänder oder Flachmaterialien aus Polyimid, Polyamidimid, aromatischem Polyamid oder entsprechenden Harzen als Isoliermaterial mit einer Wärmebeständigkeit der Klasse H (loO.°C) für Wicklungen für derartige elektrische rotierende Maschinen verwendet worden. Einerseits ist ein Polyimidharzlack bzw. ein Polyamidimidharzlack als Isolierlack der Klasse H bekannt; es ist jedoch schwer zu erreichen, daß sie als lösungsmittelfreie Lacke bzw. Lacke mit einem geringen Lösungsmittelgehalt (solventless) vorliegen, da sie Kondensationslackharze darstellen. Daher sind sie für Wicklungen elektrischer rotierender Maschinen nicht geeignet, bei denen die Bildung von Hohlräumen unerwünscht ist.
Als Lack mit einem geringen Gehalt an Lösungsmittel wurde ein Epoxyharzlack weitgehend verwendet, jedoch besitzt das Epoxyharz eine Wärmebeständigkeit der Klasse P (155 C). Beim Erhitzen bei einer Temperatur von l8o 0C oder darüber tritt daher eine Trennung (delamination) infolge der Wärmezersetzung zwischen den isolierenden Schichten der Wicklung und insbesondere zwischen dem Leiter und der isolierenden Schicht ein. Dadurch wird die Wärmeleitung herabgesetzt und die Temperatur der Wicklung weiter erhöht. Ferner wird die Koronaauslösespannung (corona starting voltage) herabgesetzt und ein dielektrischer Durchschlag bzw. Überschlag (dielectric breakdown) verursacht.
Vor allem ist die mechanische Vibration in elektrischen rotierenden Maschinen groß. Daher kann sich die isolierende Schicht leicht vom Leiter ablösen, wenn das Haftvermögen des Lacks, der die isolierende Schicht bildet, gering ista Da die Maschinen nicht mit einem ^l wie Transformatoren imprägniert sind, \-jira eine Korona hervorgerufen und tritt ein dielektrischer Durchschlag bzw, Überschlag ein.
509817/0710
Ferner ist ein Silikonharzlack als weiterer Lack mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit bekannt, er ist jedoch hinsichtlich seines Haftvermögens unterlegen und für derartige elektrische rotierende Maschinen nicht geeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Isoliersystem für Wicklungen von elektrischen rotierenden Maschinen mit einer Wärmebeständigkeit der Klasse H oder darüber vorzusehen,
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine isolierte Wicklung für elektrische rotierende Maschinen mit ausgezeichnetem Haftvermögen zwischen dem Leiter und der isolierenden Schicht vorzusehen.
Vielter ist es Aufgabe der Erfindung, eine isolierte Wicklung für elektrische rotierende Maschinen mit Beständigkeit gegen Wärmebeanspruchungen vorzusehen.
Die Aufgabe und die Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung näher hervor.
Figur 1 zeigt die Veränderung der Durchschlage- bzw. überschlagsspannung einer Muster-Stabspule nach einem Beanspruchungstest.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Feldspule für einen Gleichstrommotor.
Figur 3 zeigt das Schema eines Wärmezyklus beim Wärmezyklustest der Klasse H.
Figur k ist eine einfache Abbildung einer Ankerspule für einen Gleichstrommotor.
Figur 5 zei o-t die Beziehung zwischen dem dielektrischen Verlusttangens und der Temperatur in der isolierenden Schicht der Musterspule.
509817/071Q
-Zj-
Gemäß der vorliegenden Erfindung können isolierte Wicklungen für elektrische rotierende Maschinen dadurch hergestellt werden, daß man ein isolierendes Flachmaterial (sheetform material) aus Polyimid, Polyamidimid oder aromatischem Polyamid um Wicklungsleiter für elektrische rotierende Maschinen in der erforderlichen Anzahl von Wicklungen bzw. Lagen entsprechend der erforderlichen Ausbildung der Isolierung wickelt, mit einem Lack mit einem geringen Lösungsmittelgehalt mit einer Zusammensetzung aus einer Epoxyverbindung, einer Isocyanatverbindung und einem Katalysator imprägniert, wobei der Lack zur Bildung von Isocyanuratringen und Oxazolidonringen umgesetzt werden kann und ein hitzehärtbares Harz mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit liefert, und danach den Lack härtet.
Die Zusammensetzung, die Herstellung und die Figenschaften des vorstehend ervrähnten hitzehärtbaren Harzes v/erden in der DT-Patentanmeldung P 23 59 3β6.-4 näher beschrieben.
Der Ausdruck "elektrische rotierende Naschine", der im vorliegenden Zusammenhang verwendet wird, bezeichnet Generatoren und Motoren mit einer zulässigen Temperatur von l80 C oder darüber. Als isolierendes Band oder Flachmaterial für Wicklungsleiter für derartige elektrisch^ rotierende Maschinen sind z.B. Polyimid (Produkt mit dem Warenzeichen KAPTON der E. I. du Pont de Nemours & Co., U.^A), aromatisches Polyamid (Produkt mit dem Warenzeichen NOMT.'X der E. T. du Pont de Nemours & Co., USA) und Polyamidimid (Produkt mit dem Viarenzeichen PAIFRON der Hitachi Chemical Co., Ltd., Japan) brauchbar . Jedoch können andere isolierende Materialien der Klasse H, wie Glasgewebeband oder Glimmorband, erforderlichenfalls verwendet werden.
Der vorstehend erwähnte imprägniererde Lack, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, liefert beim Härten ein hitzehärtbares Harz, das als wiederkehrende Einheit min-
509817/0710
destens zwei Isocyanuratringe, die unmittelbar miteinander über einen Isocyanatrest verbunden sird , und zwei Oxazolidonringe enthält, die unmittelbar miteinander über einen Epoxyrest verbunden sind, wobei die wiederkehrende Einheit durch die Formel (I)
wiedergegeben wird, in der R einen Isocyanatrest, R1 einen Epoxyrest, ρ eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 2 und m und r ganze Zahlen mit einem Wert von mindestens 1 darstellen.
Die Wicklungen, die mit dem genannten hitzehärtbaren Harz isoliert sind, sind als Wicklungsisolation für elektrische rotierende Maschinen den Wicklungen überlegen, die mit einem bekannten Epoxyharz isoliert sind, da das hitzehärtbare Harz ein gutes Haftvermögen in bezug auf einen Leiter, wie Kupfer oder Aluminium, zeigt.
Um eine VJarmebeständigkeit der Klasse H oder darüber und ein starkes Haftvermögen der vorstehend angeführten Wicklungsisolation zu erzielen, werden 2 bis 3,5 Äauivalente. eineri poly-
509817/0710
funktioneilen Isocyanatverbindung mit einem Äquivalent einer polyfunktionellen Epoxyverbindung gemischt, ein Katalysator zugegeben, der Isocyanuratringe und Oxazolidonrinpre bildet, und danach die Wicklung mit einem isolierenden Flachmaterial mit der Mischung.isoliert, die gehärtet wird. Tm allgemeinen wird das Härten dadurch ausgeführt, daß man bei einer Temperatur von 130 °C oder darunter und vorzugsweise bei etwa 80 C 5 bis 15 h lang erhitzt und danach bei einer Temperatur von 150 0C oder darüber 5 bis 15 h lang erhitzt. Bei'einer Temperatur von I30 0C oder darunter werden Isocyanuratringe hauptsächlich durch Trimerisation des Isocyanats gebildet. Durch Erhitzen der Isocyanatverbindung mit den Isocyanuratringen und der Epoxyverbindung bei einer Temperatur von 150 0C oder darüber werden Oxazolidonringe gebildet und findet eine Vernetzung und eine Härtung statt. Wenn ein derartiger isolierender Lack, der ein hitzehärtbares Harz beim Erhitzen liefert, verwendet wird, werden das isolierende Bandmaterial bzw. Flachmaterial und der Wicklungsleiter fest bzw. dicht miteinander verbunden, so daß keine Auftrennung selbst bei hohen Temperaturen eintritt. Um eine Isolierung mit einer Wärmebeständigkeit der Klasse H oder darüber zu erzielen, werden vorzugsweise 2 bis 3,5 Äquivalente eines Isocyanats mit einem Äquivalent eines Epoxids gemischt, wie bereits vorstehend besehrieben wurde.
Als polyfunktioneile Epoxide gemäß der Erfindung können bifunktionelle Epoxide, wie Diglycidyläther des Bisphenols A, Butadiendiepoxid, 3,i|-Epoxycyclohexylmethyl-(3,1J-epoxy)-cyclohexancarboxylat, Vinylcyclohexendioxid, 4,1I'-Di-(I,2-epoxyäthy1)-diphenyläther, 1J, 4'-Di-(1,2-epoxyäthy1)-bipheny1, 2,2-Bis-(3,i<-epoxycyclohexyl)~pi>opan, Ddglycidylather des ResorcinSj Diglycidyläther des Phloroglucins, Diglycidyläther des Methylphloroglueins«, Bis<"(2,3-epoxycyclopentyl)-äther, 2-(3,1I-EpOXy )-cyclohe5ian-5,5-spiro-(3 9 *t-eDOxy)-cy clohexanm-dioxan, Bis-(3,i*-epoxy-6-!nethylcyclohexyl)adipat und N,N'-m-Phenylenbis-(4,5-epoxy-1,2-cyclohexandicarboxyimid), und tri- oder mehrfunktioneile Epoxyverbindungen, wie Tri-
509817/0710
glycidyläther von Paraminophenol, Polyallylglycidyläther, 1,3,5-Tri-(1,2-epoxyäthy1)-benzol, 2,2',H,4 »-Tetraglycidoxybenzophenon, T'etraglycidoxytetraphenyläthan, Polyglycidyläther von Phenol/Formaldehyd-Novolak, Triglycidyläther von Glycerin und Triglycidylather von Trimethylolpropan, verwendet werden. Hinsichtlich der anderen Epoxyverbindungen enthält das Buch "Epoxy Resins" (American Chemical Society, 1970) von Henry Lee und das Buch "Handbook of Epoxy Resin" (McGraw Hill Book Co., 1967) von Henry Lee and K. Neville Beschreibungen der Harze.
Von den vorstehend angeführten polyfunktionellen Epoxiden besitzen Diglycidyläther von Bisphenol A und Polyglycidylether von Phenol/Formaldehyd-Novolak eine besonders gute Reaktivität. Pie stellen daher brauchbare Verbindungen dar. Ferner können auch die Halogenide dieser Verbindungen verwendet werden.
Ferner können als polyfunktionelle Isocyanate bifunktionelle Isocyanate, wie Methandiisocyanat, Butan-l,l-diisocyanat, ilthan-l,2-diisöcyanat, Butan-l,2-diisocyanat, Transvinylendiisocyanat, Propan-3,3-diisocyanat, Eutan-l,^-diisocyanat, c-Buten-ljJJ-diisocyanat, 2-Methylbutan-l,24-diisocyanat, Pentan-1,5-diisocyanat, 2,2-Dimethylpentan-l,5-diisocyanat, Hexan-l,6-diisocyanat, Heptan-l,7-diisocyanat, Octan-1,8-diisocyanat, Nonane1,9-diisocyanat, Decan-1,10-diisocyanat, Dimethylsilandiisocyanat, Diphenylsilandiisocyanat, omega, omega!-l,3~Diinethylbenzoldiisocyanat, orrega, omega'-l,1!- Dimethylbenzoldiisocyanat, omega,omega'-l,3~Dimethylcyclohexandiisocyanat, omega,omega'-1,1I-DimethyIcyclohexandiisocyanat, omepra,omega'-l,^-Dimethylbenzoldiisocyanat, ome^a, omega'-1,^-Dimethylnaphthalindiisocyanat, omega,omega'-1,5-Dimethylnanhthalindiisocyanat, Cyclohexan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,il-diisocyanat, Dicyclohexylmethan-1!,U '-diisocyanat , *',3-Phenylendiisocyanat, l^-Phenylendiisocyanat, l-Methylbenzol-Pjil-diisocyanat, 1 -Methylbenzol- 2,5-diisocyanat, l-Methylbenzol^jo-diisocyanat, l-Methylbenzol-3,5-
509817/0710
diisocyanat, Diphenyläther-4,4 '-diisocyanat, Diphenyläther-2,4'-diisocyanat, Biphenyl-4,4'-diisocyanat, 3,3 '-Dimethylbiphenyl-4,4 '-diisocyanat, 2,3 '-Dimethoxybiphenyl-4, 4 '-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, 3,3'-Dimethoxydiphenylmethan-4,4 '-diisocyanat, 4,4'-Dimethoxydiphenylmethan-3,3'-diisocyanat, Diphenylsulfid-4,4'-diisocyanat und Diphenylsulfon-4,4'-diisocyanat, und trifunktionelle oder mehrfunktionelle Isocyanate, wie Polymethylenpolyphenylisocyanat, Triphenylmethantriisocyanat, Tris-(4-phenylisocyanatthiophosphat) und 3,3',4,4'-Diphenylmethantetraisocyanat, verwendet werden. Ferner können auch Verbindungen, die durch Maskieren von Isocyanresten der vorstehend angeführten Isocyanate mit z.B. Phenol oder Kresol erhalten werden, verwendet werden. Die Dimeren und Trimeren dieser Isocyanate sind gleichfalls brauchbar. Von diesen Isocyanaten sind 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 2,4-Toluoldiisocyanat vorzuziehen und brauchbar. Die vorstehend angeführten Epoxide und Isocyanate werden jeweils allein oder in Kombination verwendet.
Der Katalysator spielt eine bedeutende Rolle zur Erzielung der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung. Wichtig ist ein Katalysator, der Isocyanuratbindungen und Oxazolidonbindungen beim Härten bildet. Zu derartigen vorstehend angesprochenen Katalysatoren gehören z.B. Morpholinderivate, wie H-Dodecylmorpholin, Butylendimorpholin, Hexamethylendimorpholin, Cyanoäthylmorpholin, Triazinoäthylmorpholin, N-Methylmorpholin.und N-Äthylmorpholin. Ferner stellen Imidazole Katalysatoren dar, wie 2-Methylimidazol, 2-Äthylimidazol, 2-Undecylimidazol, 2-Heptadecylimidazol, 2-Methyl-4-äthylimidazol, 1-Putylimidazol, l-Propyl-2-methylimidazol, 1-Benzyl-2-methylimidazol, l-Cyanoäthyl-2-methylimidazol, l-Cyanoäthyl-2-undecylimidazol, 1-Cyanoäthyl-2-phenylimidazol, 2,4-Diamino-6-(2»-methylimidazolyl-1')-Sthyl-s-triazin, 2,4-Diamino-6-(2'-äthylimidazolyl-1')-äthyl-s-triazin und 2,4-Diamino-6-(2'-undecylimidazolyl-l')-äthyl-s-triazin. Von den vorstehend angeführten Katalysatoren sind Imidazol-
509817/0710
derivate besonders wirksam.
Es wird mindestens einer der vorstehend angeführten Heterocyclen bildenden Katalysatoren im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%y vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, auf Basis des Gemischs des nolyfunktionellen Epoxids und des polyfunktionellen Isocyanate verwendet.
Als Methode zum Imprägnieren einer Wicklung, die mit einem Band oder mit Plachmaterial mit einem Gemisch der Harzzusammensetzung aus polyfunktioneller Epoxyverbindung und polyfunktioneller Isocyanatverbindung und dem Katalysator isoliert ist, wird eine Methode bevorzugt, bei der zuvor nur mit dem Katalysator unter Verwendung eines Lösungsmittels und danach mit der Harzkomponente imprägniert wird, da die Methode keinen Einfluß auf die Toofzeit des Harzlacks hat und keine Gelierung durch Erhitzung zu befürchten ist, wenn das Harz bei Raumtemperatur -fest, bei der Imprägnierungstemperatur ,jedoch verflüssigt ist.
Die vorstehend angeführte Methode zum Imprägnieren von Wicklungen wird unter reduziertem Druck durchgeführt. In diesem Fall beträgt die Viskosität des Tmprägnierlacks vorzugsweise 7 Poise oder weniger und insbesondere 2 Poise oder weniger bei der Imprägnierungstemperatur. Venn die Viskosität 7 Poise überschreitet, ist zu befürchten, daß eine ausreichende Imprägnierung nicht durchgeführt werden kann.
Die Erfindung betrifft also ein Isoliersystem für Wicklungen von elektrischen rotierenden Maschinen mit einer Wärmebeständigkeit der Klasse H oder darüber und ausgezeichnetem Haftvermögen zwischen dem Leiter und der isolierenden Schicht und ausgezeichneter Beständigkeit gepcen thermische Beanspruchungen, wobei dieses Isoliersystem dadurch hergestellt werden kann, daß man einen Wicklungsleiter bzw. eine Wicklungsader mit einem isolierenden· Band oder einem isolierenden Flachmaterial mit einer Wärmebeständigkeit der Klasse H oder darüber·,
509817/0710
2444^68
wie Polyimid, Polyamidimid oder aromatisches Polyamid, imprägniert, den auf diese Weise behandelten Vicklunpsleiter mit einem Lack mi-t einem geringen Lösungsmittelp-ehalt mit einem Äquivalent einer Epoxyverbindung, die mindestens zwei benachbarte Epoxygruppen enthält, 2 bis 3,5 Äquivalenten einer polyfünktionellen Isocyanatverbindung und 0,01 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, der Isocyanuratrinpre und Oxazolidonringe bildet, auf Basis der Gesamtmenge der Epoxy- und der·Isocyanatverbindung imprägniert und danach den imprägnierten Wicklungsleiter zur Bildung und Aushärtung eines Harzes, das als wiederkehrende Einheit mindestens zwei Isocyanuratringe, die unmittelbar miteinander über einen Isocyanatrest verbunden sind, und zwei Oxazolidonringe enthält, die unmittelbar miteinander über einen Epoxyrest verbunden sind, in der Isolierschicht erhitzt.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.
Beispiel 1
Es wurde ein Eand einer Stärke von 0,075 mm eines aromatischen Polyamids (MOMEX) um einen stabffirmigen Leiter mit einem Querschnitt von 7,4 x 14,^ mm und einer Länge von 550 mm, der durch übereinanderlegen von sechs flachen Kupferdrähten erhalten wurde, viermal mit halber Überlappung zur Isolierung des sbabförmigen Leiters gewickelt. Ferner wurde ein Glasgewebeband mit einer Stärke von 0,18 mm einmal mit halber Überlappung zur Herstellung einer Musterwicklung herumgewickelt.
Die Musterwicklung wurde in eine 1 %±ge Lösung von 2-Kthyl-4-methylimidazol, bei dem es sich um einen Katalysator zur Bildung von Isocyanuratringe?? und Oxasolidonringen handelt, in Methanol zum Imprägnieren mit der Lösung eingetaucht, an Luft bei Raumtemperatur und bei 1JO 0C und einem Druck von 0,1 mm Hg 5 Stunden lang getrocknet. Danach wurde eine Harzkomponente aus einem Äquivalent eines Diepoxids (Produkt
509817/0710
DER-332,-Bisnhenol-A-epoxyharz, der Dow Chemical Corp., USA, F.poxyäquivalent 173) und 2 Äquivalenten eines Diisocyanats (MDI, 4,Jj'-Diphenylmethandiisocyanat) unter reduziertem Druck eingeführt. Die Imprägnierung wurde bei 1JO C und einem Druck
2 von 3 mm Hp durchgeführt. Ferner wurde ein Druck von 5 kg/cm 5 Stunden lang zur Beseitigung von Hohlräumen angelegt. Die vorstehend angeführte mit Lack imprägnierte Musterwicklung wurde mit einem Polytetrafluoräthylenband umwickelt und danach bei 70 0C 15 Stunden lang und bei l80 0C 15 Stunden lang gehärtet, so daß der Imprägnierlack nicht ausfließen konnte.
Die Veränderung der Durchschlagsspannung (BDV) der Musterwicklung nach dem thermischen Altern ist in Fig. 1 wiedergegeben.
Zum Vergleich ist auch die Veränderung der Durchschlagsspannung einer Musterwicklung dargestellt, die durch Imprägnieren mit einem bekannten cycloaliphatischen Epoxyharz/Säureanhydriä-Härtungssystem-Harzlack erhalten wurde.
Aus Figur 1 geht klar hervor, daß die Musterwicklung gemäß der vorliegenden Erfindung (1) eine geringere Abnahme der BDV und eine höhere Wärmebeständigkeit als die Musterwicklung nach dem bekannten Verfahren (2) zeigt.
Es wurde S-Äthyl-lJ-methylimidazol als Katalysator, der Isocyanuratringe und Oxazolidonringe bildet, unmittelbar zum Harzlack zugegeben und die isolierende Schicht der Wicklung wurde mit dem Harzlack imprägniert. "Es wurde ein Ergebnis entsprechend der Kurve 1 der Figur 1 erhalten, jedoch begann der restliche Harzlack im Imprägniertank nach etwa ^ Stunden zu gelieren; er wurde für eine weitere Imprägnierung der Wicklung unbrauchbar.
509817/0710
Beispiel 2
Es wurde eine Musterspule mit einer ähnlichen Ausbildung wie die Feldspule für einen Gleichstrommotor der Fig. 2 hergestellt. Als Isolierung der Mustersoule wurde ein Band aus einem aromatischen Polyamid (NOMEX) mit einer Stärke von 0,075 mm viermal mit halber Überlappung herumgewickelt. Ferner wurde ein Glasgewebeband mit einer Stärke von 0,18 mm einmal mit halber Überlappung herumgewickelt. Die Größe der Spule mit der Isolierschicht betrug 105 mm χ 300 mm χ 60 mm und der Querschnitt des Lackes betrug 36 mm χ 58 mm.
Mit dieser Musterspule wurden vier isolierte Musterspulen gemäß der vorliegenden Erfindung und vier isolierte Musterspulen mit einem bekannten cycloalinhatischen Epoxyharz/ Säureanhydrid-Härtungssystem-Harzlack in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der Wärmezyklustest wurde durch Erhitzen mit elektrischem Strom ausgeführt; es wurde die Beständigkeit gegen Auftrennen des Leiters und der isolierenden Schicht dieser isolierten Musterspulen verglichen.
Wie in Figur 3 dargestellt ist, wurde der Wärmezyklustest der Klasse H folgendermaßen durchgeführt:
Ein Zyklus (30 Minuten, 205 °C —> 85 0C —-> 30 Minuten 205 °c) wurde dreimal wiederholt; danach wurde bei -20 0C vier Stunden lang abgekühlt.
Ein derartiger Zyklus wurde 21 mal wiederholt.
Die Erhitzungstemperatur wurde auf 215 0C erhöht; es wurden neun Zyklen in der gleichen Weise durchgeführt, wie vorstehend beschrieben wurde.
Ferner wurde die Erhitzungstemperatur auf 225 °C erhöht; es wurden neun Zyklen in. der gleichen Weise durchgeführt, wie vorstehend beschrieben wurde.
509817/0710
Auf diese V/eise wurden insgesamt 39 Wärmezyklen durchgeführt.
Die Auftrennunr zwischen dem Leiter und der isolierenden Schicht wurde durch Schlagen der Oberfläche der isolierenden Schicht mit einem kleinen Hammer und Abhören des Klanges beurteilt. Diese Methode erlaubte eine leichte und genaue Beurteilung, ohne daß besondere Kenntnisse erforderlich waren.
Als Ergebnis des vorstehend angeführten Tests zeigte sich, daß im Fall der isolierten Musterspulen gemäß dem bekannten Stand der Technik bei zwei Spulen eine Auftrennung im wesentlichen über die gesamte Oberfläche und bei den anderen beiden Spulen eine Auftrennung auf etwa 50 % der gesamten Oberfläche beim 15. Zyklus auftrat. Demgegenüber trat bei den isolierten Musterspulen gemäß der Erfindung nur bei einer Spule eine Auftrennung auf 15 % der gesamten Oberfläche beim 30. Zyklus auf; bei den anderen drei Spulen trat keine Auftrennung selbst nach 39 Zyklen auf. Die erfindungsgemäße Isolierung fiel also befriedigend aus.
Beispiel 3
Es wurde ein bekannter Epoxyharzlack auf eine Ankerspule für einen Gleichstrommotor aufgetragen, die in Figur Ί dargestellt ist. Wenn die Schlitzlänge etwa 600 mm oder darüber betrug, war es nicht möglich, die Spule und einen Eisenkern einer umfassenden bzw. gemeinsamen Imprägnierung zu unterwerfen, da die Spulenisolierschicht infolge der Spannung zerbrach, die durch den Unterschied der Wärmeausdehnung durch die Wärmezyklen zwischen der Spulenisolierschicht und dem Eisenkern auftrat.
Wenn demgegenüber ein Lack gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, war eine gemeinsame Imprägnierung selbst dann möglich, wenn die Schiitzlänge 800 bis 900 mm betrug.
509817/0710
Es wurden Musterstabspulen mit einer LSnge von etwa 1000 mm hergestellt und in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 isoliert. Die isolierte Musterstabspule wurde in einen Schlitz einer "Breite von 10mm, einer Tiefe von 36 mm und einer Länge von 850 mm eingesetzt und danach mit dem Harzlack von Beispiel 1 zur Herstellung eines Ankermusters imprägniert. Die Imprägnier- und Härtungsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß der Katalysator unmittelbar zur Harzkomr>onente in einer Menge von 1 Gew.-% zugegeben wurde.
Bei dem Ankermuster wurden 500 Wärmezyklen (60 0C —> I80 0C) und ein Erhitzen bei 220 0C 10 Tage lang durchgeführt; danach wurden wieder 500 Wörmezyklen (60 0C —^ I80 0C) durchgeführt; es wurde die BDV gemessen. Als Frgebnis zeigte das Ankermuster gemäß der vorliegenden Erfindung nur eine leichte Herabsetzung der EDV, so daß es voll befriedigte. Demgegenüber trat bei dem Ankermuster ein Kurzschluß ein, das mit dem bekannten cycloaliphatischen Epoxyharz/Säureanhydrid-Härtungssystem-Lack hergestellt worden war.
Wie vorstehend näher beschrieben wurde, besitzt die isolierte Wicklung für elektrische rotierende Maschinen gemäß der vorliegenden Erfindung .eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und ein ausgezeichnetes Haftvermögen, die bisher nicht erzielt wurden! die Wicklung kann als isolierte Wicklung mit- einer VJärmebestänäigkeit der Klasse H oder darüber verwendet werdeo.
W.ie bereifes besehrieben wurdes ist die Topfzeit des imprägnie-3?e?ideri Lacks gemäß der vorliegenden Erfindung kurz s wenn ein Katalysator zugegeben.wird, äer Isocyanuratringe und Oxazolid.onringe biiaefco Datier ist ss erwünscht9 das herumzuwickelnde Band oder Plaetiraafcerlal sirvos^ alt diesen Katalysator allein zu imppägnierea«, Die Imprägnierung ιτίτά dadurch durchgeführt, 'daß roan die erforderliche Menge des Katalysators in einem Lösungsmittel löst. In diesem Fall kann ein Teil des Epoxy-
$09817/0710
harzes als Rindemittel verwendet werden. Als Lösungsmittel können beispielsweise Aceton, Toluol, Benzol, Alkohole, Methyläthy!keton und Dimethylformamid verwendet werden. Es ist erwünscht, daß die Menge des verwendeten Katalysators 0,1 bis 2 Gew.-/? auf Easis des Gewichts des Imprägnierharzes, die Menge des verwendeten Bindemittels 10 bis 400 Gew.-% auf Basis des Katalysatorgewichts und die Menge des verwendeten Lösungsmittels das 10- bis 100-fache des Gewichts der gelösten Stoffe beträgt.
Beispiel 4
Dieses Beispiel erläutert eine Isolierung für elektrische Niederspannunpsmaschinen, die hauptsächlich aus einem Polyamidfilm besteht.
Es wurden ein Glasgewebeband und ein Band aus nichtgewebtem Stoff aus aromatischem Polyamid (NOMEX) um einen Leiter mehrmals in vorgegebener Weise gewickelt. Danach wurden 15 g 2-Phenylimidazol als Katalysator für das Harz und 35 g Növolak-Epoxyharz mit einem Schmelzpunkt von etwa 70 0C als Bindemittel mit' 1 1 Aceton zur Herstellung einer Lösung gemischt. Die Wicklung wurde in diese Katalysatorbehandlungslösung 30 Minuten lang eingetaucht. Nach dem Eintauchen wurde die behandelte Wicklung bei Raumtemperatur unter reduziertem Druck getrocknet, mit einem Lack imprägniert, der durch Mischen von einem Äauivalent einer Bisphenol-A-Epoxyverbindung mit 2,5 Äquivalenten 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat erhalten worden war, und danach durch Erhitzen gehärtet. Auf diese Weise wurde eine isolierte Wicklung mit einer sehr hohen WSrmebeständigkeit erhalten.
Als Beispiel ist die Beziehung zwischen dem dielektrischen Verlusttangens (tan delta) und der Temperatur, was die Wärmebeständigkeit der Isolierung wiedergibt, in Figur 5 dargestellt. Aus Figur 5 geht klar hervor, daß die Wicklung, die mit dem Lack gemäß der vorliegenden Erfindung iso-
5098 17/0710
liert ist (Kurve II), der Wicklung, die mit einem bekannten Epoxyharz isoliert ist (Kurve I), bezüglich der WSrmebeständigkeit überlegen ist.
Beispiel 5
Es wurde eine kleine Menge Fuchsin zur Katalysatorbehandlungs· lösung zugegeben, die in der gleichen V/eise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde. Die V/icklung, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt worden war, wurde in die Mischung 30 Minuten lang eingetaucht. Mach dem Trocknen wurden der Zustand und die Menge des Katalysators, der an dem Band klebte, untersucht. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der Farbstoff in gleicher Weise am untersten Band, das mit dem Leiter in Berührung stand, und an der Oberfläche der Isolierung, d.h. am obersten Band klebte. Auch wenn die Menge des Katalysators, der an jeder Schicht haftete, aus dem Gewicht ermittelt wurde, wurde bestätigt, daß die Menge des anhaftenden Katalysators entsprechend dem Material des Bandes variierte, jedoch beim gleichen Material fast gleich war. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.
Tabelle
Isolierschicht
1. Schicht
2. Schicht
3· Schicht
4. Schicht
5. Schicht
6. Schicht
Material
Menge des anhaftenden Katalysators (g/m')
Glasgewebe Stoff 6, 2
nicht gewebter
aus Polyamid
H
5,
5
1
,0
Il 5, 1
Glasgewebe
5,3
6,1
509817/0710
Auf diese Weise wurde festgestellt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der Katalysator in ,jede Schicht der Isolierung vollständig eindrang und an jeder Schicht gleichmäßig haftete.
509817/0710

Claims (1)

  1. 24444S8
    Patentansprüche
    1. J Wicklung für elektrische rotierende Maschinen, ~xs6liert mit einem isolierenden Flachmaterial mit einer Wärmebeständigkeit, die mindestens der Klasse H entspricht, und mit einem Harz der Formel
    worin R einen Isocyanatrest, R' einen Fpoxyrest, ρ eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 2 und m und r ganze Zahlen mit einem Wert von mindestens 1 bedeuten, mit einer wiederkehrenden Einheit mit mindestens zwei Isocyanuratringen, die unmittelbar miteinander durch einen Isocyanatrest verbunden sind,und zwei Oxazolidonringen, die unmittelbar miteinander durch einen Epoxyrest verbunden sind.
    '2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Flachmaterial mit einer Wärmebeständigkeit, die mindestens äew Klasse H entspricht, aus Polyimid, Polyamidimid oder einem aromatischen Polyamid besteht.
    509817/0710
    3. Verfahren zur Herstellung einer isolierten Wicklung für elektrische rotierende Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Wicklungsleiter mit einem isolierenden Iflachmaterial mit einer Wärmebeständigkeit, die mindestens der Klasse H entspricht, isoliert, den auf diese Weise behandelten Wicklungsleiter
    I. mit einem Lack aus (a) einem Äquivalent einer Epoxyverbindung mit mindestens zwei benachbarten Epoxygruppen,
    (b) 2 bis 3»5 Äquivalenten einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung und (c) 0,01 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, der Isocyanuratringe und Oxazolidonringe bildet, auf Basis der Gesamtmenge der Epoxy- und der Isocyanatverbindung.oder
    II. mit einer Lösung von 0,01 bis 10 Gew.-% eines Katalysators., der Isocyanuratringe und Oxazolidonringe bildet, auf Basis der Gesamtmenge der im folgenden angegebenen Epoxyverbindung und Isocyanatverbindung in einem Lösungsmittel, ferner mit einem Lack aus (a) einem Äquivalent einer Epoxyverbindung mit mindestens zwei benachbarten Epoxygruppen und (b) 2 bis 3>5 Äquivalenten einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung imprägniert
    und danach den imprägnierten Wicklungsleiter zur Bildung und Härtung eines Harzes, das als wiederkehrende Einheit mindestens zwei Isocyanuratringe, die unmittelbar miteinander durch einen Isocyanatrest verbunden sind, und zwei Oxazolidonringe enthält, die unmittelbar miteinander durch einen Epoxyrest verbunden sind, in der isolierenden Schicht erhitzt.
    4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man ein isolierendes Flachmaterial mit einer Wärmebeständigkeit, die mindestens, der Klasse H entspricht, aus Polyimid, Polyamidimid oder einem aromatischen Polyamid verwendet.
    5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator, der Isocyanuratringe und Oxazolidonringe bildet, ein Imidazolderivat verwendet.
    509817/0710
DE2444458A 1973-09-19 1974-09-17 Verfahren zur Herstellung isolierter Wicklungen für elektrische Maschinen Expired DE2444458C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP48104993A JPS5058501A (de) 1973-09-19 1973-09-19

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2444458A1 true DE2444458A1 (de) 1975-04-24
DE2444458B2 DE2444458B2 (de) 1978-03-02
DE2444458C3 DE2444458C3 (de) 1985-06-20

Family

ID=14395606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2444458A Expired DE2444458C3 (de) 1973-09-19 1974-09-17 Verfahren zur Herstellung isolierter Wicklungen für elektrische Maschinen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4304818A (de)
JP (1) JPS5058501A (de)
AU (1) AU477108B2 (de)
CA (1) CA1021245A (de)
DE (1) DE2444458C3 (de)
ES (1) ES430175A1 (de)
FR (1) FR2244285B1 (de)
GB (1) GB1462200A (de)
ZA (1) ZA745933B (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0035072A1 (de) * 1980-03-03 1981-09-09 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Duroplastisch härtbare lösungsmittelfreie Harzmischung und ihre Verwendung
EP0129819A1 (de) * 1983-06-27 1985-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Imprägnierung und Einbettung von elektrischen Wicklungen
US4564651A (en) * 1983-06-27 1986-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Method for the manufacture of reaction resin molding materials

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53116402A (en) 1977-03-19 1978-10-11 Hitachi Ltd Electric insulation device
JPS54157201A (en) * 1978-06-02 1979-12-12 Hitachi Ltd Wire manufacturing method for electric machine
JPS6055971B2 (ja) * 1978-12-08 1985-12-07 株式会社日立製作所 電機巻線
JPS56150813A (en) * 1980-04-22 1981-11-21 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of insulated coil
US4399191A (en) * 1981-03-11 1983-08-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thin insulating mica sheet and insulated coil
US4399190A (en) * 1981-03-11 1983-08-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thin insulating mica sheet and insulated coil
FR2507024A1 (fr) * 1981-06-01 1982-12-03 Hitachi Ltd Procede de production de bobinages electriques isoles
US4400226A (en) * 1981-07-16 1983-08-23 General Electric Company Method of making an insulated electromagnetic coil
US4376904A (en) * 1981-07-16 1983-03-15 General Electric Company Insulated electromagnetic coil
DE3904156A1 (de) * 1989-02-11 1990-08-16 Bayer Ag Kalthaertende reaktionsharzmischung und deren verwendung
TW593404B (en) * 2001-03-14 2004-06-21 Akzo Nobel Nv Powder coated rotor, stator or field coil and powder coating composition
US20020187351A1 (en) * 2001-03-14 2002-12-12 Borschel Volker Karl Ottmar Powder coated rotor
US20040265167A1 (en) * 2003-06-30 2004-12-30 Todd Morrison Sterilization vacuum chamber door closure

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1115922B (de) * 1959-09-12 1961-10-26 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Giessharzkoerpern auf Basis von Epoxyharzen
GB1000503A (en) * 1961-02-06 1965-08-04 Shawinigan Resins Corp Improvements in and relating to resins
US3206352A (en) * 1962-03-23 1965-09-14 Monsanto Res Corp Polymeric polyisocyanurate laminating resin prepared from a diaryl dhsocyanate and acocatalyst system
US3211703A (en) * 1962-03-23 1965-10-12 Monsanto Res Corp Polyaliphatic polyisocyanurate laminating resin prepared in the presence of a cocatalyst system
DE1219554B (de) * 1963-03-08 1966-06-23 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Isolierungen aus Folien oder Baendern mit Kunstharztraenkung
DE1258937B (de) * 1961-03-11 1968-01-18 Asea Ab Glimmerband zur Herstellung eines elektrischen Leiters
DE1301135B (de) * 1963-05-02 1969-08-14 Shell Int Research Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern
DE1904575A1 (de) * 1968-02-05 1969-08-28 Upjohn Co Gegen hohe Temperaturen bestaendige Zellpolymere und Verfahren zu deren Herstellung
DE1645339A1 (de) * 1965-04-13 1969-10-02 Shell Int Research Verfahren zum Haerten von Polyepoxyden
DE1910758A1 (de) * 1968-03-04 1969-10-09 Shell Int Research Verfahren zum Haerten von Polyepoxiden
US3494888A (en) * 1966-08-30 1970-02-10 Wilbur R Mcelroy Resin compositions from polyepoxides and isocyanate polymers
DE1490393B1 (de) * 1963-04-11 1970-07-02 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Isolierungen fuer elektrische Maschinen,Geraete oder Apparate
DE2205731B2 (de) * 1971-02-12 1979-08-30 Frisch, Kurt C., Dr., Grosse Ile, Mich. (V.St.A.) Verfahren zur Herstellung modifizierter Polyisocyanuratschäume

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1115922B (de) * 1959-09-12 1961-10-26 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Giessharzkoerpern auf Basis von Epoxyharzen
GB1000503A (en) * 1961-02-06 1965-08-04 Shawinigan Resins Corp Improvements in and relating to resins
DE1258937B (de) * 1961-03-11 1968-01-18 Asea Ab Glimmerband zur Herstellung eines elektrischen Leiters
US3206352A (en) * 1962-03-23 1965-09-14 Monsanto Res Corp Polymeric polyisocyanurate laminating resin prepared from a diaryl dhsocyanate and acocatalyst system
US3211703A (en) * 1962-03-23 1965-10-12 Monsanto Res Corp Polyaliphatic polyisocyanurate laminating resin prepared in the presence of a cocatalyst system
DE1219554B (de) * 1963-03-08 1966-06-23 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Isolierungen aus Folien oder Baendern mit Kunstharztraenkung
DE1490393B1 (de) * 1963-04-11 1970-07-02 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von Isolierungen fuer elektrische Maschinen,Geraete oder Apparate
DE1301135B (de) * 1963-05-02 1969-08-14 Shell Int Research Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern
DE1645339A1 (de) * 1965-04-13 1969-10-02 Shell Int Research Verfahren zum Haerten von Polyepoxyden
US3494888A (en) * 1966-08-30 1970-02-10 Wilbur R Mcelroy Resin compositions from polyepoxides and isocyanate polymers
DE1904575A1 (de) * 1968-02-05 1969-08-28 Upjohn Co Gegen hohe Temperaturen bestaendige Zellpolymere und Verfahren zu deren Herstellung
DE1910758A1 (de) * 1968-03-04 1969-10-09 Shell Int Research Verfahren zum Haerten von Polyepoxiden
DE2205731B2 (de) * 1971-02-12 1979-08-30 Frisch, Kurt C., Dr., Grosse Ile, Mich. (V.St.A.) Verfahren zur Herstellung modifizierter Polyisocyanuratschäume

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Elektrotechnik, 52. Jg., 1970, H.5, S. 22 u. 23 *
EMA, 1961, H. 12, S. 349 bis 352 *
Journal of Applied Polymer Science, 9, S. 1955, 1965 *
Journal of Cellular Plastics, 1972, S. 160-166 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0035072A1 (de) * 1980-03-03 1981-09-09 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. Duroplastisch härtbare lösungsmittelfreie Harzmischung und ihre Verwendung
WO1981002647A1 (en) * 1980-03-03 1981-09-17 Bbc Brown Boveri & Cie Resinous mixture
EP0129819A1 (de) * 1983-06-27 1985-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Imprägnierung und Einbettung von elektrischen Wicklungen
US4564651A (en) * 1983-06-27 1986-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Method for the manufacture of reaction resin molding materials

Also Published As

Publication number Publication date
ZA745933B (en) 1975-10-29
DE2444458C3 (de) 1985-06-20
FR2244285B1 (de) 1977-07-08
AU7346374A (en) 1976-03-25
AU477108B2 (en) 1976-10-14
GB1462200A (en) 1977-01-19
DE2444458B2 (de) 1978-03-02
FR2244285A1 (de) 1975-04-11
JPS5058501A (de) 1975-05-21
ES430175A1 (es) 1977-01-16
CA1021245A (en) 1977-11-22
US4304818A (en) 1981-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2444458A1 (de) Wicklung fuer elektrische rotierende maschinen und verfahren zur herstellung
DE974705C (de) Glimmerpapierisolation fuer elektrische Leiter
DE2428816A1 (de) Elektrisches hochspannungs-bauelement mit einer mehrzahl miteinander ueber mindestens ein prepreg verbundener hochspannungs-wicklungsstaebe
DE2628096A1 (de) Blatt- oder streifenfoermiges isolationsmaterial
DE2812119A1 (de) Loesungsmittelfreie impraegnierungsharzzusammensetzung
DE2636924A1 (de) Glimmerbrand
DE2261686A1 (de) Bandagierband fuer elektrische leiter
CH650010A5 (de) Haertbare kunstharzzusammensetzung, diese enthaltendes glimmerband, elektrisch isolierte spule und verfahren zu deren herstellung.
DE2922065C2 (de) Verfahren zur Herstellung elektrischer Wicklungen
DE2655367C2 (de) Heißhärtende Reaktionsharzmischung zur Imprägnierung von Isolierungen elektrischer Geräte und zur Herstellung von Formstoffen mit oder ohne Einlagen
DE2142571B1 (de) Isolierband zur herstellung einer mit einer heisshaertenden epoxidharz-saeureanhydridhaertermischung impraegnierten isolierhuelse fuer elektrische leiter
DE1117678B (de) Verfahren zur Herstellung eines Isolierbandes fuer elektrische Isolierungen
EP0012946B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Wickelbändern für die Hochspannungsisolierung elektrischer Maschinen und Apparate und Wickelband zur Herstellung einer Isolierhülse für elektrische Leiter
DE2249871A1 (de) Loesungsmittelfreie kombination aus epoxyharz, haerter und verduenner als elektrisches isolier- und/oder impraegniermittel
EP0035072B1 (de) Duroplastisch härtbare lösungsmittelfreie Harzmischung und ihre Verwendung
DE3434270A1 (de) Heisshaertende reaktionsharzmischung zur impraegnierung von isolierungen elektrischer geraete und zur herstellung von formstoffen mit und ohne einlagen
DE2030999C2 (de) Bindemittel zur elektrischen Isolation
CH646269A5 (de) Verfahren zur herstellung eines selbstbindenden elektrischen wickeldrahts.
DE2126852A1 (de) Isolierter elektrischer Leiter
DE112012006529T5 (de) Flüssige, wärmeaushärtende Harzzusammensetzung zum Isolieren einer Statorspule einer drehenden elektrischen Maschine, drehende elektrische Maschine, die diese verwendet, und Herstellungsverfahren dafür
DE2126853A1 (de) Spule fur elektrische Maschinen
DE3121725A1 (de) Elektrisch isolierte wicklungen und ihre herstellung
CH632608A5 (en) An electrical conductor which is provided with insulation which contains layers of mica between which layers consisting of a resin material are arranged
DE2739289C3 (de) Vorimprägniertes Isoliermaterial, seine Herstellung und Verwendung
DE2206528C3 (de) Elektrische Isolierung für Hochspannungswicklungen, insbesondere für elektrische Maschinen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee