DE2525892C3 - Verfahren zur Herstellung eines imprägnierfähigen Wickelbandes zur elektrischen Isolierung von Hochspannungswicklungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines imprägnierfähigen Wickelbandes zur elektrischen Isolierung von HochspannungswicklungenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, imprägnierfähige, mit Bindemittel
behandelte Wickelbänder, beispielsweise zum Isolieren der Leiter rotierender elektrischer Maschinen, zu
verwenden, wobei die bevorzugte Verarbeitung in einem mehrschichtigen Umbändein des Spulenleiters
mil einem trockenen, porösen Band, anschließendem Imprägnieren und nachfolgender Härtung unter gleichzeitiger
formgebung der Spule besteht (DE-PS 17 016). Die nach einem solchen Verfahren hergestellten
Isolationen sind im betrieblichen Einsatz Spannungsgradienten bis zu 100 kV/cm, thermischen
Zyklen in der Größenordnung AT = 100 ... 1300C.
Schwingungen, Torsionen sowie Schub- und Scherkräften, beispielsweise infolge ungleicher Ausdehnungskoeffizienten
zwischen Leiter und Isolation ausgesetzt. Die Erfahrungen haben gezeigt, daß eine aus Feinglimmervlies
und einem Träger gebildete Kunstharzisolation den Beanspruchungen um so länger standhält, je
gleichmäßiger die Lagendistanz der einzelnen Band· wicklungen ist, je kleiner der Ausdehnungskoeffizient
zwischen Leiter und Isolation ist, je gleichmäßiger das
Kunstharz/lsoJierband-Gewichtsverhältnis über die
Dicke der Isolation ausfällt, und insbesondere, je gleichmäßiger die physikalischen Eigenschäftswefte des
iusgehärteten Kunstharzes über die Dicke der Isolation
Verteilt sind. Letzteres ist u. a. in starkem Maße davon abhängig, inwieweit eine Vollimprägnierung des Feinglimmervlieses
erreicht werden kann. Günstig hat sich diesbezüglich die Verwendung von leicht imprägnierbaren
Feinglimmervliesen erwiesen, beispielsweise von solchen, die durch die mechanische Spaltung von
Naturglimmer gewonnen werden können. Nach den heutigen Erkenntnissen entsprechen die leicht imprägnierbaren
Feinglimmervliese in verarbeitungstechnischer Hinsicht nicht immer voll allen notwendigen
ίο Anforderungen. Vor allem wird das Abblättern der
Glimmerschuppen beim maschinellen Umwickeln als nachteilig empfunden.
Im Zusammenhang damit steht auch die geringe Geschmeidigkeit des Feinglimmervlieses, was eine
Abdeckung von Kanten problematisch macht Es besteht also das Problem, eine mechanische Verfestigung
der Glimmerschuppen in Feinglimmervliesen sicherzustellen, ohne die Imprägnierbarkeit di-' Wickelbandes
zu beeinträchtigen. Dieses Problem ist bekannt (AT-PS 2 40 968).
Es auch bereits bekannt, daß man den Glimmer mit einem Bindemittel imprägnieren kann, welches dann
unter Wärmeeinwirkung zum Verdampfen gebracht wird (AT-PS 2 40 968). Bisher erfolgte die Bindemittel-
behandlung aber nur zu dem Zweck, eine Verbindung zwischen dem Trägermaterial und dem Glimmervlies
herbeizuführen, und wenn das Bindemittel in das Trägermaterial eindringt, ist keine vollständige Durchtränkung
der Isolation mit dem Imprägniermittel gewährleistet. Dabei spielt auch eine Rolle, daß im
bekannten Fall das Voraddukt (Kunstharz) außerhalb des Vlieses hergestellt wird.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das einerseits eine sehr
gute Verfestigung des Feinglimmervlieses und andererseits eine bessere Durchtränkung der Isolation mit dem
Imprägniermittel gewährleistet als bisher, was voraussetzt,
daß möglichst eine Behandlung des Trägermaterials mit dem Bindemittel vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei einem nach diesem Verfahren behandelten Glimmervlies mit »in situ« hergestelltem Kunstharz hat
sich überraschenderweise gezeigt, daß es geschmeidiger und mechanisch zugfester ist. als wenn es mit dem
gleichen, jedoch getrennt voraddierten Kunstharz imprägniert worden wäre. Dies ist einerseits darauf
zurückzuführen, daß die Imprägnierung mit den niedermolekularen, noch picht reagierten Verbindungen
homogener ist als mn dem voraddierter. Kunstharz, und andererseits wandelt sich das zunächst als dünner Film
vorliegende, reaktionsfähige Gemisch bei der chemischen
Reaktion, oeispielsweise infolge des Reaktionsschwundes, in kleine zwischen den einzelnen Glimmer-
schuppen hegende Tropfen um. womit eine ideale Verfestigung des feinglimmervlieses erreicht wird,
ohne dessen Porosität ?\\ verschlechtern.
Fs empfiehlt sich, /ur Behandlung des Feinglimmer
vlieses als har/bildcnde Komponente Epoxidverbindun
fto gen und die mit den Kpoxidgruppen durch Polyaddition
reagierenden Verbindungen zu verwenden, wobei vorzugsweise das im Feinglimmervlies gebildete Kunstharz aus der Reaktion zwischen einem Diglycidyläther
des Bisphenols A und mehrwertigen Phenolen, bei·· spielsweise aus Bisphenol A, entsteht
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kunstharz 5,0
Gewichtsprozent des behandelten Feiriglimrnervlieses nicht übersteigt.
Als Kunstharze verwendet man solche, die durchschnittlich
mehr als eine Epioxidgruppe enthalten. Die
Polyepoxide können gesättigt oder ungesättigt, aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch
sein und können, falls gewünscht, mit nicht störenden Substituenten substituiert sein, wie mit Halogenatom,
Hydroxylgruppen, Äthergruppen u.dgl. Sie können monomer oder polymer sein. Vorzugsweise werden
Polyglycidyläther verwendet, wie sie durch Verätherung eines mehrwertigen Alkohols oder Polyphenols mit
Epichlorhydrin oder Dichlorhydrin in Gegenwart von Alkali zugänglich sind. Die Verbindungen können sich
Glykolen, wie
Äthylenglykol, Diäthyleinglykol,
Triäthylenglykol, 1,3-Propylenglykol,
1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,4,6-Hexantriol, Glycerin und insbesondere von
Triäthylenglykol, 1,3-Propylenglykol,
1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,4,6-Hexantriol, Glycerin und insbesondere von
Diphenolen bzw. Polyphenolen, wie Resorcin, Brenzcatechin, Hydrochinon,
1,4-Diphydroxynaphthalin,
Phenol-Formaldehydkondensationsprodukte vom
Typus der Resole oder Novolake, Bis-(p-Hydroxyphenol)-methan,
Bis-(p-hydroxyphenyl)-methyl-phenyl-methart, ίο Bis-(p-hydroxyphenyl)-toiyimethan,
4,4'-DihydroxydiphenyI,
Bis-(p-hydroxyphenyl)-sulfon und insbesondere
Bis-(p-hydroxyphenyl)-dimethylmethan ableiten.
Genannt seien vor allem die Polyglycidyläther von Bis-(p-hydroxyphenoyl)-dimethylmethan (Bisphenol A),
welche der durchschnittlichen Formel
CH,-CH
O
O
CH3
-O- CH2-CHOH-CH2--
CH3 CH3
CH,
'7-0-CH2-CH-CH2
O
entsprechen, worin ζ eine ganze oder gebrochene kleine
Zahl im Wertbereich von O bis 2 bedeut-.-t.
Es können ferner Gemische aus zwei oder mehreren der oben angeführten Epoxidharze verwendet werden.
Als mehrwertige Phenole kommen im Prinzip die gleichen in Frage, die bei der Herstellung des
Epoxidharzes eingesetzt werden.
Als Katalysatoren lassen sich die fügenden Verbindungsklassen
bzw. Verbindungen verwenden: Tertiäre Amine, deren Salze oder quaternäre Air noniumverbindungen,
beispielsweise Tris-(dimethyraminomethyl)-phenol, Benzyldimethylamin oder Benzyldimethylammoniumphenolat.
Imidazole, wie 2-Äthyl-4-methyl-imidazol, Zinn(II)-octat oder Alkalimetallalkoholate, wie
beispielsweise Natriumhexylat.
Bei Verwendung von hochreaktivem Phenol kann auf die Katalysatoren verzichtet werden, was insbesondere
im Hinblick auf eine unerwünschte Beeinflussung der Härtungsgeschwindigkeit bei der Herstellung der
Isolation von Vorteil ist.
Die Behandlung des Feinglimmervlieses gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in folgenden Beispielen
1 bis 3 näher beschrieben:
3,90 g von Diglycidyläther des Bisphenol A und 1.10 g
Bisphenol A wurden in 10Og Aceton bei Raumtemperatur
gelöst. Mit dieser Lösung wird das Feinglimmervlies, welches ein Flächengewicht von 160g/qm hat. bei
Raumtemperatur imprägniert und anschließend wäh-
rend 16 h bei 1600C getrocknet. Die Zugfestigkeit,
gemessen an einem 5 cm breiten Streifen, stieg von l,2kpauf3,0kp.
3,90 g von DiglycidyJäther des Bisphenol A, 1,10 g Bisphenol A und 0,0015 g Natriummethylat wurden in
100 g Aceton bei Raumtemperatur gelöst. Mit dieser Lösung wurde das Feinglimmervlies bei Raumtemperatür
imprägniert und anschließend während 8 h bei 1600C getrocknet. Die Zugfestigkeit, gemessen an
einem 5 cm breiten Streifen betrug unbehandelt 1.4 kp und nach der Behandlung 3,5 kp. Das Flächengewicbt
des unbehandelten Feinglimmervlieses betrug ebenfalls 160g/qm.
3,90 g von Diglycidyläther des Bisphenol A, 1,20 g Hydrochinon und 0,001 g Benzyltrimethylammoniumchlorid
wurden in 100 g Methyläthylaceton bei Raumtemperatur gelöst. Mit dieser Lösung wurde ein
Feinglimmervlies, welches ein Flächengewicht von 160g/qm hat, bei Raumtemperatur imprägniert und
anschließend während 20 h bei 175°C getrocknet. Die Zugfestigkeit, wieder gemessen an einem 5 cm breiten
Streifen, betrug unbehandelt 1.3 kp und nach der Behandlung 4.1 kp.
Bei allen diesen Beispielen beträgt der Anteil des im Feinglimmervlies verbleibenden Kunstharzes, je nach
■;> dem Porenvolumen des Feinglimmervlieses. 4 bis b
Gewichtsprozent des behandelten Feinglimmervlieses.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines imprägnierfähigen Wickelbandes zur elektrischen Isolierung von
Hochspannungswicklungen, insbesondere solcher für elektrische Maschinen, bestehend aus mindestens
einer Schicht eines Feinglimmervlieses, einem zugfesten Trägermaterial und einem Bindemittel, bei
welchem das Feinglimmervlies mit dem Bindemittel imprägniert und das Bindemittel einem VerdampfungsprozeS
unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine Lösung verwendet wird, die niedermolekulare, zu einem
Kunstharz umsetzbare Stoffe enthält, und daß nach Verdampfung des Lösers im Feinglimmervlies die
Umsetzung zu Kunstharz bei Temperaturen bis 200° C erfolgt
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als zu Kunstharz umsetzbare Stoffe an
sich bekannte Epoxidverbindungen und damit durch Polyaddition reagierende Verbindungen verwendet
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz im Feinglimmervlies
aus der Reaktion zwischen einem Diglycidyläther des Biphenol A mehrwertigen Phenolen entsteht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrwertige Phenol aus Biphenol
A besteht.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz
5.0 Gewichtsprozent des behandelten Feinglimmervlieses nicht übersteigt.
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1975
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- 1975-06-10 DE DE19752525892 patent/DE2525892C3/de not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
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| CH600514A5 (de) | 1978-06-15 |
| DE2525892A1 (de) | 1976-08-26 |
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