DE2444458B2 - Isolierung von Wicklungen elektrischer Maschinen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Isolierung von Wicklungen elektrischer Maschinen und Verfahren zu deren Herstellung

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DE2444458B2
DE2444458B2 DE2444458A DE2444458A DE2444458B2 DE 2444458 B2 DE2444458 B2 DE 2444458B2 DE 2444458 A DE2444458 A DE 2444458A DE 2444458 A DE2444458 A DE 2444458A DE 2444458 B2 DE2444458 B2 DE 2444458B2
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epoxy
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catalyst
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Hideyo Ibaraki Hirata
Yoshiharu Karasawa
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Toshikazu Narahara
Misao Souma
Yoshiyuki Suda
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Description

N N R-
C C
/ \ / \ ONO
Ii
C-O
-N
ix
H2
C
O—C
Il ο
N-R
worin R einen Isocyanatrest, R' einen Epoxyrest, ρ eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 2 und m und r ganze Zahlen mit einem Wert von mindestens 1 bedeuten.
2. Verfahren zur Herstellung eines Isolierung von Wicklungen elektrischer Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Wicklungsleiter mit einem isolierenden Flachmaterial 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 Gewichtsprozent eines Katalysators, der isocyanuratringe und Oxazolidonringe bildet, auf Basis der Gesamtmenge der Epoxy- und der Isocyanatverbindung, oder
IL mit einer Lösung von 0,01 bis 10 Gewichtsprozent eines Katalysators (Ic) auf Basis der Gesamtmenge der im folgenden angegebenen Epoxyverbindung und Isocyanatverbindung, ferner mit einem Lack aus einem Äquivalent einer Epoxyverbindung (Ia) und 2 bis 3,5 Äquivalenten einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung (Ib) imprägniert
und danach den imprägnierten Wicklungsleiter erhitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator ein Imidazolderivat verwendet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Isolierung von Wicklungen elektrischer Maschinen, welche aus einem isolierenden Flachmaterial mit einer Wärmebeständigkeit, die mindestens der Klasse H entspricht, und einem Harz besteht (EMA, 1961, S. 349 bis 352).
Die Vetbesserung der Wärmebe, ständigkeit von Wicklungsisolationen ist ein entscheidender Faktor für die Erhöhung der spezifischen Leistung und für die Verkleinerung und die Gewichtsverminderung elektrischer Maschinen. Bisher sind Bänder oder Flachmaterilien aus Polyimid, Polyamidimid, aromatischem Polyamid oder entsprechenden Harzen als Isoliermaterial mit einer Wärmebeständigkeit der Klasse H (180° C) für Wicklungen für derartige elektrische rotierende Maschinen verwendet worden. Einerseits ist ein Polyimidharzlack bzw. ein Polyamidimidharzlack als Isolierlack der Kiasse H bekannt; es ist jedoch schwer zu erreichen, daß sie als lösungsmittelfreie Lacke bzw. Lacke mit einem geringen Lösungsmittelgehalt vorliegen, da sie Kondensationslackharze darstellen. Daher sind sie für Wicklungen elektrischer 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 F (1550C). Bei einer Temperatur von 180° C oder darüber tritt daher infolge Wärmezersetzung eine Trennung der Schichten der Wicklungsisolierung und insbesondere zwischen dem Leiter und der ersten isolierenden Schicht ein. Dadurch wird die Wärmeleitung herabgesetzt und die Temperatur der Wicklung weiter erhöht. Ferner wird die Glimmspannung herabgesetzt und ein dielektrischer Durchschlag verursacht
Vor altem ist die mechanische Beanspruchung in
elektrischen Maschinen groß. Daher kann sich die isolierende Schicht leicht vom Leiter ablösen, wenn das Haftvermögen des Lacks, der die erste isolierende Schicht bildet, gering ist Da die Maschinen nicht — wie Transformatoren — mit einem öl imprägniert sind, tritt eine Glimmentladung auf, die zum dielektrischen Durchschlag führen kann.
Ferner ist aus EMA 1961 (S. 349 bis 352) ein Silikonharzlack mit ausgezeichneter Wärmebeständig-
keit bekannt, der als Isolierungsstoff im Elektromaschinenbau verwendet werden kann. Er ist jedoch hinsichtlich seines Haftvermögens unterlegen und für elektrische Maschinen daher nur begrenzt geeignet.
Aus der GB-PS 10 00 503 ist es bekar.nt, Lackdrähte mit guter Wärmebeständigkeit dadurch herzustellen, daß man mindestens eine Schicht Polyvinylacetal auf einen Leiter aufbringt und danach auf den Poly viny Iac etal-Überzug mindestens eine Schicht Polyester aufbringt. Dadurch sollen Nachteile von Polyvinylacetal-Überzügen einerseits und Polyester-Überzügen andererseits vermieden werden. Wenn auch beispielsweise in einer Ausführungsform ein Polyisocyanat mit einem Isocyanuratring zum Modifizieren von Polyvinylacetal
10 verwendet wird, so ergibt daraus keineswegs eine Absicht, das Polyisocyanat mit einer Epoxyverbindung umzusetzen. Diese bekannte Lehre ist auch nicht auf die Isolierung von Wicklungen elektrischer Maschinen gerichtet, die als Ganzes mit einem isolierenden Flachmaterial und mit einem Harz isoliert sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Isolierung für Wicklungen elektrischer Maschinen mit einer Wärmebeständigkeit der Klasse H oder darüber anzugeben, welche sich durch ein ausgezeichnetes Haftvermögen am Leiter besonders bewährt.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Isolierung erfindungsgemäß durch ein Harz der Formel
gelöst, worin R einen Isocyanatrest, R' einen Epoxyrest, ρ eine ganze Zahl mit einem Wert von mindestens 2 und m und r ganze Zahlen mit einem Wert von mindestens 1 bedeuten.
Erfindungsgemäß kann eine Isolierung von Wicklungen elektrischer Maschinen hergestellt werden, indem man einen Wicklungsleiter mit einem isolierenden Flachmaterial 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 Gewichtsprozent 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 Gewichtsprozent eines Katalysators (Ic), auf Basis der Gesamtmenge der im folgenden angegebenen Epoxyverbindung und Isocyanatverbindung, ferner mit einem Lack aus einem Äquivalent einer Epoxyverbindung (Ja) und 2 bis 3,5 Äquivalenten einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung (Ib) imprägniert
und danach den imprägnierten Wicklungsleiter erhitzt.
Das Verfahren nach II. wird bevorzugt, da dieses Verfahren keinen Einfluß auf die Topfzeit des Harzlackes hat und keine Gelierung durch Erhitzung zu befürchten ist, wenn das Harz bei Raumtemperatur fest, bei der Imprägnienjngstemperatur jedoch verflüssigt ist.
Das vorstehend angeführte Verfahren wird zweckmäßig unter reduziertem Druck durchgeführt. In diesem Fall beträgt die Viskosität des Imprägnierlacks vorzugsweise 7 Poise oder weniger und insbesondere 2 Poise oder weniger bei der Imprägnierungstemperatur. Wenn
40
45
50
55
60
65 die Viskosität 7 Poise überschreitet, ist zu befürchten, daß eine ausreichende Imprägnierung nicht stattfindet.
Im allgemeinen wird das Härten dadurch ausgeführt, daß man bei einer Temperatur von 130° C oder darunter und vorzugsweise bei etwa 8O0C 5 bis 15 h lang erhitzt und danach bei einer Temperatur von 15O0C oder darüber 5 bis 15h lang erhitzt. Bei einer Temperatur von 13O0C oder darunter werden Isocyanuratringe hauptsächlich durch Trimerisation des Isocyanats gebildet. Durch Erhitzen der Isocyanatverbindung mit den Isocyanuratringen und der Epoxyverbindung bei einer Temperatur von 1500C oder darüber werden Oxazolidonringe gebildet und findet eine Vernetzung oder eine Härtung statt.
Mit der Erfindung wird ein ausgezeichnetes Haftvermögen zwischen dem Leiter wie Kupfer oder Aluminium und der isolierenden Schicht und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen thermische Beanspruchungen erzielt.
Als isolierendes Band oder Flachmaterial für Wicklungsleiter für derartige elektrische rotierende Maschinen sind z. B. Polyimid, aromatisches Polyamid und Polyamidimid brauchbar. Jedoch können andere isolierende Materialien der Klasse H, wie Glasgewebeband oder Glimmerband, erforderlichenfalls verwendet werden.
Als polyfunktionelle Epoxide gemäß der Erfindung können bifunktionelle Epoxide, wie
Diglycidyläther des Bisphenols A,
Butadiendiepoxid,
3,4-Epoxycyclohexylmethyl-(3,4-epoxy)-
cyclohexancarboxylat,
Vinylcyclohexendioxid,
4,4'-Di-(1,2-epoxyäthyl)-diphenyläther,
4,4'-Di-(l,2-epoxyäthyl)-biphenyl,
2,2-Bis-(3,4-epoxycyclohexyl)-propan,
Diglycidyläther des Resorcins.
Diglycidyläther des Phloroglucin, Diglycidyläther des Methylphloroglucins, Bis-(2,3-epoxycyclopentyl)-äther, 2-(3,4-Epoxy)-cyclohexan-5,5-spiro-(3,4-epoxy)-cyclohexan-m-dioxan,
Bis-(3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl)adipat und N.N'-m-Phenylenbis-^.S-epoxy-l^-cyclohexandicarboxyimid)und
tri- oder mehrfunktionelle Epoxyverbindungen, wie Triglycidyläther von Paraminophenol, Polyallylglycidyläther,
1,3,5-Tri-( 1,2-epoxyäthyl)-benzol, 2,2',4,4'-Tetraglycidoxybenzophenon, Tetraglycidoxytetraphenyläthan, Polyglycidyläther von
Phenol/Formaldehyd-Novolak, Triglycidyläther von
Glycerin und
Triglycidyläther 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 und K. N e ν i 11 e, Beschreibungen der Harze.
Von den vorstehend angeführten polyfunktionellen Epoxiden besitzen Diglycidyläther von Bisphenol A und Polyglycidyläther von Phenol/Formaldehyd-Novolak eine besonders gute Reaktivität. Sie stellen daher brauchbare Verbindungen dar. Ferner können auch die Halogenide dieser Verbindungen verwendet werden.
Ferner können als polyfunktionelle Isocyanate bifunktionelle Isocyanate, wie
Methandiisocyanat, Butan-1,1 -diisocyanat, Äthan-1,2-diisocyanat, Butan-1,2-diisocyanat, Transvinylendiisocyanat, Propan-1,3-diisocyanat, Butan-1,4-diisocyanat, 2-Buten-1,4-diisocyanat, 2-Methylbutan-l,4-diisocyanat, Pentan-1,5-diisocyanat,
2,2-Dimethylpentan-l,5-diisocyanat, Hexan-1,6-diisocyanat, Heptan-l,7-diisocyanat, Octan-1,8-diisocyanat, Nonan-1,9-diisocyanat, Decan-1,10-diisocyanat, Dimethylsilandiisocyanat, Diphenylsilandiisocyanat,
omega.omega'-1,3-Dimethylbenzoldiisocyanat, omega.omega'-1,4- Dimethylbenzoldiisocyanat, omega.omega'-l.S-Dimethylcyclohexandiisocya-
nat,
omega.omega'-1,4- Dimethylcyclohexandiisocyanat,
omega.omega'-1,4-Dimethylbenzoldiisocyanat, omega.omega'-M-Dimethylnaphthalindiisocyanat, omega.omega'-1,5- Dimethylnaphthalindiisocyanat, Cyclohexan-1,3-diisocyanat,
Cyclohexan-1,4-diisocyanat,
Dicyclohexylmethan^/l'-diisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat, 1-Methylbenzol-2,4-diisocyanat, 1-Methylbenzol^.S-diisocyanat, I -Methylbenzol^.ö-diisocyanat, 1 -Methylbenzol-S.S-diisocyanal, Diphcnyläthcr-4,4'-diisocyanat, Diphenyläther-2,4'-diisocyanat, Biphcnyl-4,4'-diisocyanat,
3,3'-Dimethylbiphcnyl-4,4'-diisocyanat, 2,3'-Dinicthoxybipheiiyl-4,4'-diisocyanat,
Diphenylmethan^'-diisocyanat,
S.S'-Dimethoxydiphenylmethan^^'-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
S^'^^'-Diphenylmethantetraisocyanat,
verwendet werden.
Ferner können auch Verbindungen, die durch Maskieren von Isocyanresten der vorstehend angeführten Isocyanate mit z. B. Phenol oder Kxesol 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 können jeweils auch in Kombination verwendet werden.
Der Katalysator spielt eine bedeutende Rolle zur Erzielung der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung. Wichtig ist ein Katalysator, der Isocyanuratbindungen und Oxalzolidonbindungen beim Härten bildet Zu derartigen vorstehend angesprochenen Katalysatoren gehören z. B. Morpholinderivate, wie
N-Dodecylmorpholin, Butylendimorpholin,
Hexamethylendimorpholin.Cyanoäthylmorpholin, Triazinoäthylmorpholin, N-Methylmorpholin und N-Äthylmorpholin.
Ferner stellen Imidazole Katalysatoren dar, wie
2-Methylimidazol, 2-ÄthyIimidazol.
2-Undecylimidazol, 2-Heptadecylimidazol,
2-Methyl-4-äthylimidazol, 1 -Butylimidazol,
l-Propyl-2-methylimidazol,
1 -Benzyl-2-methylimidazol,
1 -Cyanoäthyl-2-methylimidazol,
1-Cyanoäthyl-2-undecylimidazol,
1 -Cyanoäthyl-2-phenylimidazol,
2,4-Diamino-6-(2'-methylimidazolyl-1 ')-äthyl-
s-triazin,
2,4-Diamino-6-(2'-äthylirnidazolyl-r)-äthyl-
s-triazin und
2,4-Diamino-6-(2'-undecylimidazolyl-1 ')-äthyls-triazin.
Von den vorstehend angeführten Katalysatoren sin< lmidazolderivate besonders wirksam.
Es wird mindestens einer der vorstehend angeführte! Heterocyclen bildenden Katalysatoren im Bereich voi 0,01 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis : Gewichtsprozent, auf Basis des Gemisches des poly funktioneilen Epoxids und des polyfunktionellen Isocya nats verwendet.
Im folgenden werden einige Ausführungsbcispiele de Erfindung anhand der Figuren beschrieben.
F i g. 1 zeigt die Veränderung der Durchschlags- bzw Überschlagsspannung einer Muster-Stabspule nacl einem Beanspruchungstest;
F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Feldspule fü einen Gleichstrommotor;
b5 Fig. 3 zeigt das Schema eines Wärmezyklus beir Wärmezyklustest der Klasse H;
Fig.4 ist eine einfache Abbildung einer Ankerspul für einen Gleichstrommotor;
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem dielektrischen Verlusttangens und der Temperatur in der isolierenden Schicht der Musterspule.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Es wurde ein Band einer Stärke von 0,075 mm eines aromatischen Polyamids um einen stabförmigen Leiter mit einem Querschnitt von 7,4 χ 14,4 mm und einer Länge von 550 mm, der durch Übereinanderlegen von sechs flachen Kupferdrähten erha'.en wurde, viermal mil halber Überlappung zur Isolierung des stabförmigen 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 l%ige Lösung von 2-Äthyl-4-methylimidazol, bei dem es sich um einen Katalysator zur Bildung von Isocyanuratringen und Oxazolidonringen handelt, in Methanol zum Imprägnieren mit der Lösung eingetaucht, an Luft bei Raumtemperatur und bei 40°C und einem Druck von 0,1 mm Hg 5 Stunden lang getrocknet. Danach wurde eine Harzkomponente aus einem Äquivalent eines Diepoxids (Bisphenol-A-epoxyharz, Epoxyäquivalent 178) und 2 Äquivalenten eines Diisocyanats (Methandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat) unter reduziertem Druck eingeführt. Es wurden 0,01 bis 10 Gewichtsprozent Katalysator auf Basis des Diepoxids und des Diisocyanats eingesetzt. Die Imprägnierung wurde bei 40°C und einem Druck von 3 mm Hg durchgeführt. Ferner wurde ein Druck von 5 kg/cm2 5 Stunden lang zur Beseitigung von Hohlräumen angelegt. Die vorstehend angeführte mit Lack imprägnierte Musterwicklung wurde mit einem Polytetrafluoräthylenband umwickelt und danach bei 7O0C 15 Stunden lang bei 1800C 15 Stunden lang gehärtet, so daß der Imprägnierlack nicht ausfließen konnte.
Die Veränderung der Durchschlagsspannung der Musterwicklung nach dem thermischen Altern ist in F i g. 1 wiedergegeben.
Zum Vergleich ist auch die Veränderung der Durchschlagsspannung einer Musterwicklung dargestellt, die durch Imprägnieren mit einem bekannten cycloaliphatischen Epoxyharz/Säureanhydrid-Härtungssystem-Harzlack erhalten wurde.
Aus F i g. 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 2-Äthyl-4-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 I der F i g. 1 erhalten, jedoch begann der restliche Harzlack im Imprägniertank nach etwa 4 Stunden zu gelieren; er wurde für eine weitere Imprägnierung der Wicklung unbrauchbar.
Beispiel 2
Es wurde eine Musterspule mit einer ähnlichen Ausbildung wie die Feldspule für einen Gleichstrommotor der F i g. 2 hergestellt. Als Isolierung der Musterspule wurde ein Band aus einem aromatischen Polyamid 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 Leiters betrug 36 mm χ 58 mm.
Mit dieser Musterspule wurden vier isolierte Musterspulen gemäß der vorliegenden Erfindung und vier isolierte Musterspulen mit einem bekannten cycloaliphatischen 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 F i g. 3 dargestellt ist, wurde der Wärmezyklustest der Klasse H folgendermaßen durchgeführt:
Ein Zyklus (30 Minuten, 205°C, Abkühlung auf 85°C, 30 Minuten, 2050C) wurde dreimal wiederholt; danach wurde bei -20° C 4 Stunden lang abgekühlt.
Dieser Zyklus wurde 21 mal wiederholt.
Die Erhitzungstemperatur wurde danach auf 215°C erhöht; es wurden neun Zyklen in der gleichen Weise durchgeführt, wie vorstehend beschrieben wurde.
Schließlich wurde die Erhitzungstemperatur auf 225°C erhöht; es wurden neun Zyklen in der gleichen Weise durchgeführt, wie vorstehend beschrieben wurde.
Auf diese Weise wurden insgesamt 39 Wärmezyklen
durchgeführt.
Die Auftrennung 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.
B e i s ρ i e I 3
Es wurde ein bekannter Epoxyharzlack auf eine Ankerspule für einen Gleichstrommotor aufgetragen, die in F i g. 4 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 Schlitzlänge 800 bis 900 mm betrug.
ti5 Es wurden Musterstabspulen mit einer Länge 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 10 mm, 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 I mit der Ausnahme, daß der Katalysator unmittelbar zur Harzkomponente in einer Menge von 1 Gewichtsprozent zugegeben wurde.
Bei dem Ankermuster wurden 500 Wärmezyklen (Wechsel zwischen 600C und 180°C) und ein Erhitzen bei 2200C 10 Tage lang durchgeführt; danach wurden wieder 500 Wärmezyklen (Wechsel zwischen 600C und 1800C) durchgeführt; es wurde die Durchschlagsspannung gemessen. Als Ergebnis zeigte das Ankermuster gemäß der vorliegenden Erfindung nur eine leichte Herabsetzung der Durchschlagsspannung, so daß es voll ι r> befriedigte. Demgegenüber trat bei dem Ankermuster ein Kurzschluß ein, das mit dem bekannten cycloaliphatischen Epoxyharz/Säureanhydrid-Härtungssystcm-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 Wärmebeständigkeit der Klasse H oder darüber verwendet werden.
Wie bereits beschrieben wurde, ist die Topfzeit des imprägnierenden Lacks gemäß der vorliegenden Erfindung kurz, wenn ein Katalysator zugegeben wird, der Isocyanuratringe und Oxazolidonringe bildet. Daher ist jo es erwünscht, das herumzuwickelnde Band oder Flachmaterial zuvor mit diesem Katalysator allein zu imprägnieren. Die Imprägnierung wird dadurch durchgeführt, daß man die erforderliche Menge des Katalysators in einem Lösungsmittel löst. In diesem Fall kann ein Teil des Epoxyharzes als Bindemittel verwendet werden. Als Lösungsmittel können beispielsweise Aceton, Toluol, Benzol, Alkohole, Methyläthylketon und Dimethylformamid verwendet werden. Es ist erwünscht, daß die Menge des verwendeten Katalysators 0,1 bis 2 Gewichtsprozent auf Basis des Gewichts des Imprägnierharzes, die Menge des Verwendeten Bindemittels 10 bis 400 Gewichtsprozent auf Basis des Katalysatorgewichts und die Menge des verwendeten Lösungsmittels das 10- bis lOOfache des Gewichts der gelösten Stoffe beträgt.
Beispiel 4
Dieses Beispiel erläutert eine Isolierung für elektrische Niederspannungsmaschinen, die hauptsächlich aus einem Polyamidfilm besteht.
Es wurden ein Glasgewebeband und ein Band aus nichtgewebtem Stoff aus aromatischem Polyamid mehrmals um einen Leiter gewickelt. Danach wurden 15 g 2-Phenylimidazol als Katalysator für das Harz und 35 g Novolak-Epoxyharz mit einem Schmelzpunkt von etwa 700C als Bindemittel mit 1 I Aceton zur Herstellung einer Lösung gemischt. Die Wicklung wurde in diese Katalysalorbehandlungslösung 30 Minuten lang eingetaucht. Nach dem Eintauchen wurde w> die behandelte Wicklung bei Raumtemperatur unter reduziertem Druck getrocknet, mit einem Lack imprägniert, der durch Mischen von einem Äquivalent 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 Wärmebeständigkeit erhalten.
Als Beispiel ist die Beziehung zwischen dem dielektrischen Verlustfaktor (tg delta) und der Temperatur, was die Wärmebeständigkeit der Isolierung wiedergibt, in Fig.5 dargestellt. Aus Fig.5 geht klar hervor, daß die Wicklung, die mit dem Lack gemäß der vorliegenden Erfindung isoliert ist (Kurve II), der Wicklung, die mit einem bekannten Epoxyharz isoliert ist (Kurve I), bezüglich der Wärmebeständigkeit überlegen ist.
Beispiel 5
Es wurde eine kleine Menge Fuchsin zur Katalysatorbehandlungslösung zugegeben, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt wurde. Die Wicklung, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 4 hergestellt worden war, wurde in die Mischung 30 Minuten lang eingetaucht. Nach 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 Material Menge des
anhaltenden
Katalysators
(g/nr)
1. Schicht Glasgewebe 6,2
2. Schicht nicht gewebter Stoff 5,1
aus Polyamid
3. Schicht nicht gewebter Stoff 5,0
aus Polyamid
4. Schicht nicht gewebter Stoff 5,1
aus Polyamid
5. Schicht nicht gewebter Stoff 5,3
aus Polyamid
6. Schicht Glasgewebe 6,1
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.
Hierzu 3 BkUl Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Isolierung von Wicklungen elektrischer Maschinen, welche aus einem isolierenden Flachmaterial mit einer Wärmebeständigkeit, die mindestens der Klasse H entspricht, und einem Harz besteht, gekennzeichnet durch ein Harz der Formel
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