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Verfahren zur Erzeugung fester Körper aus flüssigen Kunstharzverbindungen
durch Wärmeeinwirkung unter vollkommener Polymerisierung Die Erfindung bezieht sich
auf Kunstharzverbindungen, im besonderen auf bei Wärmeeinwirkung erhärtenden Verbindungen,
die gute elektrische Isoliereigenschaften besitzen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen
können als Imprägniermittel verwendet werden; 'sie enthalten keine Lösungsmittel,
die vor der Polvinerisation eine Verdampfung oder anderweitige Entfernung erfordern.
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Auf dem Gebiet der Kunstharzverbindungen bei der Verwendung derselben
für die Zwecke des Imprägnierens oder der Erzeugung von Überzügen an Körpern war
es üblich, das Harz in Lösung zu bringen, um es für die genannten Zwecke des Imprägnierens
bzw. der Erzeugung von Überzügen brauchbar zu machen. Bisher wurden als Lösungsz3
mittel Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt verwendet, die nicht in der Lage sind,
mit dem Harz in Reaktion zu treten. Infolgedessen fand die Verdampfung oder anderweitige
Entfernung der Lösungsmittel statt. In manchen Fällen ist die Verdampfung des Lösungsmittels
begleitet von einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des von der
Lösung niedergeschlagenen Harzes. Die Bildung von #Gasblasen, porösen Taschen sowie
ungleichmäßige Füllung oder Imprägnierung und andere Mängel waren die Folgen der
Verdampfung des Lösungsmittels. Vereinzelt ist es bekannt, mit Harz in Reaktion
tretende Lösungsmittel zu verwenden, d. h. Lösungsmittel, die nach der Imprägnierung
der Körper mit den Harzlösungen eine
pkymerisierende Reaktion eingehen.
Die reagierenden Lösungsmittel wurden überwiegend zur Anwendung gebracht durch Auflösung
eines Polymeren, das hauptsächlich aus dem Lösungsmittel selbst zusammengesetzt
ist. Beispielsweise wurde Polystyrol in Lösungen mit Monostyrol als Löslungsmittel
verwendet. Unter Zuhilfenahme eines Katalysators und Anweftdung von Hitze wurde
das Monostyrol mit dem Polystyrol polymerisiert, um eine vollkommene Rückbildung
zu Harz herbeizuführen.
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. Es wurde indessen die Bereitung derartiger soggenannter lösungsmittelf
reier Harzverbindungen nicht allgemein ausgedehnt auf andere Harze, trotz des Umstandes,
daß es in hohem Maße wünschenswert ist, in vielen Fällen eine vollkommene Harzrückbildung
(Resinifikation) der Harzlösung herbeizuführen. Durch die Anwendung von Harzlösungen,
in welchen das Lösungsmittel einer polymerisierenden Reaktion unterliegt, ergaben
sich erhebliche Vorteile in bezug auf Gleichmäßigkeit der Füllung und Imprägnierung
sowie auf Homogenität. Weitere Vorteile der Vermeidung eines verdampfenden Lösungsmittels
sind Einsparung an Zeit und an Trockenanlagen.
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Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine lösungsmittelfreie
Harzverbindung für die Zwecke der Imprägnierung oder Bindung und Isolierung elektrischer
oder anderer Elemente zu schaffen.
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Zur Erläuterung der Erfindung sei zunächst auf die Figuren eingegangen;
diese stellen dar: Fig. i die Draufsicht eines Magnetkernes des sogenannten Stapel-
oder Pakettyps, Fig. 2 den Aufriß eines gewundenen oder- gewickelten Magnetkernes,
Fig- 3 eine Einrichtung zum Imprägnieren eines Kernes nach Fig. 2, teilweise
geschnitten, Fig. 4 eine Einrichtung zur Wä:rmebehandlung eines Kernes nach Fig.
#g-, teilweise geschnitten, Fig. 5 eine Einrichtung zum Zerschneiden des
Kernes nach Fig. #2 in zwei Teile, Fig.;6 einen vergrößerten Querschnitt durch einen
nach dem Erfindungsvorschlag gebundenen Kern. Gemäß der Erfindung wird ein in Wärme
erhärtende,#, synthetisches Harz hergestellt durch Auflösung eines Harzrealktionsproduktes
in einem reagierenden Lösungsmittel, welches in Verbindung mit dem Reaktionsprodukt
polymerisiert und einen festen Werkstoff ergibt. Die durch Auflösung des Reaktionsproduktes
in einem reagierendenLösu#ngsmittel entstehende Lösung ist bekannt unter dem Namen
lösungsmittelfreie Lack- oder Harzlösung. Diese liarzlösung kann modifiziert werden
durch Vereinigung mit anderen Harzreaktionsprodukten, die fähig sind, mit ihr eine
polymerisierende Verbindung einzugehen; dies zu dem Zweck, um eine vorbestimmte
Zähigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Lösung und andere Charakteristiken zu erhalten.
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Für den Erfindungszweck besteht das Reaktionsprodukt aus demEsterreaktionsprodukt
von Kastoröl oder Kastorölderivaten mit ungesättigten Äthyla, ß-dicarbonsäuren.
Beispiele für ungesättigte zweibasische Säuren für den Erfindungszweck sind Maleinsäure,
Fumarsäure, Itaconsäure und ihre Homologen, einschließlich der Anhydride, beispielsweise
Maleinsäureanhydrid. Das Kastoröl und die ungesättigten zweibasischen Säuren können
in weiten Proportionsverhältnissen vereinigt werden.
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Kastoröl, welches der iGlycerinester von Rizinussäure ist, enthält
drei Hydroxylgruppen. Maleinsätirean-hydri-d beispielsweise kann mit dem Kastoröl
in einer, zwei oder allen drei Hydroxylgruppen reagieren, um die entsprechenden
Halbester zu gewinnen. Der volle Halbester ist ein solcher, bei welchem jedes Kastorölmolekül
mit drei Maleylradikalen verestert ist. Für die Zwecke der Erfindung kann das Molverhältnis
der Äthylen-a, ß-dicarbonsäure variieren von -i bis 3 MO1 Pro -M01 Kastoröl.
Die andere Carboxylgruppe der zweibasischen Säure! ist frei. Wie spä?ter auszuführen
sein wird, ist es erwünscht, das freie Carboxyl mit einem Alkohol zu verestern.
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Ein befriedigendes Produkt wird erzielt, wenn man ungefähr
3 Gewichtsteile Kastoröl und i Gewichtsteil Maleinsäureanhydrid reagieren
läßt. Die Bestandteile reagieren bei Erhitzun.g ohne Katalysator bei einer Temperatur
von rund i2o' und unter ständigem Umrühren in -2 bis 4 Stunden ausreichend für den
Erfindungszweck. Es ist im allgemeinen zu empfehlen, die Reaktion in einem geschlossenen
Kessel mit einem Kondenser durchzuführen, um eine Sublimation der Maleinsäure in
die Atmosphäre zu vermeiden. Die Verhältnh;se von Kastoröl zu der zweibasischen
Säure können nach dem oben angegebenen Verhältnis von 3 : i variiert werden.
Für die meisten Anwendungszwecke beste,ht das bevorzugte Verhältnis von 2 bis 4
Gewichtsteilen Kastoröl zu i Gewichtsteil dibasischer Säure.
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Es können größere-Mengen von Kastoröl pro Mengeneinheit an dibasischer
Säure erhitzt werden, um ein Öl von dicker Viskosität zu erhalten, welches,
in manchen Fällen, durch Reaktion mit den Lösungsmitteln bei der folgenden Behandlung
erwünscht feste Polymeren ergibt.
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Eine besonders typische Form des Reaktiorisproduktes wurde gewonnen
durch Vereinigung von ioo Gewichtsteilen Kastoröl mit 30 TeilenMaleinsäureanhyd-rid
und# Erhitzung dieses Gemenges auf die Dauer von 4 Stunden bei 120'. Das Produkt
hatte eineSäurezahl von i,3o bis 135. Die besondere Sä;urezahl und die mechanischen
Eigenschaften des Reaktionsproduktes sind abhängig von der Hitzeb"4handlung. So
konnte die Reaktion 18 Stunden lang durchgeführt werden, uni die dibasische Säure
und das Kastoröl in eine gummiähnliche"Masse zu polymerisieren. Es ist aber nicht
erwünscht, die Reaktion so weit vor sich gehen zu lassen, daß der Stoff fest wird.
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Wenn die Reaktion der dibasischen Säure und des Kastoröles den gewünschten
Grad der Vollendung erreicht haben, wird das Produkt auf Raumtemperatur gekühlt;
sodann wer-den von -ro bis 3'o-o Gewichtsteile eines flüssigen Vinylmonomeren oder
eines
polymerisierbaren Vinylderivates, welches das Radikal HC=C< enthält, oder, in
manchen Fällen, eine partiell polymerisierte Vinylverbindun-, wie Distvrol, zugesetzt,
und zwar auf ioo Teile des Reaktionsproduktes aus Kastoröl und dibasischer Säure.
Um nun ein vorzeitiges Reagieren des Harzes mit dem Lösungsmittel zu verhindern,
ist es erwünscht, o,o2'/ü Hydrochinon oder ein anderes, die Oxydation verhinderndes
Agens einzuverleiben, zum Zweck der Stabilisierung des Gemisches. Das Vinylmonomere
wirkt als Lösungsmittel für das Reaktionsprodukt und ergibt eine Lösung von einer
Viskosität, die sich für die Zwecke der Imprägnierung eignet. Vinylacetat, Styrol,
Methylinethacrylat, Methylacrylat, Propylmethacrylat, Acrylnitril, Methylvinylketon,
a-Methylstyrol, Para--Methylstyrol und Allylester, wie Diallylphthalate und andere
polymerisierbareVinylmonomeren, die in polymerisierbare Vinvl,derivate zusammenzufassen
sind, wurden zur Bereitung der Lösung von läsungsmittelfreiem Harz mit Erfolg verwendet.
Die Lösung wird nach Einverleibung eines Katalysators entweder in das Harz oder
in die Oberfläche des zu imprägnierenden Körpers zur pragnierung Anwendung gebracht.
Nach erfolgter Im ** '
wird der Körper einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur
der Größenordnung von i5o bis 2#5o' unterworfen; es tritt dann in kurzer Zeit Gelierung
oder Polymerisation ein, bisweilen innerhalb von :2 bis 3 Minuten. Man nimmt
an, daß das Vinylmonomere in eine Vernetzungsreaktion mit dem Esterreaktionsprodukt
tritt, um ein in Wärme erhärtendes Harz zu bilden. F-in fester, in dieser 'Weise
durch eine Anfangsreaktion zwischen 3o Teilen M.aleinsäureanhvdrid und ioo Teilen
Kastoröl urid eine folgende keaktion mit,2,4,4 Teilen iMonostyrol gewonnener Körper
wurde auf seine elektrischen Isoliereigenschaften geprüft. Bei 6o Perioden war der
Leistungsfaktor 3,o8'/o#, und die Dielektrizitätskonstante betrug 4,83. Unter Berücksichtigung
des Umstands, daß Harz ein durch Wärmeeinwirkung erhärtendes Produkt ist, sind diese
Werte ein Hinweis auf die wertvollen elektrischen Isoliereigenschaften des Materials.
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Eine der wichtigsten Anwendungen der flüssigen Harzverbindung ist
die der Bildung von bindenden und isolierenden Zwischenlagen zwischen den Lamellen
von Magnetkernen. Transformatorlamellen aller Formen, ebenso wie Motor- und Generatorlamellen
werden auf diese Weise mit Erfolg zu festen Kernen mit überlegenen Eigenschaften
verbunden. Die Kerne können nach dem Binden geschnitten- und auf Form und Größe
gearbeitet werden, ohne daß eine Trennung oder ein Loslösen der Lamellen eintritt.
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In Fi-. i der Zeichnung ist ein Beispiel für ein e ZD Lainellenpaket
io, bestimmt für einen Transforniator, gezeigt. Der Kernio besteht aus drei vertikalen
Schenkeln 12, vondenen jeder aus einer Vielzahl von Lamellen aus magnetischem Werkstoff
zusammengesetzt ist, und vier Ouerschenkeln 14, je
ebenfalls aus einer ähnlichen
2ahl von Lamellen aufgebaut. Die Kerne 12 und J4 sind durch Stapeln einer bestimmten
Anzahl von gestanzten Lamellen ähnlicher Form gebildet. Nach, dem Verklammern des
Lamellenpaketes (zum Zweck der Verhinderung einer gegenseitigen Verschiebung der
Lamellen,) wird die Lösung, welche aus dem Reaktionsprodukt von Kastoröl und dibasischer
Säure, gelöst in Vinylmonomere, z. B. Monostvroll zusammengesetzt ist, an dem lamellierten
Kärper zur Anwendung gebracht. Ein Katalysator, z. B. o,i bis -2 11/o
b en Benzoylperoxyd, kann der Harzlösung unmittelbar vor der Imprägnierung
beigegeben werden. Wenn t' el der Kern vollkommen durchimprägniert und alle Luft
zwischen den Lamellen entfernt ist, wird er einer Hitzebehandlung bei Temperaturen
von i o el 5
bis 250' unterworfen, wobei das Harz in wenigen
Minuten vollständig erhärtet.
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Wahlweise kann man jedoch auch so verfahren, daß man den lamellierten
Körper in eine Acetonlösung von B#enzoylperoxyd oder von einem gleichwertigen Katalysator
taucht, um über dem ganzen Oherflächenbereich des Körpers einen überzug dieser Lösung
zu erhalten. Der Kern wird dann aus diesem Bad genommen, worauf man ihn abtropfen
läßt. Schließlich wird der Kern im Val-zuum oder in einem Ofen einige -Minuten getrocknet.
Er weist dann eine dünne Schicht Benzoylperoxyd an seiner Oberfläche auf. Erst dann
wird der Kern in den Imprägniertank, welcher die Harzlösung enthält, gesetzt. Der
Zyklus des Impragnierprozesses, der üblicherweise zur Anwendung gelangt, besteht
in der Erzeugung eines Vakuums in dem Imprägniertank für die Dauer von etwa 15 Minuten
zu dem Zweck, zwischen den Lamellen eingeschlossene Luft auszutreiben; anschließend
wird die Lösung unter Druck von etwa 36 kg pro 6,45 cm2 i, Stunde lang gesetzt,
wodurch das Harz in die innersten Teile des Kernes getrieben wird. Schließlich werden
die Kerlie während einer geeigneten Zeitdauer, die variabel ist, bei Temperaturen
bis zu 250" getrocknet.
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Nach diesem Verfahren durch Verkitten der Lamellen mit der lösungsmittelfreien
Harzverbindung hergestellte Kerne erweisen sich nach der Hitzebehandlung als vollkommen
mit Bindemittel ,gefüllt.
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Die gebundenen und verkitteten Kerne werden b
zugeschnitten
und geschliffen und weiter zugerichtet, so daß sich ebene Flächen er'geben und die
Kerne 12 und 14 ohne Luftspalt in den Verband %io gemäß Fig. i gebracht werden können.
Dadurch ist ein b
Maximum an elektrischem Wirkungsgrad gew.ährleistet. Das
durch die Wärmebehandlung erstarrte Harz ist fest und undurchdringlich gegenüber
dielektrischen Flüssigkeiten, wie beispielsweise raffiniertem Petroleumöl. Die Imprägnierung
ist i00%ig, vollständig; nicht ausgefüllte Stellen oder ungebundene Lamellen sind
nicht vorhanden, im Gegengatz zu den bekannten Verfahren, bei welchen nicht reaktionsfähige
Lösungsmittel, die eine Verdampfung erfordern, Verwendung finden.
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Es ist zu bemerken, daß der Magnetkern,io nach Fig. i auch nach anderen
Verfahren mit Harz impragniert werden kann als durch Anwendung eines
gelösten
Harzes, das zwischen die Lamellen des Paketes gebracht wird. Es gibt aber heutigentags
auch Magnetkerne, die nur mit Hilfe eines in Lösung gebrachten Binde- und Isoliermittels
imprägniert werden können. Ein Beispiel für einen solchen Kern ist der in Fig. 2
gezeigte. Der Kern,2#o, ist gebildet durch kontinuierliches Wickeln eines einzigen
Streifens eines magnetischen Materials 22, in Ring-oder Rechteckform mit einer zentralen
öffnung. Der Kern #2-o wurde im besonderen entwickelt für die wirtschaftliche und
wirksame Verwendung des neuerdings zur Verfügung stehenden hochpermeablen Siliciumeisens.
Diese hochpermeablen Werkstoffe werden gewonnen durch Behandlung des Metalls in
solcher Weise, daß im wesentlichen alle Kristalle des Metalls in einer bestimmten
Richtung orientiert sind, so daß die Achse der leichtesten Magnetisierung in der
Längsriffitung des Streifens 22 verläuft. Dadurch werden bei. einem gegebenen magnetischen
Kraftfluß und einer gegebenen Frequenz die Verluste am kleinsten und die Permeabilität
in Richtung der Längsachse des Streifens am größten. Der Kern 2.o zeichnet sich
also durch hohen magnetischen Wirkungsgrad aus, weil der gesamte magnetische Fluß
nur längs dieser Richtung strömt, während bei Verwendung,des gleichen Materials
in einer Anordnung des Kernes nach Fig. i der Wirkungsgrad merklich verringert würde.
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Um den Kern 2o in die elektrische Maschine einsetzen zu können, hat
es sich als notwendig erwiesen, ihn in zwei U-förmige Teile 24 und :26 zu trennen,
damit die Windungen um die Schenkel und durch die Öffnung des Kernes gelegt werden
können. Die Trennfläche 2,8 zwischen den Schenkeln der U-förmigen Teile muß
plan und mit einem hohen Grad von Gleichförmigkeit bearbeitet werden, damit die
Luftspaltv,erluste möglichst klein bleiben.
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Die Notwendigkeit des Zerschneidensdes Kernes 2o in zwei U-förmige
Teile und des Bearbeitens der Schnittflächen hat zur Voraussetzung, daß die Lamellen
sehr gut und zuverlässig aneinander gebunden sind. Das Zerschneiden erfolgt mittels
einer Säge oder einer anderen zweckentsprechenden Schneidevorrichtung. Die Flächen
2,8 müssen zusätzlich geschliffen und in manchen Fällen geätzt werden, um
auch die feinsten Unebenheiten zu entf ernen.
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Ein nach dem-erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Kern 2o ist
dem Vorgang des Zerschneidens und- der notwendigen Bearbeitung,der Flächen
"ß in besonderem Maß gewachsen. Die Bearbeitungsvorgänge für einen
solchen Kern sind in den Fig: 3
bis 5 veranschaulicht. Fig.
3 zeigt den Imprägniertank 3o, der aus einem starkw-andigen Gehäuse
32
und einem dicht sitzenden Deckel 34 besteht. Der Tank 3o ist mit einem
Anschlußrohr 36 versehen, durch welches der Tank evakuiert und unter Druck
gesetzt werden kann. In dem Behültell 30- befindet sich die Lösung
ä8 von einem Vinylmonomeren und dem Halbester aus Kastoröl und ungesättigter
zweibasischer Säure. Die Harzlösung 38 kann ungefähr oj 01'o Benzoylperoxyd
enthalten, um für die Polymerisation des Harzes zu sorgen. Es kann aber auch der
Kern 2o mit einer Lösung des Katalysators vorbehandelt -und getrocknet sein-, wie
oben in Verbindung mit dem Kern io beschrieben. Der gewickelte Kern 2o wird in den
Behälter 32 eingebracht und der Deckel aufgesetzt. Anschließend werden durch
Evakluierung Luft und andere zwischen den Lamellen eingeschlossene Gase entfernt;
hierauf wird die Oberfläche der Harzlösung 38 unter Druck gesetzt, um die
Durchdringung und Füllung der Zwischenrätume zu gewährleisten. Nach der Harzimprägnierung
wird der Kern in den Ofen 40 gemäß Fig. 4 gebracht.
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Der Ofen 4o ist mit einem Verschluß 42 versehen sowie mit
Mitteln 44 zum Aufhängen des imprägnierten Kernes. Durch eine Einlaßöffnung 46 wird
erhitzte Luft eingelassen, die bei einem Auslaßt 48 austritt. Es ist zweckmäßig,
den Ofen durch elektrische Heizwiderstände, die sich, wie an sich bekannt, in seinem
Innern befinden, zu erwärmen. Nach der Hitzebehandlung in den Temperaturgrenzen
von ioo bis :25d', die ausreicht, um das Harz völlig zu polyrnerisieren,
werden die Kerne aus dem Ofen entfernt und gekühlt. Der Kern bildet dann eine feste
gebundene Einheit ohne Luftein-schluß.
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Wie in Fik. 5 gezeigt, wird der Kern -2o in zwei U-förmige
Teile zerschnitten; dies geschieht auf einer Vorrichtung 5o, die aus einem Haltetisch
52
und einer Säge 54 besteht. Das fest gewordene Harz bindet die Lamellen
so fest aneinander, daß das Auseinanderschneiden des Kernes in zwei Teile keine
Schwierigkeiten bietet. Anschließend können die Schnittflächen 28 geglättet
und geschliffen werden.
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In Fig. 6 sind die Schnittflächen -->8 in vergrößertem Maßstab
wiedergegeben. Die einzelnen Lamellen,2i2 sind voneinander durch Harzlagen 6o, die
als Bindemittel dienen, getrennt. Es wurden zahlreiche Kerne dieses Typs erzeugt,
die sich im Betrieb einwandfrei bewährt haben. Die Gefahr einer Trennung der Lamellen
ist außerordentlich gering. Die Bindung ist allen Anforderungen bezüglich der elektrischen
Isolierfähigkeit und der mechanischen Widerstandsfähigkeit gewachsen.
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Härtemessungen der Kastoröl - Maleinsäureanhydrizd-Styrol-Harze
haben ergeben, daß die Harze eine außerordentlich flache Härtetemperaturkurve aufweisen.
Die Härtemessung bei Raumtemperatur, d. i. 28', hat Werte von 8o und
bei ioo'# den Wert 7o ergeben. Diese relativ kleine Änderung der Häxte in Abhängigkeit
von der Temperatur ist für manchen Anwendungszweck von besonderer Wichtigkeit.
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Das aus einer Reaktion von Kastoröl, einer ungesättigten dibasischen
Säure und einem Vinylmonomer-en gewonnene Harz hat im Kontakt mit raffiniertem Petroleumärl
vollauf befriedigt, Raffiniertes Petroleum& ist eine bei elektrischen Apparaten
übliche #dielektrische Flüssigkeit. In Fällen, bei denen die magnetischen E erne
oder andere Bauelemente im Kontakt mit aktiveren Dielektriken Verwendung finden
müssen, beispielsweise halogenierten KW-Stoffen, sollte das Harz etwas
i-nodifiziert
werden, um ihm einen höheren Widerstand gegen die lösende Wirkung dieser letzteren
Dielektriken zu verleihen.
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Dies wird durch Zusätze zu dem Kastoröl-Malein-Vinyl-Reaktionsprodukt
erreicht, die beispielsweise gewonnen werden durch Kondensieren eines mehrwertigen
Alkohols mit einer dibasischen Säure, von welcher ein Teil ungesättigt sein kann.
Vorzugsweise wird der Stoff bereitet durch Reaktion von annähernd äquimolaren Mengen
von mehrwertigen Alkoholen und dibasischer Säure.
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Ein ausreichendes Verhältnis ist für manche Zwecke 2/, Mol Adipinsäure,
i Mol Maleinsäureanhydrid und '-/" -Mol Propylenglykol. Durch Erhitzung der Mischung
aus mehrwertigem Alkohol und zweibasischer Säure auf 2oa"während der Dauer von :2
Stunden wird Kondensation oder eine andere Reaktion herbeigeführt, um ein bernsteilifarbiges
Harz zu erhalten. Eine andere Verbindung wurde gewonnen durch Reaktion von
75 Gewichtsteilen Adipinsäure, 75 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid
und 135,4 Gewichtsteilen Diäthylenglykol. Diese Verbindung wurde in ein viskoses
Harz umgesetzt und in Monostyrol (2 5 11/o des Gewichtes (der Mischung) gelöst.
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Das durch Kondensation des mehrwertigen Alkohols mit der dibasischen
Säure gewonnene Produkt kann in Lösung gebracht werden durch t' ZD Verwendung eines
Vinylinonomeren, wie beispielsweise Monostyrol, oder eines der anderen obengenannten
Vinylderivate. In dem besonderen oben angegebenen Beispiel ergab diese #Menge an
#Monostyrol eine Lösung von einer Viskosität, welche die Zugabe zu der Kastoröl-Maleat-Styrol-Lösung
ermöglichte. Das mehrwertige Alkohol-Zweibasische Säure-Harz verträgt sich meist
nicht mit dem Kastoröl-iNlaleinsäureanhydrid-Produkt, wenn über 5o1/o der dibasischen
Säure 6 bis io Kohlenstoffatome in der Kette enthalten.
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Die Lösung kann gemischt werden in im wesentlichen gleichen Teilen;
d.h. wenn ioo Teile der Verbindung aus Kastoröl, !Maleinsäureanhydrid und Monostyrol
und ioo Teile der Verbindung von mehrwertigem Alkohol, dibasischer Säure und Monostyrol
vereinigt werden, ergeben sie eine Mischung, die, wenn sie polymerisiert ist, der
lösenden Wirkung von mit Chlor verbundenen KW-S toffen ein hohes Ma-3 an Widerstand
entgegensetzt. Ein wenig, z. B. 2o Teile, von mehrwertigem Alkohol und dibasischer
organischer Säure kann zu der basischen Lösung zugegeben werden, um eine Mischung,
zusammengesetzt aus je roo Teilen des Kastorölmaleats und des Reaktionsproduktes
aus inehrwertig.em Alkohol unddibasischer Säure aufzulösen.
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An Magnetkernen, im besonderenan solchen aus gerichtetem Siliciumstafil
durchgeführte Versuche haben er 'geben, daß der magnetische Stahl empfin#dlich gegen
DrucIibeanspruchung ist, wie sie ausgeübt wird, wenn das imprägnierende Harz erhärtet.
Beispielsweise hat sich gezeigt, daß die Verluste eines unimprägnierten gebundenen
Kernes für eine gegebene Dichte des magnetischen Flusses und eiiiegegebeneFrequenz
ungefähriol/o niedriger sind als die Verluste desselben, jedoch miit einem 1,#astoröl-Ni1,ale'insä#ureanhydrid-Monostyrol-Copolvmeren
imprägnierten Kernes.
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Es wird angenommen, daß die Polymerisation des aus diesen drei Komponenten
bestehenden Harzes auf die Lamellen Zug- oder Druckbeanspruchungen ausübt, welche
die Vergrößerung der Verluste zur Folge haben.
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Um die Verluste in dem magnetischen #M.aterial, das gegen derartige
durch die Polymerisation des ImprägnierungsharzesverursachteBeanspruchungen sehr
empfindlich ist, zu verringern, wird dieKastoröl-Maleinsäureanhydrid-Styrol-Verbindung
so abgeändert, daß ein zäheres Harz entsteht, welches, wenn es an dem Lamellenmaterial
zur Anwendung kommt, geringe Verluste hervorruft. Ein hierzu geeigneter, das Harz
verändernder Zusatz wird gewonnen durch Reaktion von Tungöl oder 0-iticicaöl mit
einer ungesättigten Dicarbonsäure. Die zweibasische Säure, beispielsweise Maleinsäureanhydrid,
wird mit Tungöl zur Reaktion gebracht bei Temperaturen von ii5.o bis 25,o' für eine
Zeitdauer von mehreren Stunden. Das Reaktionsprodukt ist eine dicke viskose Flüssigkeit.
Das Produkt aus Tungöl und zweibasischer Säure wird in Mengen des zweibis dreifachen
Betrages des Produktes aus Kastoröl, zweibasischer SäureundVinylmonomerebeigegeben,
um auf diese Weise ein Harzbindemittel zu gewimien, das nur kleine Verluste zeitigt.
Die V er-Inste in Kernen, die mit einer,Mischung, enthaltend roo Teile Kastoröllnaleat,
3o Teile Styrol und 39o Teile Tungölmaleat, imprägniert waren, wurden auf ein Viertel
der Verlustzunahme reduziert, die eintrat, wenn das Kastorölmaleat, gelöst in Styrol,
allein als Bindemittel für den Kern Verwendung f and.
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Die Zusätze aus Tungöl und dibasischer Säure zu dem Kastoröl-Reaktionsprodukt
ergaben Harze, die wesentlich zäher und -weicher sind, als die Harze aus Kastoröl
und dibasischer Säure allein.
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Eine weitere Eigenschaft der Verbindung aus Kastoröl, ungesättigter
Dicarbonsäure und Styrol ist ihre Fähigkeit, Schall und Geräusche zu absorbieren.
Ein mit diesen Harzen in der aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlichen Weise
präparierter Kern gibt einen dumpfen Klang, ähnlich einem Stück Blei, -,verm ein
Schlag mit einem Hammer ausgeführt wird. Dagegen ertönen thernioplastischt Harze,
die durch Auflösung in einem Lösungsmittel, welches Entdampfung und Harttrocknung
erfordert, um eine gute elektrische Isolierung und feste Bindung oder Verkittung
zu gewährleisten, bei Verwendung an gewickelten oder gewundenen Kernen, wie eine
Glocke, wenn ein Hammerschlag ausgeübt wird. Ein Kern der letzterwähnten Art wird
infolge der magnetischen Zusammenziehung (Magnetostriktion') viel geräuschvoller
arbeiten als ein Kern der ersterwähnten Art, der die Geräusche absorbiert und wie
ein gedämpftes System wirkt. Mit anderen Worten, das unter Wärme erhärtende Harz
aus Kastoröl und dibasischer Säure allein oder in der vorstehend erläuterten Abwandlung
vermindert die
Geräusche der Kerne erheblich. Resonanz, wie man
ihr an Kernen begegnet, die in bekannter Weise mit thermoplastischen Harzen imprägniert
sind,. ist unmöglich.
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Bei der Herstellung von durch Wärmeeinwitkung erhärtenden Harzlösungen
aus Kustoröl und dibasischer Säure können die Verbindung aus Tungöl und dibasischer
Säure und das dibasischd Reaktionsprodukt aus mehrwertigem Alkohol und dibasischer
Säure gleichzeitig in die Verbindung einverleibt werden, um eine hohe Widerstandsfähigkeit
gegen Löslichkeit wie auch eine hohe Zähigkeit herbeizuführen.
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Da das Kastoröl und die dibasische Säure das Bestreben haben, nur
Halbester zu bilden, und so eine Carboxylgruppe frei zurücklassen, wobei das Harz
seiner Natur nach sauer ist,kann es darüber hinaus wünschenswert sein, die. freie
Carboxylgruppe zu verestern. Zum Beispiel können Methylgruppen und. andere aliphatischeKohlenwasserstoffgruppen
mit der freien Carboxylgruppe verbunden werden, durch Veresterung mit einem geeigneten
Alkohol, und setzen hierbei das Harz in einen neutraleaStoff um- Es ist hervorzuheben,
daß das vollständig veresterte Produkt aus dibasischer Säure und Kastoröl langsamer,
beispielsweise mit Styrol, polymerisiert, als das Produkt mit der freien Carboxylgruppe.
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Die lösungsmittelfreie Verbindung gemäß vorliegender Erfindung kann
auch für andere Zwecke als zur Imprägnierung magnetischer Kerne Verwendung finden.
Es können Stoffe und Körper aller möglichen Arten, z. B. Glimmer- oder Asbestplatten,
Glasplatten, Papier u. dgl. zu lamellierten Körpern verkittet werden.
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Als besonders zweckmäßig erweist sich die Verwendungder erfindungsgemäßen
Zusammensetzung bei kleinen Transformatoren, wie Instrumententransformatoren
u. dgl., zum Einbetten und Isolieren des Kernes und der Windungen. Bislang
wurden Teer, Pech und andere Stoffe zum Füllen kleiner Transformatoren dieser Art
verwendet. Es wurde indessen gefunden, daß die erfindungsgemäße Verbindung besonders
vorteilhafte Eigenschaften für diese Sonderzwecke besitzt; insbesondere beseitigt
sie - den J-Kangel des Leckwerdens. Eine wirtschaftliche Methode für die
Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindung als. Füllmittel. für derartige elektrische
Geräte besteht dar--in, daß man einen organischen Füllstoff bis zu #6o'/o des- Gewichtes
des Harzes einverleibt. Beispiele für geeignete Füllstoffe sind reiner Quarz, Sand,-
Feldspat, keramis " che Stoffe u. dgl. Die Einverleibung des organischen
Füllstoffes erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß man, den organischen Füllstoff
mit einem Katalysator überzieht, beispielsweise mit Benzoylperoxyd, -um einen'Film
an der Oberfläkche der anorganischen Teilchen zu erzeugen. Wenn das Gehäuse des
Gerätesgefüllt werden soll, wird die flüssige Verbindung zuerst eingegossen und
dann allmählich der katalytisch überzogene Sand od. dgl. zu,gemischt, bis das Gehäuse
voll ist. Das Gerät wird dann während einer Zeitdauer, die, ausreicht, um das Harz
vollständig zu erhärten, der Hitzeeinwirkung unterworfen.