DE3706161A1 - Isolierendes band - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein isolierendes Band. Imprägnierte, durch Harz gebundene Glimmerbänder sind als Hochleistungsisolierwickelbänder bekannt, besonders nützlich sind sie als Erdisolation für Hochspannungsmotorspulen oder Generatorspulen, wie beispielsweise in der US-Patentschrift Nr. 40 20 017 offenbart wird. Das herkömmliche Verfahren, das benutzt wird, um harzgebundene Glimmerbanderdisolationen herzustellen, umfaßt zwei getrennte Operationen und zwei getrennte Polymer- oder Harzlösungen. Der Vorrat an Glimmergewebe besteht aus kleinen Glimmerflocken, die nur durch molekulare Anziehung zusammengehalten werden, üblicherweise auch noch durch etwas Wasserstoffbindung. Dieses Material ist sehr schwach und wird mit einem Glimmerbandharz behandelt. In der Praxis wird Epoxi- oder Polyesterharz in einer Lösungsmittellösung auf die Glimmerflockenschicht als Glimmerflockenharz aufgebracht. Nachdem das Lösungsmittel in einem Förderofen entfernt wurde, bindet das Harz die Glimmerflocken aneinander. In diesem Zustand wird das Glimmerbindungsharz getrocknet, aber nicht ausgehärtet, d. h., nicht in den B-Zustand gebracht. Infolge dieses Verfahrens kann die Glimmerschicht dann weiterverarbeitet werden.

Obwohl durch diese Harzbehandlung dem Glimmer etwas Festigkeit gegeben wurde, ist diese Festigkeit bei weitem nicht ausreichend, wenn Motor- oder Generatorspulen umwickelt werden sollen. Um das erforderliche Ausmaß an Zugfestigkeit und Stützung zu liefern, muß die behandelte Glimmerschicht zu einem Glasfasergewebe oder einem anderen geeigneten flexiblen Rückenmaterial gebunden werden. In herkömmlicher Praxis wird die harzgebundene Glimmerschicht einer zweiten Verfahrensstation zugeleitet, in der ein Klebstoff in einer Lösungsmittellösung entweder auf dem Glimmer oder auf dem Glasgewebe oder der anderen Stützschicht aufgebracht wird. Das Lösungsmittel wird durch einen Förderofen entfernt und die klebrige Klebstoffoberfläche so ausgerichtet, daß sie mit der zu bindenden Oberfläche in Kontakt kommt. In den meisten Fällen wird das harzgebundene Glimmerband als ein poröses Material hergestellt, so daß nachfolgende Vakuumdruckimprägnierung mit zusätzlichem isolierenden Harz möglich ist.

Die US-Patentschrift 41 57 414 offenbart die Verwendung eines einzigen Harzes für sowohl die Bindung der Glimmerflocken in der Glimmerschicht untereinander, als auch, um die Glimmerschicht mit der Rückenschicht zu verbinden. Epoxi- oder Polyester- Imprägnierungsmittel werden zurückgewiesen, und es wird dort eine Mischung aus 1,2-Polybutadien; 1,4-Polybutadien; 0,25 Teile bis 25 Teile pro 100 Teile Gesamt-Polybutadien des Vinylmonomers, wie beispielsweise 1 Vinylnaphthalen, Vinylcarbazol, Vinylanthrazen, o. dgl. benutzt; und Reaktionskatalysator. Die Verwendung von Vinylmonomer ist erforderlich, um ein nichtklebriges, stark beladenes und doch flexibles Glimmerband zu schaffen, das für Lagerzwecke ohne Blockierung aufgewickelt werden kann und das eine zufriedenstellende Lagerzeit besitzt. Es wird zwar nebenher darauf hingewiesen, daß in einigen Fällen diese harzgebundenen Glimmerbänder porös sein können, und lediglich 2 Gew% Harzladung dabei enthalten können, wodurch eine weitere Imprägnierung mit Epoxi-, Polyester oder ähnlichem Harz ermöglicht wird. Das vorzugsweise Glimmerband enthält 22 bis 40 Gew% Harzbeladung. Die primäre Lehre dieser Patentschrift ist ein hohlraumfreies, vollständig mit Harz imprägniertes vorimprägniert zu wickelndes Isolationsband.

Derartige vinylmodifzierte polybutadien-gebundene Glimmerbänder haben sich als steifer erwiesen, als es nach dem Trocknen zum B-Zustand gewünscht ist, was zu einigen Problemen während der Wicklung der Spule führt. Was benötigt wird, ist ein harzgebundenes, poröses Glimmerband, das sowohl nichtklebrig ist, als auch extrem flexibel, nachdem seine Trocknung in den B-Zustand erfolgt ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines derartigen Glimmerbandes.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß duch ein poröses, harzgebundenes isolierendes Band, das Glimmer umfaßt und eine kontaktierende, aushärtbare, harzartige Zusammensetzung, die aus im wesentlichen einer Mischung von folgendem besteht: (A) Polybutadien, das 70 Gew% bis 100 Gew% 1,2-Polybutadien enthält, und (B) eine Menge an Katalysator, die wirksam ist, um das Polybutadien bei Aushärttemperaturen auszuhärten, wobei das harzgebundene Ioslationsband trocken und hochflexibel ist und 2 Gew% bis 15 Gew% der Harzzusammensetzung enthält, basierend auf dem Gesamtgewicht des harzgebundenen Bandes.

Lösungsmittel in der Zusammensetzung, die auf das Glimmerband aufgebracht werden, werden im allgemeinen durch Abgasungserhitzung entfernt, bei einer Temperatur und für eine solche Zeitdauer, die wirksam ist, um 99 bis 100% des Lösungsmittels, das ursprünglich in dem Band vorhanden ist, zu entfernen. Die Lösungsmittelentfernung kann erreicht werden bei einer Temperatur der glimmergebundenen Zusammensetzung von 65 bis 120°C bei einer Zeitdauer von 1 bis 6 min, ohne daß das Polybutadien jenseits des B-Zustandes wesentlich reagiert, d. h. dem Zustand, wo das Harz getrocknet ist, jedoch noch in der Lage ist, bis zu dem C-Zustand weiter auszuhärten. Dies liefert ein überraschend wenig klebriges, hochflexibles, poröses, für imprägnierendes Harz durchlässiges Glimmerwickelisolierband, das nur minimale Lösungsmittelentfernung nach der weiteren vollständigen Aushärtung erfordert. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält keinerlei Vinylmonomere, welche Monomere ausdrücklich ausgeschlossen sind.

Zwar können 100% 1,2-Polybutadien benutzt werden, jedoch enthält das Polybutadien vorzugsweise 70 bis 95 Gew% 1,2-Polybutadien und 5 Gew% bis 30 Gew% 1,4-Polybutadien oder zyklisiertes Polybutadien. Die harzgebundenen, porösen Glimmerbänder gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen ausgezeichnete Zugfestigkeit und besitzen nach dem Wärmeaushärten gute Lösungsmittel- und chemische Widerstandsfähigkeiten, wodurch die Verwendung auf kommerziellen Spulenbandwickelmaschinen ermöglicht wird. Das Band erlaubt auch einfache nachfolgende Imprägnierung, gewöhnlich durch Vakuumdruckimprägnierungsverfahren, mit Epoxiharz, Polyesterharz, Polybutadienharz oder ähnlichen Harzen.

Das in dieser Erfindung benutzte Grundmaterial ist Polybutadien, das vorzugsweise 70 Gew% bis 95 Gew% 1,2-Polybutadien und 5 bis 30 Gew% 1,4-Polybutadien oder zusätzliche Butadienformen enthält, wie beispielsweise zyklisiertes Polybutadien. Diese Materialien haben die folgende Grundstruktur von sich wiederholenden Einheiten:

und

CH₂CH=CHCH₂CH₂CH=CHCH₂CH₂CH=CHCH₂
(1,4-Polybutadien)

Zwar ist es sehr kostenaufwendig, doch können auch 100% 1,2-Polybutadien benutzt werden. Eine Beschreibung von Polybutadieneigenschaften wird in dem Buch "Plastics Materials", von J. A. Brydson, 1966, S. 261-267 gegeben. Das 1,4-Polybutadien kann in cis- und trans-Form existieren, und das 1,2-Polybutadien kann in isotaktischer, syndiotaktischer und ataktischer Form vorhanden sein. Die Verwendung des Ausdrucks "Polybutadien" soll andeuten, daß Mischungen von 1,4-Polybutadien und 1,2-Polybutadien in irgend einer der obigen beschriebenen oder zusätzlichen Formen umfaßt sind. Diese Polybutadiene werden die einzigen Harzkomponenten der erfindungsgemäßen Glimmerbindungszusammensetzungen sein, jegliche Verwendung von coreaktiven Vinylmonomeren ist ausgeschlossen.

Weniger als 70% 1,2-Polybutadien in der Butadienkomponente der Glimmerbandzusammensetzung führt zu einem klebrigen Glimmerband ohne die Verwendung von Vinylmonomer und ein Blockieren des Bandes kann beim Aufrollen zu Lagerzwecken auftreten. Gewöhnlich liegt 1,2-Polybutadien in einer Mischung mit 1,4-Polybutadien und Lösungsmittel vor. Die am meisten vorgezogenen Mischungen enthalten 70 bis 90 Gew% Feststoff von 1,2-Polybutadien, wobei der Rest Feststoff 1,4-Polybutadien ist. Mischungen unterschiedlicher Gew%-Feststoffe von 1,2- Polybutadien werden ebenfalls am meisten vorgezogen. Beispielsweise enthält eine besonders nützliche Glimmerbindungszusammensetzung folgende Mischung: (A) 6 bis 100 Gew%, vorzugsweise 10 bis 90 Gew% einer fließbaren, hohes Molekulargewicht besitzenden Mischung, die 80 bis 90 Gew% Feststoff von 1,2-Polybutadien und 10 bis 20 Gew% Feststoff von 1,4-Polybutadien, gelöst in einem Lösungsmittel, wie beispielsweise Heptan, enthält, wobei das durchschnittliche Molekulargewicht des kombinierten Polybutadiens von 22.000 bis 55.000 reicht, und (B) 0 bis 94 Gew%, vorzugsweise 10 bis 90 Gew% einer flüssigen, niedriges Molekulargewicht aufweisenden Mischung, die 70 bis 80 Gew% Feststoff von 1,2-Polybutadien und 20 bis 30 Gew% Feststoff von 1,4-Polybutadien enthält, wobei das durchschnittliche Molekulargewicht des kombinierten Polybutadiens zwischen 200 und 18.000 liegt. Diese Mischung wird im allgemeinen einen Durchschnittswert von 71 bis 90 Gew% 1,2- Polybutadien enthalten, basierend auf dem Gewicht des gesamten vorhandenen Polybutadiens.

Ein Reaktionskatalysator ist notwendig, um das Aushärten zu fördern. Peroxidverbindungen werden als Katalysator des Typs mit freien Radikalen für diese Polymerisationsreaktion benutzt. Nützliche Katalysatoren dieser Art umfassen, u. a., die folgenden katalytischen Peroxide: Benzoylperoxid, Dicumylperoxid, Lauroylperoxid, Methyläthylketonperoxid und 2,5- Dimethyl-2,5-bis(benzoylperoxihexan), und Mischungen davon. Azoverbindungen, die die Strukturformel R N N R besitzen, wobei R Alkyl oder Aryl sein kann, können ebenfalls als eine Katalysatorart mit freiem Radikal verwendet werden. Nützliche Azoverbindungen umfassen, u. a.:

2-(Tert-butylazo)isobutyltryonitril, 2-Tert-butylazo-2,4- dimethylpentan, und vorzugsweise 1-Terbutylazo-1-phenylcyclohexan.

Der Peroxid- oder Azokatalysator oder ihre Mischungen müssen wirksam sein, um einen Gelierungseffekt auf die Zusammensetzung bei Zusammensetzungstemperaturen über 130°C zu fördern. Der wirksame Bereich des organischen Peroxid- oder organischen Azokatalysators liegt zwischen 0,25 Teilen bis 5 Teilen, vorzugsweise zwischen 0,8 Teilen und 3 Teilen, pro 100 Teilen Polybutadien. Mehr als 5 Teile verkürzen die Lagerlebenszeit des Glimmertyps. Weniger als 0,25 Teile verursachen sehr lange Aushärteraten. Diese Katalysatoren können in reiner Form oder in kommerzieller, plastifizierter Pastenform verwendet werden.

Das Polybutadiensystem muß mit einem Lösungsmittel gemischt werden. Das Lösungsmittel kann ausgewählt werden aus Ketonen; aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Hexan, Heptan oder Oktan; cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Cyclohexan; aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Benzen oder Aren; und zyklischen Äthern, wie beispielsweise Dioxan und Tetrahydrofuran, und ihren Mischungen. Die Ketone werden 3 bis 6 Gesamtkohlenstoffatome in dem Molekül haben. Besonders nützliche Ketone sind Aceton, Methyläthylketon und Methylisobutylketon. Das Aren ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Toluen, Äthylbenzen, Xylen, und deren Mischungen. Ketone oder Arene, die höhere Molekulargewichte aufweisen als die oben beschriebenen, ergeben Probleme bezüglich Lösungsmittelentfernung ohne Katalysierung des Harzsystems, d. h., daß die Lösungsmittelentfernung Temperaturen von 175°C erfordern würde, was den Katalysator aktivieren und die Harzpolymerisation beginnen würde. Von all den oben genannten Lösungsmitteln wird Toluen in Kombination mit Methyläthylketon vorgezogen.

Der Lösungsmittelgehalt der Polybutadien-Glimmerbindungs- Zusammensetzung sollte innerhalb eines Gewichtsverhältnisses von gesamten Polybutadienfeststoffen zu Lösungsmitteln liegen, das zwischen 1 : 0,5 bis 1 : 9 reicht, d. h., ein Feststoffgehalt von 1/1,5 = 66% bis 1/10 = 10%. Mehr Lösungsmittel würde notwendig sein, wenn größere Mengen von Mischungen mit hohem Molekulargewicht, die 85 Gew% bis 100 Gew% Feststoffe von 1,2 Polybutadien enthalten, in der Polybutadienzusammensetzung benutzt werden. Die Viskosität der Glimmerbindungslösung muß zwischen 1 cps und 1000 cps bei 25°C liegen, vorzugsweise jedoch zwischen 1 und 35 cps bei 25°C. Durch Arbeiten innerhalb dieses Bereiches, unter Verwendung von hochfließfähiger Zusammensetzung, kann eine vollständige Bindung des Glimmers nach dem Trocknen erreicht werden, d. h. 2 Gew% bis 15 Gew% des Bandes werden aus getrockneter Polybutadienzusammensetzung bestehen, einschließlich 0 bis 1 Gew% Lösungsmittelrest, basierend auf dem Gewicht des Polybutadiens, Lösungsmittelrest, Rückenschicht und Glimmer. Da eine minimale Menge von Polybutadien benutzt wird, um das Glimmer und die Rückenschicht zu binden, wird der Flexibilität geholfen und die Lösungsmittelentfernung während des Trocknens in den B-Zustand ist im wesentlichen vollständig. Nach dem Wickeln und vollständiger Aushärtung wird alles an Lösungsmittelresten entfernt.

Bei der Herstellung des Isolationsbandes gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Polybutadienlösung in einen Behälter gegeben; der Katalysator wird langsam unter Rühren der Lösung bei Temperaturen von bis zu 35°C hinzugefügt, um eine homogene Glimmerbindungslösungsmischung zu bilden. Dann wird die Lösungsmischung in einer Menge aufgebracht, die eine endgültige Harzzusammensetzungsbeladung in dem B-stufigen Band liefert, einschließlich möglicherweise einer geringen Menge von Lösungsmittel im Bereich von 2 bis 15 Gew% Harzzusammensetzung, vorzugsweise 5 bis 13 Gew%, um ein Isolationssubstrat zu schaffen, das Glimmerschicht in der Form von Papier, integriertem Flockenpapier, Flocken oder großen Abschlitterungen enthält, mittels irgend einer geeigneten Einrichtung wie beispielsweise Aufbürsten, Eintauchen, Aufsprühen, usw. Die Glimmerschichtisolierung, die die kontaktierende aufgebrachte Lösung enthält, wird im allgemeinen auf eine Temperatur für eine Zeitdauer gebracht, die im allgemeinen 1 bis 6 min beträgt, und zwar auf eine Glimmerschicht- und Glimmerwindungszusammensetzungstemperatur von 65° bis 120°C, d. h. auf eine Ofentemperatur von 85°C bis 150°C, die wirksam ist, im wesentlichen die gesamte Menge, d. h. zumindest 99 Gew% des Lösungsmittels auszutreiben oder zu beseitigen, um eine im wesentlichen lösungsmittelfreie, B-stufige Glimmerbindungsharzzusammensetzung zu schaffen. Nahezu das gesamte Lösungsmittel kann während des B-Stufen-Trocknens entfernt werden, da die minimale Menge von Harz, die verwendet wird, auseinandergebreitet wird und in dünnen Schichten vorliegt. Lösungsmittel könnte auch durch Gasdrucktrocknung oder durch einen geeigneten Vakuumprozess entfernt werden. Zumindest 99 Gew% des in der Lösung vorhandenen Lösungsmittels sollte entfernt werden, um eine Zusammensetzung aus 99 bis 100% Polybutadienfeststoffen zu diesem Zeitpunkt zu bilden, so daß minimale Lösungsmittelentfernung nach dem endgültigen Aushärten der Isolation erforderlich ist.

Schließlich wird die Isolation auf Raumtemperatur abgekühlt, zu welcher Zeit sie porös ist, d. h. zumindest 50% porös ist, extrem klebfrei, und sie kann auf eine Aufnahmerolle ohne Blockieren oder Festkleben aufgewickelt und bis zu einem Jahr gelagert werden, ohne daß irgendwelche Flexibilität und Klebfrei- Eigenschaften verlorengehen. Sie kann entweder von Hand oder unter Verwendung von kommerziellen Spulenaufwickelmaschinen auf Spulen oder andere metallische elektrische Leiter als ein aushärtbares, poröses Massenwandisolierungsband angewendet werden, welches weiter imprägniert werden kann, unter Verwendung von Vakuumdruckimprägnierung mittels bekannter Imprägnierungsharze, die Viskositäten von 10 cps bis 2.500 cps bei 25°C besitzen.

Die Polybutadienzusammensetzung wird nach der B-Stufen-Trocknung bis zu 1 Gew% Lösungsmittelrest enthalten, basierend auf dem Gewicht von Polybutadien, Glimmer, Rückenschicht, Lösungsmittel und Katalysator. Das Polybutadien in der Glimmerschicht ist in der Lage, vollständig ausgehärtet zu werden, im allgemeinen zu einer Harztemperatur von zumindest 130°C, für eine Zeitdauer von 2 Std. bis 35 Std., um irgendwelche Lösungsmittelreste zu entfernen und eine nicht schmelzbare Harzbindung zu bilden, durch vollständige katalytische Polymerisation mit dem Katalysator.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer Draufsicht ein geschlossenes elektrisches Glied, das zwei Schlitzteile aufweist; und

Fig. 2 in einer Teilansicht eine perspektivische Darstellung eines Teils eines elektrischen Spulengliedes, das mit einem extrem flexiblen, porösen Glimmerband umwickelt ist.

In Fig. 1 ist eine geschlossene volle Spule 10 in Form eines elektrischen Leiters aus Kupfer oder Aluminium zu erkennen, umwickelt mit einem Wickelband, bestehend aus einem Endteil, das eine Tangente 11, eine Verbindungsschleife 12 und eine andere Tangente 13 mit nackten, davon sich weg erstreckenden Zuleitungen 14 umfaßt. Geradlinige Schlitzteile 15 und 16 der Spule, die heißgepreßt worden sind, um das Harz auszuhärten und um sie in eine vorbestimmte Form und Größe zu pressen, sind mit den Tangenten 11 bzw. 13 verbunden. Diese Schlitzteile sind mit anderen Tangenten 17 und 18 über eine andere Schleife 19 verbunden.

In Fig. 2 besteht die Spule 20 aus einer Vielzahl von Windungen von Leitern 21, wobei jede Windung des Leiters 21 im wesentlichen aus einer Kupfer- oder Aluminiumstange oder -draht besteht, umwickelt mit Windungsisolation 22. Die Windungsisolation 22 ist vorzugsweise aus faserigem Gewebe oder faserigem Streifen hergestellt, imprägniert mit einer Bindungsharzisolation. Zwar kann die Bindungsharzisolation ausschließlich aus einer Beschichtung aus nicht ausgehärtetem Lack oder Harz bestehen, jedoch wird vorgezogen, daß sie eine Umwicklung aus faserigem Material enthält, behandelt mit einem Bindungsharz. Das auf die Windungsisolation aufgebrachte Harz, um die Windungsisolationen miteinander zu verbinden, kann ein Phenolharz, ein Alkydharz, ein Melaminharz o. dgl. sein, oder Mischungen von irgendwelchen zweien oder mehreren dieser Harze.

Die Windungsisolation reicht nicht aus, um hohen Spannungsgradienten standzuhalten, die zwischen dem Leiter und Masse vorhanden sein können, wenn die Spule in einer elektrischen Hochspannungsmaschine eingebaut ist. Daher wird eine Masseisolation für die Spule, wie beispielsweise die Isolation gemäß dieser Erfindung, vorgesehen, indem eine oder mehrere Schichten an poröser, flexibler, glimmerhaltiger Isolation aufgewickelt wird, wie beispielsweise Glimmerpapier oder vorzugsweise ein zusammengesetztes Glimmerband 23 für die Leiter 21. Ein derartiges zusammengesetztes Band 23 umfaßt eine biegsame Rückenschicht aus z. B. Zellulosepapier, Baumwolle oder Leinengewebe, Glasgewebe oder Glasfasern, oder eine Matte aus Polyäthylenterephthalat, welche Schicht eine Schicht aus integriertem Glimmerflockenpapier, Glimmersplitter oder Glimmerflocken 25 umfaßt, angebunden daran durch einen flüssigen harzigen Binder. Das Band wird in diesem Falle zusammengehalten oder gebunden mit bis zu 15 Gew% Polybutadienglimmerbindungszusammensetzung gemäß der Erfindung. Das Band kann halb überlappt, aneinanderstoßend oder auf andere Weise aufgebracht werden. Im allgemeinen wird eine Vielzahl von Schichten des flexiblen zusammengesetzten Bandes 23 auf die Spule gewickelt, wobei 5 oder mehr Schichten im allgemeinen für elektrische Hochspannungsmaschinen benutzt werden. Um bessere Abriebswiderstandsfähigkeit zu geben und um dichtere Isolation sicherzustellen, wird eine äußere Umwicklung mit einem Band 26 aus einem zähen faserigen Material, beispielsweise Glasfaser o. dgl. auf die Spule aufgebracht.

Die poröse Glimmerisolation liegt vorzugsweise in der Form eines Wickelbandes mit einer Breite in der Größenordnung von 1/2 bis 2 Zoll (1,26 bis 5 cm) vor. Für den Aufbau von elektrischen Maschinen besitzt das Rückenschichtmaterial eine Dicke von annähernd 0,001 Zoll oder 0,0025 cm, an welche Rückenschicht eine Schicht von etwa 0,002 bis 0,01 Zoll (0,005 cm bis 0,025 cm) von Glimmer erfolgreich angebunden wurde. Glimmerflocken sind im allgemeinen 1/16 bis 3/4 Zoll im Quadrat, während Glimmersplitter im allgemeinen 3/4 Zoll bis 3 Zoll im Quadrat sind. Integriertes Glimmerflockenpapier wird hergestellt aus kompaktierten Glimmerteilchen von 1/32 Zoll bis 1/2 Zoll im Quadrat, und feines Glimmerpapier wird hergestellt aus kompaktierten Glimmerteilchen von 1/64 Zoll bis 1/16 Zoll im Quadrat. All diese Formen von Glimmer sind für die Erfindung nützlich.

Die Erfindung sei nunmehr anhand des folgenden Beispieles näher erläutert:

Beispiel

Glimmergebundene Zusammensetzungen, die mehr als 70 Gew% 1,2-Polybutadien enthielten, wurden hergestellt. Sie enthielten die folgenden Mischungen von Bestandteilen (A), (B), (C) und (D): (A) ist eine 100%ig Feststoffe umfassende Mischung mit niedrigem Molekulargewicht aus: 70 Gew% 1,2-Polybutadien, 20 Gew% bis 22 Gew% Trans-1,4-Polybutadien und 6 Gew% bis 8 Gew% cis-1,4-Polybutadien. Bestandteil (A) besaß ein durchschnittliches Molekulargewicht von 450 bis 1200, wie durch Gasphasenchromatografie festgestellt, und eine Viskosität von 7000 cps bei 25°C (im Handel erhältlich von der Firma Colorada Chemical Specialities, Inc., unter der Handelsbezeichnung RICON 157 Thermosetting resin). (B) ist eine ein hohes Molekulargewicht, 80% Feststoffe in Heptan aufweisende Mischung auf 90 Gew% 1,2-Polybutadien, 6 Gew% bis 8 Gew% Trans-1,4-Polybutadien und 2 Gew% cis-1,4-Polybutadien. Komponente (B) besitzt ein durchschnittliches Molekulargewicht von 30.000, wie festgestellt durch Gasphasenchromatografie, und eine Viskosität von 1.000.000 cps bei 25°C (im Handel erhältlich von der Firma Colorado Chemical Specialities, Inc., unter der Handelsbezeichnung RICON 160 Thermosetting resin); (C) ist Dicumylperoxidkatalysator; und (D) ein 1 : 1 Gewichtsverhältnis von Toluen und Methyläthylketon als Lösungsmittel für die Zusammensetzung.

Die Zusammensetzungen, ausgedrückt in Gew%, usw., werden in der folgenden Tabelle 1 wiedergegeben:

Tabelle 1

Die Proben 1 bis 7, Glimmerbindungspolybutadienharzlösungen, wurden auf die Außenseite von separaten Stücken, jeweils 6 Zoll im Quadrat groß, integriertem Glimmerflockenpapier mit einer Dicke von 0,004 Zoll (0,01 cm) aufgebürstet. Die sieben glimmergebundenen beschichteten Glimmerpapierstücke wurden vertikal in einem Ofen mit Zwangsbelüftung angeordnet, der eine Temperatur zwischen 135 und 150°C aufwies, für die Zeitdauer von 5 min. Die glimmergebundenen getrockneten Glimmerpapierstücke wurden dann aus dem Ofen entfernt und Stücke aus nicht gewebtem Dacron (Polyäthylenterephthalat)- tuchrückenschicht mit einer Größe von 6 Zoll im Quadrat mit einer Dicke von 0,0013 Zoll auf die glimmergebundene Harzseite aufgebracht. Zusätzliches glimmergebundenes Harz wurde dann über die Rückenschichtoberfläche gebürstet. Die Zusammensetzung wurde dann in den Ofen mit der gleichen Temperatur für weitere 4 min angeordnet. Bei Entfernung aus dem Ofen und Abkühlung hatten alle getrockneten Proben klebfreie Oberflächen und waren extrem flexibel, und waren in der Lage, leicht um einen Kupferkern von 7/16 Zoll ohne Bruch herumgebogen zu werden. Alle Proben besaßen 8 bis 12 Gew% B-stufig glimmergebundene Harzzusammensetzungsbeladung nach dem Trocknen, einschließlich 0,5 Gew% restliches Lösungsmittel, und waren sehr porös und durchlässig für typische Imprägnierungsharze.

Nachfolgend wurden lange Wicklungsbänder hergestellt, die die glimmergebundenen Zusammensetzungen der Probe 7 enthielten. Diese Bänder wurden um Teststäbe aus Stahl mit einem Querschnitt von 1/2 Zoll × 1 1/4 Zoll ohne Risse und Brüche während des Wickelns herumgewickelt. Keine der glimmergebundenen Probenzusammensetzungen verschlechterte den Leistungsfaktor, die dielektrische Festigkeit oder die Durchbruchspannungswerte für vollimprägnierte Bänder. Alle in der Beschreibung beschriebenen Polybutadienzusammensetzungen würden hervorragende glimmergebundene Harze für poröse Harzisolationswicklungsbänder für Motorspulen und Generatorspulen ergeben.

Claims (10)

1. Ein poröses, harzgebundenes Isolationsband, bestehend aus Glimmer und einer kontaktierenden, aushärtbaren, harzartigen Zusammensetzung, bestehend im wesentlichen aus der Mischung von: (A) Polybutadien, das 70 bis 100 Gew% 1,2-Polybutadien enthält, und (B) einer Menge von Katalysator, die wirksam ist, um das Polybutadien bei Aushärtetemperaturen auszuhärten, wobei das harzgebundene Isolationsband trocken und hochflexibel ist und 2 bis 15 Gew% der Harzzusammensetzung enthält, basierend auf dem Gesamtgewicht des harzgebundenen Bandes.

2. Isolationsband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die harzartige Zusammensetzung homogen und im wesentlichen unreagiert ist.

3. Isolationsband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band bis zu 1 Gew% Restlösungsmittel für das Polybutadien enthält.

4. Isolationsband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 70 bis 95 Gew% 1,2-Polybutadien und 5 bis 30 Gew% 1,4-Polybutadien enthält, und daß der Katalysator ausgewählt ist aus der Gruppe, die organische Peroxide und organische Azoverbindungen enthält.

5. Isolationsband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel zumindest eines aus Keton, aliphatischem Kohlenwasserstoff, zycloaliphatischem Kohlenwasserstoff, aromatischem Kohlenwasserstoff und zyclischem Äther ist.

6. Isolationsband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band Glimmer umfaßt, das durch ein poröses Rückenmaterial gestützt ist und für Imprägnierungsharz durchlässig ist.

7. Isolationsband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 70 bis 95 Gew% 1,2-Polybutadien und 5 bis 30 Gew% 1,4-Polybutadien enthält, und daß der Katalysator ein organisches Peroxid, oder eine organische Azoverbindung ist.

8. Isolationsband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polybutadien aus 10 bis 90 Gew% einer ersten Mischung besteht, die im wesentlichen aus 80 bis 90 Gew% Feststoffen von 1,2-Polybutadien und 10 bis 20 Gew% Feststoffen von 1,4-Polybutadien besteht, und aus 10 bis 90 Gew% einer zweiten Mischung, bestehend im wesentlichen aus 70 bis 80 Gew% Feststoffen aus 1,2- Polybutadien und 20 bis 30 Gew% Feststoffen aus 1,4- Polybutadien.

9. Isolationsband nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Polybutadienmischung 90 Gew% Feststoffe aus 1,2-Polybutadien und 10 Gew% Feststoffe aus 1,4-Polybutadien und daß die zweite Polybutadienmischung 70 Gew% Feststoffe aus 1,2-Polybutadien und 30% Feststoffe aus 1,4-Polybutadien enthält.

10. Elektrische Leiter, umwickelt mit einem Isolationsband gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.