DE2636803C3

DE2636803C3 - Flexibler Flächenisolierstoff

Info

Publication number: DE2636803C3
Application number: DE19762636803
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 8263 Burghausen Kallas
Original assignee: Loher GmbH
Current assignee: Loher GmbH
Priority date: 1976-08-16
Filing date: 1976-08-16
Publication date: 1982-10-21
Also published as: DE2636803A1; DE2636803B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen Flächenisolierstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Verwendung von überzogenen papierartigen Trägern auf der Basis aromatischer Polyamide für die elektrische Isolierung ist aus der DE-AS 12 35 397 bekannt.

Ein flexibler bandförmiger Isolierstoff aus gewebeartigem Trägerstoff, der mit kautschukelastischem Silikon beschichtet ist, das mit Hilfe eines Katalysators unter Erwärmung ausgehärtet ist, erweist sich durch die DE-AS 1113 725 als bekannt. Aus der DE-AS 34 656 ist ebenfalls ein flexibler bandförmiger Isolierstoff bekannt, der aus einem gewebeartigen Trägerstoff besteht und dadurch beschichtet ist, daß eine heißvulkanisierbare. Vernetzer enthaltende Silikon-Kautschuk-Dispersion auf das Trägermaterial aufgebracht ist. Ferner sind elektrische Isolierbänder oder Bahnen, bei denen auf eine Trägerfolie ein Überzug aus einem wärmehärlenden Silikon-Kautschuk aufgebracht ist, durch die DE-OS 16 90 462 sowie aus Oburger »Isolierstoffe der Elektrotechnik« 1957, Seite 294, 295, bekannt. Schließlich lehrt die CH-PS 5 56 247 die Verwendung von Substraten äußerst unterschiedlicher Zusammensetzung in Verbindung mit Silikon-Kautschuk-Dispersionen, welche Füllstoffe enthalten. Unter den aufgeführten Substraten ist — gleichwertig neben den anderen — auch Papier ohne Angabe einer besonderen Beschaffenheit genannt.

Stand der Technik sind ferner flexible Flächenisolierstoffe mit einer Feinglimmerfolie-Beschichtung unter Verwendung von Isolierharzen als Bindemittel. Die Trägerwerkstoffe mit aufgebrachten Feinglimmerfolien werden für die Umpressung oder Umbandelung von Leitern, Leiterbündeln und Spulenteilen, insbesondere bei rotierenden elektrischen Maschinen in Hochspannungsausführung ab 3 kV Betriebsspannung eingesetzt Aber auch für Zweischicht-Ganzformspulenwicklungen mit Profilleitern und für Stabwicklungen in Niederspannungsausführung wird das feinglimmerbeschichtete Isoliermaterial wegen seiner guten mechanischen und

ίο dielektrischen Eigenschaften eingesetzt. Als Trägerwerkstoff werden vorzugsweise Gewebe oder Vliese aus Glas- oder Polyesterfasern sowie Folien auf der Basis Polyäthylen-Ttrephthalat verwendet Für die Feinglimmerfolie selbst und als Bindemittel mit dem Trägerwerkstoff sind Isolierharze auf der Basis von Epoxiden (EP) oder ungesättigten Polyestern (UP) eingesetzt Die Harzanteile werden erst nach der Verarbeitung des Materials voll ausgehärtet Die feinglimmerhaltigen flexiblen Isolierstoffe sind also vor ihrer Verarbeitung nur begrenzt bei niedrigen Temperaturen lagerfähig. Außerdem werden sie bei der Lagerung und bei der Vorbereitung zur Verarbeitung durch Klima- und Umgebungsbedingungen (Feuchtigkeit u.dgl.) beeinflußt Für den späteren Einsatz gute dielektrische Werte können bei der Verarbeitung nur erreicht werden, wenn die Verarbeitungsmethode eine restlose Beseitigung von Lufteinschlüssen garantiert. Dies wird durch ein Absinken der Viskosität der bei höheren Temperaturen flüssigwerdenden Harzanteile

jo und unter Verwendung von temperaturgesteuerten, hydraulisch betätigten Pressen erreicht. Diese Art der Verarbeitung wird bei feinglimmerhaltigen flexiblen Isolierstoffen mit Harzüberschußgehalt vorgesehen. Bei gleichen Isolierstoffen mit geringem Harzgehalt erfolgt die Verdrängung der Lufteinschlüsse durch Tränkung der Wicklung unter Vakuum, ebenfalls unter Verwendung von geeigneten Isolierharzen auf der Basis von Epoxiden (EP) oder ungesättigten Polyestern (UP).
De:· Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, flexible Flächenisolierstoffe der Art zu schaffen, daß einerseits die Basis der Trägerwerkstoffe auf solche mit papierartigem Aufbau der Gattung aromatischer Polyamide mit ihren hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Festigkeit, elektrischem Widerstand und Lösungsmittelbeständigkeit erweitert wird und andererseits die elektrisch isolierende Filmschicht in bezug auf Glimmbeständigkeit und elektrische Durchschlagfestigkeit die Werte der Feinglimmerfolic erreicht, diesen jedoch in bezug auf Lagerfähigkeit, Energieaufwand bei der Weiterverarbeitung und thermische Beanspruchungsmöglichkeit überlegen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Erfindungsgemäß wird also bei dem flexiblen Flächenisolierstoff die Feinglimmerfolie durch eine Beschichtung mit einem heißvulkanisierenden Silikon-Kautschuk ersetzt. Dadurch ist es möglich, die Basis der Trägerwerkstoffe, insbesondere für solche mit papierartigem Aufbau, zu erweitern. Der heißvulkanisierende Silikon-Kautschuk kann in seiner Zusammensetzung so gewählt werden, daß er in bezug auf Glimmbeständigkeit und elektrische Durchschlagsfestigkeit die Werte der Feinglimmerfolie erreicht. Hinsichtlich der Dielektrizitätskonstanten kann die flexible Silikon-Kautschuk-Schicht dem Wert des Trägermaterials angepaßt werden. Weiterhin ist es möglich, die flexible Silikon-Kautschuk-Schicht auf dem Trägermaterial voll zu vulkanisieren. Damit entfällt einerseits eine begrenzte

Lagerfähigkeit, andererseits die notwendige Lagerung bei niedrigen Temperaturen z. B. in einem Klimaschrank. Dies ist jedoch bei flexiblen Isolierstoffen mit Feinglimmerfolienauflage unabhängig von dem Harzgehalt notwendig. Bei der Weiterverarbeitung des erfindungsgemäßen flexiblen Isolierstoffes mit einer Silikon-Kautschuk-Schicht muß beim Aufziehen oder Umbandeln auf das Leiterbündel oder auf den Spulenteil ein Einstreichen mit der gleichen Silikon-Kautschuk-Dispersion unter Verwendung eines Additionsvernetzers erfolgen. Diese letztere noch nicht vulkanisierte Schicht wird dann durch Zuführen von Wärme vulkanisiert und verbindet sich mit den darunterliegenden bereits vulkanisierten Schichten zu einer homogenen Kautschukmasse. Für die Antrocknung und Vulkanisierung dieses für die Endverarbeitung des flexiblen bereits beschichteten F!ächenisoliers:.offes erforderlichen Auftrages ist eine wesentlich geringere Wärmemenge erforderlich als bei den vergleichbaren flexiblen Flächenisolierstoffen mit Feinglimmerfolienauflage. Das Gleiche gilt sinngemäß auch für den spezifischen Flächendruck der hydraulischen Pressen. Der heißvulkanisierende Silikon-Kautschuk besitzt für die Verarbeitung nach der Erfindung einen eingearbeiteten Katalysator, der es ermöglicht, in Verbindung mit einem Vernetzer bei Zuführung von Wärme eine Additionsvernetzung zu bewirken. Im Gegensatz zu der sonst üblichen Kondensationsvernetzung bei heißvulkanisierenden Silikon-Kautschuk-Massen mit Peroxid werden bei der Additionsvernetzung keine Spaltprodukte frei. Damit werden optimale Werte für die elektrische Durchschlagsfestigkeit und für die Glimm- und Coronabeständigkeit des heißvulkanisierenden Silikon-Kautschuks erreicht. Erhöht man den üblichen Anteil des eingearbeiteten Katalysators um 50 bis 100%, so wird eine erhebliche Verbesserung der Haftfestigkeit der Silikon-K ^itschuk-Schicht auf Papieren auf der Basis aromatischer Polyamide erreicht. Mit einer solchen Kombination ist es möglich, dem flexiblen Isolierstoff nach der Erfindung einen papierähnlichen Charakter zu verleihen und die guten mechanischen und thermischen Eigenschaften von Papieren auf der Basis aromatischer Polyamide voll auszunutzen. Mit der heißvulkanisierenden Silikon-Kautschuk-Schicht können solche Isolierstoffe für Dauertemperaturbeanspruchungen von 180 bis 200⁰C eingesetzt werden. Die flexiblen Flächenisolierstoffe mit elektrisch isolierender Silikon-Kautschuk-Beschichtung können also solche mit Feinglimmerfolie beschichtete Stoffe nicht nur ersetzen, sondern sie sind letzteren in bezug auf Lagerfähigkeit, in bezug auf Energieaufwand bei der Weiterverarbeitung und in bezug auf die thermische Beanspruchungsmöglichkeit

ίο erheblich überlegen.

An einem Beispiel wird die Erfindung näher erläutert:

Ein kalandriertes Papier auf der Basis aromatischer

Polyamide mit einer Stärke von 0,08 mm wird zwei- bis dreimal mit einer heißvulkanisierenden Silikon-Kautschuk-Dispersion beschichtet. Diese Silikon-Kautschuk-Dispersion vulkanisiert additionsvernetzend. Zu diesem Zweck ist ein Katalysator eingearbeitet Vor dem Auftrag der Dispersion auf die Oberfläche des Papiers wird ein Vernetzer homogen eingerührt; der Anteil dieses Vernetzters beträgt 1 bis 1,5%, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion. Nach jedem Auftrag wird das beschichtete Papier zur Entfernung des Lösungsmittels bei etwa 70 bis 100°C vorgetrocknet und in Heißluft von 180 bis 200⁰C 3 bis 4 Minuten lang vulkanisiert. Durch die Erhöhung des in die Silikon-Kautschuk-Dispersion eingearbeiteten Katalysators um 50 bis 100% des ursprünglichen üblichen Anteiles wird eine besonders gute Haftfestigkeit der Silikon-Kautschuk-Schicht auf dem kalandrieren Papier auf der

jo Basis aromatischer Polyamide erreicht. Wird der flexible Flächenisolierstoff mit dem bereits vulkanisierten Silikon-Kautschuk-Schichten für die Umbandelung oder Umhüllung von Leiterbündeln oder Spulenteilen verwendet, ist vor dem Aufziehen ein Einstreichen der

π Silikon-Kautschuk-Schicht mit der gleichen Silikon-Kautschuk-Dispersion unter homogener Zumischung des Vernetzers erforderlich. Für die Entfernung des Lösungsmittels wird in einer hydraulischen Presse bei 70 bis 100°C vorgetrocknet und anschließend bei einer

■»ο Temperatur von 180 bis 200⁰C vulkanisiert. Es ergibt sich dann eine homogene zwischen den einzelnen Papierlagen befindliche luftfreie Silikon-Kautschuk-Schicht.

Claims

Patentansprüche:

1. Flexibler Flächenisolierstoff, bestehend aus einem, eine hohe mechanische Festigkeit, einen hohen elektrischen Widerstand und eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit aufweisenden vlies- oder papierartigen Träger auf der Basis aromatischer Polyamide und einer elektrisch isolierenden Filmschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmschicht aus einer heißvulkanisierenden additionsvernetzenden Silikon- Kautschuk- Dispersion mit eingearbeitetem Katalysator besteht, die in an sich bekannter Weise auf den Träger aufvulkanisiert ist.

2. Flächenisolierstoff nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Haftfestigkeit der Filmschicht auf dem Flächenisolierstoff der übliche Anteil des in der Silicon-Kautschuk-Dispersion eingearbeiteten Katalysators um 50 bis 100% erhöht wird.

3. Verfahren zum Isolieren von Leiterbündeln und Spulenteilen mit einem Flächenisolierstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die vulkanisierende Filmschicht eine heißvulkanisierende Silicon-Kautschuk-Dispersion mit eingearbeitetem Katalysator bei gleichmäßiger Zumischung des Additionsvernetzers aufgestrichen und beim anschließenden Warmpressen zur Entfernung des Lösungsmittels aus der Dispersion bei einer Temperatur von 80° C vorgetrocknet und dann bei einer Temperatur von 200°C vulkanisiert wird.