ES2340344T3 - Materiales de impregnacion, sellado y revestimiento. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION TRATA DEL EMPLEO DE RESINAS DE POLIESTER LIBRES DE MONOMEROS, SATURADAS O NO SATURADAS, O DE MEZCLAS A PARTIR DE RESINAS DE POLIESTER SATURADAS Y NO SATURADAS, QUE MUESTRAN UNIDADES ESTRUCTURALES DE FORMULA GENERAL (I) Y/O (II) (N = DE 1 A 10), COMO MASAS DE IMPREGNACION, SELLADO Y REVESTIMIENTO PARA COMPONENTES ELECTROTECNICOS Y ELECTRONICOS, ASI COMO PARA MATERIALES DE BASE PARA SUSTANCIAS AISLANTES PLANAS.
Description
Materiales de impregnación, sellado y
revestimiento.
La presente invención comprende resinas
poliéster libres de monómeros, a modo de material de impregnación,
sellado y revestimiento para componentes electrotécnicos y
electrónicos y para materiales portantes para aislantes planos.
Una matriz de polímero de materiales de
impregnación, sellado y revestimiento conocidos, para componentes
electrotécnicos, como devanados de motor, devanados de
transformador, entre otros, es conformada a partir de poliésteres
insaturados, disueltos en compuestos vinílicamente insaturados, como
estireno, viniltolueno, alilftalato y ésteres de acrílico o de
vinilo monómeros u oligómeros, mediante copolimerización por vía
radical. Se entiende, por materiales de impregnación, sellado y
revestimiento, aquellos materiales de resina que en la
electrotécnica se utilizan según el procedimiento conocido de
impregnación por inmersión, técnica de goteo, el procedimiento de
impregnado en caliente, el procedimiento de inundación y el sellado
para la impregnación de devanados, asimismo, eventualmente, se
contribuye a dichos procedimientos mediante la utilización de vacío,
vacío y/o presión. También la impregnación de materiales portantes
para aislantes planos como sedas de vidrio, cintas micáceas y otros
materiales absorbentes, así como la combinación de ellos, son
comprendidos bajo este concepto, asimismo, eventualmente el
endurecimiento puede ser interrumpido en el estado B, para obtener
productos preimpregnados endurecibles.
Las desventajas de dicho procedimiento acorde al
estado actual de la técnica aparecen a partir de los monómeros
insaturados necesarios para un endurecimiento rápido y completo de
las masas. Tales materiales son, por ejemplo, monómeros o acrilatos
oligomerizados de bajo peso molecular, alilftalato, estireno,
\alpha-metilestireno y viniltolueno. Estos
materiales son dañinos para la salud e irritan la piel. En el caso
de las utilizaciones conocidas de materiales de impregnación con
estos materiales se presentan pérdidas de material de un 20 - 30%.
Estas cantidades considerables deben ser retiradas del lugar de
trabajo, para evitar riesgos para la salud de quienes trabajan en
el lugar. La cantidad de evaporación extraída por absorción en
general se evacua como combustiones en el aire de salida. Por lo
cual aparecen como consecuencia emisiones indeseadas. Los materiales
combustionados también están acompañados de pérdidas económicas
considerables. Además, existe el riesgo de que estos materiales
monómeros no sean incorporados completamente durante el
endurecimiento. Los monómeros restantes en los materiales
endurecidos pueden ser liberados, especialmente, en el caso de masas
eléctricamente aislantes, que generalmente se calientan durante el
uso, provocando molestias por el olor y daños a la salud, o
continúan endureciendo los materiales, por lo cual se modifican de
manera indeseable sus cualidades de uso.
Las resinas poliéster insaturadas con unidades
estructurales del dihidrodiciclopentadieno (=DCPD) son objetos de
numerosas patentes.
En la memoria
DE-A-31 07 450 se describen
poliésteres insaturados con oligómeros del ciclopentadieno como
grupos terminales, que pueden ser utilizados como soluciones en
monómeros insaturados etilénicamente, para la obtención de cuerpos
moldeados y revestimientos.
La memoria
EP-A-101 585 describe resinas
poliéster insaturadas modificadas por la adición de ciclopentadieno
al doble enlace del poliéster y luego se disuelven en monómeros
vinilo.
La memoria
EP-A-118 786 hace referencia a
resinas poliéster insaturadas, modificadas con diciclopentadieno y
disueltas en monómeros vinilo o alilo, en un procedimiento de dos
pasos para obtener semiproductos moldeados con una elevada
resistencia a la temperatura. A su vez, en el segundo paso, es
necesaria la utilización de temperaturas por encima de los 200ºC
durante, al menos, una hora, preferentemente, durante 24 horas, a
250ºC o la radiación mediante electrones acelerados con una tensión
de aceleración de 300 a 1000 kV. Debido a sus buenas
características, dichos materiales deberían ser adecuados para la
implementación en el sector de la electrónica. Las condiciones
requeridas de reendurecimiento, sin embargo, excluyen un uso como
material de sellado para la mayoría de las utilizaciones, dado que
los componentes electrónicos actuales son destruidos por las
temperaturas elevadas, por la combinación de componentes
electrotécnicos y electrónicos. Además, los tiempos prolongados de
endurecimiento no son adecuados para una fabricación racional en
serie.
La memoria
EP-A-260 688 comprende un
perfeccionamiento de la memoria
EP-A-118786. También esta memoria
comprende resinas poliéster disueltas en monómeros vinílicos.
También se utiliza un procedimiento de secado en dos pasos, en el
cual la desventaja de la publicación anterior, a saber, las
temperaturas elevadas de más de 200ºC en el reendurecimiento en el
segundo paso, gracias a la utilización de una selección especial de
formadores de radicales son reducidas de 200ºC a 120ºC hasta 200ºC,
preferentemente, a 150ºC hasta 180ºC.
En la memoria
DE-A-32 30 924 se describe un
procedimiento especial para la obtención de resinas poliéster
disueltas en monómeros de vinilo con estructuras de
ciclopentadieno.
En la memoria EP 0 684 284-A1 se
describen mezclas sinérgicas de resinas poliéterester insaturadas y
resinas poliéter de diciclopentadieno, disueltas en estireno y
endurecidas en presencia de catalizadores peroxídicos.
\newpage
Las memorias
DE-A-26 48 351 y
DE-A-26 48 352 comprenden preparados
de resinas poliéster insaturadas (compuestos moldeados) de
almacenamiento estable a temperatura ambiente, sin la utilización de
sustancias monómeras insaturadas, como estireno, a modo de
granulados sólidos libres de polvo, con material de sellado
incorporado, por ejemplo, fibras de vidrio y catalizadores
incorporados. Se prefiere, en este caso, un moldeo por
inyección.
Es objeto de la presente invención eliminar las
desventajas descritas anteriormente del estado actual de la
técnica.
Esta tarea se resuelve mediante el objeto de la
reivindicación 1.
Sorprendentemente, esto se logra gracias a la
incorporación, acorde a la invención, de estructuras de
dihidrodiciclopentadieno durante la obtención de poliéster y su
conformación especial de conjunto, por lo cual, sin monómeros
vinílicamente insaturados también se obtienen sistemas líquidos y
de almacenamiento estable incluso a temperatura ambiente, o
sistemas que presentan un punto de reblandecimiento tan bajo que las
masas fundidas listas para ser procesadas presentan un
almacenamiento estable prolongado, invariable. Además, estos
sistemas son adecuados para un endurecimiento combinado mediante
luz UV y calor.
Las resinas poliéster libres de monómeros,
especialmente, saturadas o insaturadas, libres de estireno,
utilizadas como material de impregnación, sellado y revestimiento
para componentes electrotécnicos y electrónicos y para materiales
portantes para aislantes, o mezclas de resinas poliéster saturadas o
insaturadas presentan las unidades estructurales de las fórmulas
generales (I) y/o (II).
Las unidades estructurales de las fórmulas
generales (I) y/o (II) están incorporadas en forma de ésteres de
dihidrodiciclopentadienol con ácidos carboxílicos monómeros o
polímeros que contienen agrupamientos de la fórmula (III) y/o en
forma de ésteres del oligodihidrodiciclopentadienol con ácidos
carboxílicos monómeros o polímeros que contienen agrupamientos de
la fórmula (IV).
Las unidades estructurales de las fórmulas (I)
y/o (II) son incorporadas mediante la utilización de compuestos de
las fórmulas (V) y/o (VI),
es decir, mediante semiésteres de
dihidrodiciclopentadienol de ácido maleico y ácido fumárico o
mediante semiésteres de ácido maleico y ácido fumárico con
oligómeros del
dihidrodiciclopentadienol.
Se prefiere la utilización de aquellos
poliésteres conformados utilizando alcoholes y polioles, etoxilados
o propoxilados, así como de poliésteres conformados utilizando
alcoholes mono o polivalentes del tipo de poliésterpolioles o
poliéterpolioles, por ejemplo, el óxido de polietileno, óxido de
polipropileno o politetrahidrofurano.
Para la conformación del poliéster también es
ventajoso utilizar, además, componentes insaturados etilénicamente,
especialmente, ácido maleico y ácido fumárico.
Un acondicionamiento ventajoso de la invención
también consiste en que contienen fotoiniciadores ligados
químicamente, que presentan estructuras xantona, tioxantona y/o
fenona, asimismo, en las resinas poliéster pueden hallarse
condensados, a modo de fotoiniciadores ligados químicamente,
preferentemente, hidroxibenzofenona y/o ácido tetracarboxílico de
benzofenona.
Los materiales de impregnación, sellado y
revestimiento acordes a la invención pueden ser endurecidos con
peróxidos con o sin coiniciadores aceleradores de la reacción a
temperatura ambiente o a temperatura elevada, eventualmente,
primero, hasta un estado B parcialmente endurecido, para ser
endurecidos posteriormente de manera completa. Del mismo modo, los
materiales de impregnación, sellado y revestimiento acordes a la
invención pueden ser endurecidos con radiación actínica, asimismo,
los fotoiniciadores requeridos se encuentran, o bien ligados
químicamente en los materiales o fueron agregados a los materiales o
se utilizan tanto fotoiniciadores ligados químicamente como así
también fotoiniciadores agregados.
Un acondicionamiento preferido de la invención
también consiste en utilizar productos adicionales de esterificación
de compuestos de la fórmula (V) y/o (VI) con alcoholes
monofuncionales, alcoholes polifuncionales, sus productos de
alcoxilación, poliéterpolioles, poliésterpolioles, como óxido de
polietileno, óxido de polipropileno, politetrahidrofurano y/o
policaprolactona.
También se prefiere que los materiales de
impregnación, sellado y revestimiento sean líquidos a temperatura
ambiente o presenten rangos de reblandecimiento, acorde a DIN 53180,
inferiores a 130ºC, preferentemente, inferiores a 90ºC, de modo
especialmente preferido, inferiores a 40ºC, con una viscosidad
inferior a 100000 mPas a 100ºC, preferentemente, inferior a 30000
mPas a 75ºC, de modo especialmente preferido, inferior a 5000 mPas
a 50ºC y, asimismo, presentan una viscosidad estable, al menos,
durante 24 horas, a una temperatura en la cual presenten una
viscosidad de, como máximo, 10000 mPas, preferentemente, como
máximo, 2000 mPas. El ajuste de estos rangos se lleva a cabo,
preferentemente, a través de la utilización de los productos de
esterificación mencionados anteriormente.
También es posible combinar el endurecimiento
con radiación actínica y el endurecimiento con peróxidos o
sustancias C-C lábiles.
Igualmente son de especial interés los productos
de esterificación de los compuestos de las fórmulas (V) y/o (VI)
con alcoholes o ácidos monofuncionales que contienen grupos imida,
por ejemplo, acorde a la memoria
DE-A-1570273 y/o alcoholes o ácidos
polifuncionales que contienen grupos imida y/o ácidos hidroxi que
contienen grupos imida, por ejemplo, acorde a
DE-A-17 20 323.
Es conveniente, para reducir la viscosidad,
calentar los materiales de impregnación, sellado y revestimiento
durante la aplicación o fundirlos, en el caso de sustancias
sólidas.
Los materiales de impregnación, sellado y
revestimiento acordes a la invención para el aislamiento eléctrico
pueden ser endurecidos tanto bajo radiación rica en energía,
preferentemente, luz UV, como así también radicalmente, a
temperatura ambiente, con combinaciones conocidas de peróxidos y
coiniciadores, por ejemplo, sales de metales pesados, así como por
calor, con iniciadores generadores de radicales por vía térmica,
como peróxidos, azoiniciadores o compuestos
C-C-lábiles. Además, también se
pueden utilizar los métodos mencionados para el endurecimiento
combinados libremente. Se prefiere la combinación del endurecimiento
con radicales generados por vía térmica y radicales generados por
luz UV. También es posible realizar el endurecimiento hasta alcanzar
un estado B, es decir, un estado semiendurecido, en el cual se
interrumpe el endurecimiento y a partir del cual luego puede ser
reiniciado.
Sorprendentemente, tanto los poliésteres
saturados como insaturados, que presentan unidades estructurales de
la fórmula (I) y/o (II) y que corresponden a las condiciones
definidas anteriormente respecto de los rangos de fundición y
viscosidad, sin utilizar adicionalmente monómeros vinílicamente
insaturados, pueden ser endurecidos térmicamente y mediante
radiación, preferentemente, son endurecibles de manera combinada y
son adecuados para la conformación de materiales de primera calidad
para el aislamiento eléctrico. Además, es significativo que dichos
materiales puedan ser procesados en las instalaciones existentes,
sin modificaciones so sólo ligeramente modificadas.
Los materiales de aislamiento eléctrico de la
presente invención evitan las desventajas mencionadas anteriormente
utilizando resinas poliéster especiales saturadas así como
insaturadas con unidades estructurales de diciclopentadieno que sin
la utilización adicional de otros compuestos vinílicamente
insaturados pueden ser endurecidos tanto bajo radiación rica en
energía, preferentemente, luz UV, como así también radicalmente, a
temperatura ambiente, con combinaciones conocidas de peróxidos y
coiniciadores, por ejemplo, sales de metales pesados, así como
térmicamente, con iniciadores generadores de radicales por vía
térmica, con peróxidos, azoiniciadores o compuestos
C-C-labiles. También es posible
utilizar una combinación libre de los métodos mencionados para el
endurecimiento. Preferentemente, son endurecidos, primero, con luz
UV, en la superficie y luego son endurecidos por completo con
sustancias que generan radicales por vía térmica, mediante
calentamiento. Además, es importante un procedimiento en el cual
los materiales aislantes, por ejemplo, en el caso de devanados
eléctricos, primero son endurecidos en el interior de los
componentes, mediante calor de corriente y luego, las superficies,
eventualmente insuficientemente endurecidas, son reticuladas
posteriormente con luz UV.
Para la configuración de los materiales de
impregnación, sellado y revestimiento por utilizar acorde a la
invención, debemos detallar aún lo siguiente:
Se trata de poliésteres con unidades
estructurales de la fórmula general (I) y/o (II), que porta
agrupamientos de las fórmulas (III) y/o (IV).
Son muy fáciles de obtener los aductos de
anhídrido de ácido maleico y agua en DCPD de las fórmulas (V) y
(VI), que también son incorporados en la utilización conjunta acorde
a la invención de poliésteres insaturados para la conformación de
los materiales.
Además, el dihidrodiciclopentadienol de la
fórmula (VII) se puede adquirir y puede ser utilizado en la
conformación de los poliésteres, por lo cual también se pueden
incorporar las estructuras de las fórmulas (I) y (II) y obtenerse
poliésteres saturados.
La conformación de las resinas poliéster por
utilizar acorde a la invención puede llevarse a cabo según el
estado actual de la técnica conocido para la obtención de
poliésteres, en general, a través de policondensación de compuestos
hidroxilo polifuncionales con ácidos polifuncionales o sus
anhídridos a temperaturas elevadas. Además, frecuentemente es
ventajoso partir de ésteres de aquellas sustancias y obtener los
poliésteres a través de la transesterificación a temperaturas
elevadas, porque tales transesterificaciones en algunos casos se
llevan a cabo de manera más simple y rápida que la esterificación
directa. Además, a través de la utilización adicional de aminas
polifuncionales también pueden obtenerse poliésteres con estructuras
amida. La utilización adicional de materiales de aplicación
monofuncionales también es posible, por ejemplo, para regular el
peso molecular. Los siguientes materiales de aplicación no limitan
la invención a los mismos, sino que son meros ejemplos para aclarar
la invención.
Los materiales de aplicación adecuados son
ácidos di, tri y tetracarboxílicos, por ejemplo, ácido adipínico,
ácido subérico, isómeros de ácido ftálico, ácido tetrahidroftálico,
ácido endometilenotetrahidroftálico, ácido hexatetrahidroftálico,
ácido fumárico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido citracónico,
ácido trimelítico, acido piromelítico, dioles, como etilenglicol,
polietilenglicoles, polipropilenglicol, polipolipropilenglicoles,
isómeros de butandiol, hexandiol, neopentilglicol, trioles y
polioles, como trimetilolpropano, glicerina, pentaeritrito,
asimismo, bisfenol A, bisfenol A hidrogenado, polímeros
polifuncionales OH, como polibutadienos de grupo hidroxilo
modificado o prepolímeros de poliuretano de grupo hidroxilo
modificado, resinas epoxi, sustancias naturales polifuncionales o
sus productos secuenciales, como ácido graso de aceite de linaza,
ácidos grasos de aceite de linaza dímero o polímero, aceite de
ricino y ácido graso de aceite de ricino.
Además, también es posible la incorporación de
estructuras amida e imida acorde a las memorias DE 15 700 273 y DE
17 200 323 en resinas poliéster. Tales amidas poliéster o
poliésterimidas pueden cumplir mejora los requerimientos
especiales, por ejemplo, respecto de la resistencia al calor, en
comparación con los poliésteres puros.
La incorporación de las estructuras de las
fórmulas (I) y (II) puede llevarse a cabo, preferentemente, a través
de la utilización de ésteres ácidos según las fórmulas (III) a (VI)
en la policondensación.
Las mezclas oligo-DCPC se
obtienen de manera conocida mediante la policicloadición de
ciclopentadieno, bajo presión, a temperaturas de entre 170ºC y
300ºC. Éstas pueden ser preparadas de manera destilativa o
directamente con, por ejemplo, anhídrido de ácido maleico y agua
para obtener sustancias de la fórmula (VI).
Además, es posible obtener poliésteres con un
excedente de ácido y convertirlos luego con DCPD. Para una mayor
conversión, a su vez, es necesaria la utilización de catalizadores,
por ejemplo, trifluoruro de boro eterato.
A temperaturas y presión mayores también se
forman, a su vez, las estructuras oligo-DCPD.
Si en esta conversión los poliésteres contienen
dobles enlaces en la cadena polímera, por ejemplo, como ácido
maleico o ácido fumárico, se producen, a través del injerto con
ciclopentadieno, las estructuras de ácido
endometilenotetrahidroftálico de la fórmula (VIII).
La conformación de los poliésteres en el marco
de la presente invención, con requisitos especiales, por ejemplo,
para la dureza, elasticidad, viscosidad, punto de reblandecimiento,
se lleva a cabo según las reglas conocidas por el especialista. El
especialista conoce, por ejemplo, el procedimiento para variar la
elasticidad de resinas poliéster endurecidas a través de la
longitud de cadena de los polioles o ácidos policarboxílicos, por
ejemplo, las resinas poliéster conformadas con hexandiol o ácido
adipínico, son más flexibles que aquellas a base de ácido ftálico y
etilenglicol. Además, es conocido por el especialista el control de
las características utilizando adicionalmente sustancias
polifuncionales, que generan la ramificación en las moléculas de
poliéster, como el ácido trimelítico o trimetilolpropano.
Dado que los grupos de las fórmulas (I) y (II)
determinan esencialmente la reactividad y, en general, son grupos
terminales, la reactividad durante la conformación de poliésteres de
alto peso molecular es cada vez más reducida. Un aspecto especial
de la presente invención es, por ello, la utilización adicional de
alcoholes monofuncionales o compuestos hidroxi polifuncionales con
más de dos grupos hidroxilo por molécula, esterificados completa o
parcialmente con los ácidos monocarboxílicos de las fórmulas (V) y
(VI), pero también pueden estar parcialmente esterificadas o
eterificadas con otras sustancias. Estas sustancias portan varias
veces el grupo reactivo de las fórmulas (I) o (II) y contienen
dicho grupo en una concentración molar elevada, por ejemplo, en el
caso de monoésteres, alcoholes bajos o dioles. Por ello son
reticuladores altamente reactivos, a partir de los cuales, están
conformados, eventualmente, de manera exclusiva, los materiales de
impregnación, sellado y revestimiento, que, sin embargo,
preferentemente, se encuentran proporcionalmente en las resinas
poliéster usuales lineales o de baja densidad de ramificado.
Un aspecto especial de la presente invención es
la utilización adicional de dichas sustancias que, en parte, son
líquidos de baja viscosidad con un punto de ebullición muy elevado,
a modo de diluyentes reactivos para la regulación acorde a la
invención de los rangos de fundición y viscosidad ya definidos
anteriormente.
De este modo, para la presente invención es
posible utilizar poliésteres con una viscosidad de fundición
relativamente elevada y un punto de reblandecimiento elevado y
regular la baja viscosidad de fundición deseada y el bajo punto de
reblandecimiento deseado agregando dichas sustancias. Dichas
sustancias representan entonces especialmente los diluyentes
reactivos adaptados a los sistemas acordes a la invención, sin las
desventajas de los diluyente reactivos insaturados etilénicamente
conocidos, por ejemplo, estireno.
Como sustancias de este tipo mencionaremos, a
modo de ejemplo, los ésteres de sustancias de las formulas (V) y
(VI) con mono y polialcoholes como butanol, hexanol, butandiol,
hexandiol, monoalquiléter de polietilenglicol, monoalquiléter de
polipropilenglicol, trimetilolpropano, pentaeritrito o compuestos
hidroxilo de funcionalidad aún mayor. También son de especial
importancia los ésteres de productos de etoxilación y propoxilación
de tales compuestos hidroxilo de funcionalidad mayor así como
poliésterpolioles y poliéterpolioles del tipo de óxido de
polietileno, óxido de polipropileno, politetrahidrofurano y
policaprolactona. Las últimas sustancias mencionadas son,
predominantemente, líquidos de baja viscosidad.
A través del tipo de agente de alcoxilación y el
grado de alcoxilación también se pueden controlar las
características de los productos finales, por ejemplo, dureza,
hidrofilia y elasticidad. Dichos polioles también pueden estar
esterificados sólo parcialmente con sustancias de las fórmulas (V) y
(VI), asimismo, los grupos hidroxilo restantes o bien quedan libres
o pueden estar esterificados o eterificados o convertidos con otras
sustancias reactivas con los grupos hidroxilo. Para ello se pueden
utilizar, por ejemplo, isocianatos o epóxidos. Además, son
importantes los aceites naturales que contienen grupos hidroxilo,
por ejemplo, aceite de ricino.
Es fundamental para la utilización acorde a la
invención la regulación de la temperatura de reblandecimiento y la
viscosidad de fundición de los materiales utilizando dichas
sustancias. De este modo, y debido a la especial reactividad de las
estructuras de DCPD de los poliésteres se hace posible facilitar
sustancias catalizadas para estar listas para la reacción, que
pueden ser reguladas sin utilizar los diluyentes conocidos como
estireno, viniltolueno, \alpha-metilestireno,
aliléster, (met)acriléster, o bien, ya a temperatura
ambiente, en forma líquida o mediante calentamiento, alcanzando la
viscosidad adaptada a la aplicación respectiva.
Las mezclas de sustancias que cumplen con estos
requisitos son resinas líquidas o sólidas, duras o blandas, con
rangos de reblandecimiento, acorde a DIN 53180, inferiores a 130ºC,
preferentemente, inferiores a 90ºC, de modo especialmente preferido,
inferiores a 40ºC, con una viscosidad inferior a 100000 mPas a
100ºC, preferentemente, inferior a 30000 mPas a 75ºC, de modo
especialmente preferido, inferior a 5000 mPas a 50ºC y, asimismo,
presentan una viscosidad estable, al menos, durante 24 horas, a una
temperatura en la cual presentan una viscosidad de, como máximo,
1000 mPas, preferentemente, como máximo, 2000 mPas.
La regulación de dichos valores límite
decisivamente ventajosos para la utilización acorde a la invención
es posible gracias a la utilización de las sustancias mencionadas,
productos de esterificación de compuestos de la fórmula (V) y/o
(VI) con alcoholes monofuncionales, alcoholes polifuncionales, sus
productos de alcoxilación, poliéterpolioles, poliésterpolioles,
como óxido de polietileno, óxido de polipropileno,
politetrahidrofurano y/o policaprolactona.
Preferentemente, dichas sustancias que regulan
la reactividad y la viscosidad se obtienen por separado y luego son
mezcladas con poliésteres, catalizadores, colorantes, pigmentos,
material de sellado y otras sustancia auxiliares hasta obtener
materiales listos para su uso, de almacenamiento estable. Pero
también es posible, en muchos casos, obtener in situ y
mediante la correspondiente regulación de las relaciones
estequiométricas, dichas sustancias que regulan la reactividad y la
viscosidad, durante la obtención del poliéster.
Las resinas poliéster por utilizar, acorde a la
invención, pueden ser endurecidas térmicamente tras la adición de
sustancias que forman radicales durante el calentamiento. Los
formadores de radicales son, por ejemplo, peróxidos, azocompuestos,
azidas y sustancias C-C-lábiles. Una
notable aceleración del endurecimiento o reducción de la
temperatura de endurecimiento es posible con los coiniciadores
metálicos como compuestos de cobalto, manganeso, hierro, níquel o
plomo. Las resinas poliéster por utilizar acorde a la invención
presentan, en presencia de iniciadores UV del tipo de los
\alpha-disociadores (tipo Norrish 1) o los
sistemas H-donante/aceptor (tipo Norrish 2), una
sensibilidad elevada a los rayos UV.
Un tipo preferido de incorporación de grupos
H-aceptor es la utilización adicional de compuestos
condensados de fenona, por ejemplo, hidroxibenzofenona o
bis-hidroxi-benzofenona o ácidos
tetracarboxílicos de benzofenona en la policondensación de resinas
poliéster.
Las proporciones y porcentajes mencionados en
los siguientes ejemplos son, salvo que se indique lo contrario,
proporciones en peso o porcentajes en peso.
En un matraz de agitación con calefacción y
dispositivo de destilación se pesaron:
- 317,1 g de dihidrociclopentadienol (2,1 moles)
- 292,3 g de ácido adipínico (2,0 moles)
- 101,3 g de 1,6-hexandiol (1,0 moles) y
- 0,7 g de de dilaurato de dibutilestaño (DBTL)
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 120ºC. Luego, dentro de 4 horas, la temperatura se
elevó paulatinamente a 190ºC y el agua de condensación obtenida se
extrajo por destilación.
Se obtuvo una resina con un índice de acidez de
11 y viscosidades de 1540 mPas a 25ºC y 260 mPas a 50ºC.
En un matraz de agitación con calefacción y
condensador de reflujo se pesaron:
- 661,10 g de diciclopentadieno (5,0 moles) y
- 490,30 g de anhídrido de ácido maleico (5,0 moles)
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 125ºC y entonces, se agregaron a través de un embudo
de goteo en el lapso de una hora:
- 95,00 g de agua (5,0 moles + 5 g)
Se dejó reaccionar a 125ºC durante una hora. Se
formó un ácido monocarboxílico de la fórmula (V). El contenido del
matraz se refrigeró a 70ºC. Luego se agregaron:
- 245,15 g de anhídrido de ácido maleico (2,5 moles)
- 557,15 g de 1,6-hexandiol (5,5 moles)
- 4,00 g de dilaurato de dibutilestaño (DBTL) y
- 0,50 g de hidroquinona
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 120ºC. Luego, dentro de 6 horas, la temperatura se
elevó paulatinamente a 190ºC y el agua de condensación obtenida se
extrajo por destilación.
Se obtuvo una resina de elevada viscosidad, con
un índice de acidez de 18 y viscosidades de 7840 mPas a 50ºC y 2016
mPas a 75ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
En un matraz de agitación con calefacción y
condensador de reflujo se pesaron:
- 1586,52 g de diciclopentadieno (12,0 moles) y
- 1176,72 g de anhídrido de ácido maleico (12,0 moles)
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 125ºC y entonces, se agregaron a través de un embudo
de goteo en el lapso de una hora:
- 226,00 g de agua (12,0 moles + 10 g)
Se dejó reaccionar a 125ºC durante una hora. Se
formó un ácido monocarboxílico de la fórmula (V).
El contenido del matraz se refrigeró a 70ºC.
Luego se agregaron:
- 715,00 g de 1,6-hexandiol (6,05 moles)
- 4,00 g de dilaurato de dibutilestaño (DBTL) y
- 0,50 g de hidroquinona
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 120ºC. Luego, dentro de 6 horas, la temperatura se
elevó paulatinamente a 190ºC y el agua de condensación obtenida se
extrajo por destilación.
Se obtuvo una resina blanda, con un índice de
acidez de 24 y viscosidades de 3650 mPas a 50ºC y 944 mPas a
75ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
En un matraz de agitación con calefacción y
condensador de reflujo se pesaron:
- 661,10 g de diciclopentadieno (5,0 moles) y
- 490,30 g de anhídrido de ácido maleico (5,0 moles)
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 125ºC y entonces, se agregaron a través de un embudo
de goteo en el lapso de una hora:
- 95,00 g de agua (5,0 moles + 5 g)
Se dejó reaccionar a 125ºC durante una hora. Se
formó un ácido monocarboxílico de la fórmula (V).
El contenido del matraz se refrigeró a 70ºC.
Luego se agregaron:
- 1859,00 g de TP 200 (equivalente a 5,5 moles-OH)
- (TP 200 es un producto de etoxilación de un mol de trimetilolpropano y 20 moles de óxido de etileno)
- 3,00 g de dilaurato de dibutilestaño (DBTL) y
- 0,30 g de hidroquinona
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 120ºC. Luego, dentro de 6 horas, la temperatura se
elevó paulatinamente a 190ºC y el agua de condensación obtenida se
extrajo por destilación. Se obtuvo una resina líquida de elevada
viscosidad con un índice de acidez de 21 y viscosidades de 9340 mPas
a 25ºC y 1560 mPas a 75ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
En un matraz de agitación con calefacción y
condensador de reflujo se pesaron:
- 661,10 g de diciclopentadieno (5,0 moles) y
- 490,30 g de anhídrido de ácido maleico (5,0 moles)
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 125ºC y entonces, se agregaron a través de un embudo
de goteo en el lapso de una hora: 95,00 g de agua (5,0 moles + 5
g)
Se dejó reaccionar a 125ºC durante una hora. Se
formó un ácido monocarboxílico de la fórmula (V).
El contenido del matraz se refrigeró a 70ºC.
Luego se agregaron:
- 683,40 g de dietilenglicolmonoetiléteres (5,1 moles)
- 4,00 g de dilaurato de dibutilestaño (DBTL) y
- 0,50 g de hidroquinona
Bajo una corriente suave de nitrógeno se calentó
rápidamente a 120ºC. Luego, dentro de 6 horas, la temperatura se
elevó paulatinamente a 190ºC y el agua de condensación obtenida se
extrajo por destilación.
Se obtuvo una resina blanda, de baja viscosidad
con un índice de acidez de 32 y viscosidades de 290 mPas a 25ºC y
134 mPas a 50ºC.
Evaluación de la dureza de los productos
obtenidos acordes a los ejemplos 1 a 5
Los productos obtenidos acorde a los ejemplos 1
a 4 se calentaron a 40ºC para una mejor agitación y se mezclaron en
una relación de 70:30 con el producto obtenido acorde al ejemplo 5.
Luego se agregaron 4% de t.-butilperbenzoato y 3% benzofenona, en
relación a la cantidad total.
Estas mezclas presentan una buena fluidez a
temperatura ambiente y a 40ºC presentaban las siguientes
viscosidades:
- Ejemplo 1 + ejemplo 5: 480 mPas.
- Ejemplo 2 + ejemplo 5: 2090 mPas.
- Ejemplo 3 + ejemplo 5: 1160 mPas.
- Ejemplo 4 + ejemplo 5: 880 mPas.
De estas mezclas se ha vertido en una cubierta
profunda de chapa, respectivamente, una cantidad suficiente para
alcanzar aproximadamente 2 cm de nivel, la cubierta de chapa es
expuesta, sobre una placa calentadora a 50ºC, a la radiación de una
lámpara de vapor de mercurio a alta presión con una energía de 80
mW/cm^{2} durante 60 segundos, se forma asimismo, una piel
ligeramente pegajosa de, aproximadamente, 0,5 mm de grosor, debajo
de la cual el material principal aún está líquido. La cubierta de
chapa fue templada en un horno a 140ºC durante 4 horas. Tras la
refrigeración se obtuvieron bloques de resina completamente
endurecidos de manera compacta.
Las muestras de las mezclas catalizadas listas
para su uso fueron almacenadas a 40ºC durante 48 horas. Tras lo
cual no se modificó ni su viscosidad ni su comportamiento de
dureza.
Otras muestras de las mezclas fueron mezcladas
con 4% de peróxido de metilisobutilcetona, 2% de octoato de cobalto
(al 1% en tolueno) y 3% de benzofenona. De estas mezclas se ha
vertido una cantidad respectiva de modo tal que se ha cubierto en
una cubierta de chapa hasta alcanzar los 2 cm. de nivel. La cubierta
de chapa fue sometida, a temperatura ambiente, con 80 mW/cm^{2},
a la radiación de una lámpara de vapor de mercurio a alta presión
durante 60 segundos. Se formó una piel ligeramente pegajosa de,
aproximadamente, 0,5 mm de grosor, debajo de la cual el material
principal aún está líquido. La cubierta de chapa se almacenó a
temperatura ambiente (aproximadamente, a 25ºC). Tras 24 horas, se
obtuvieron bloques de resina completamente endurecidos de manera
compacta. Los restos no expuestos a la radiación han endurecidos
tras 48 horas. Estas pruebas demuestran la posibilidad de
endurecimiento en frío de las sustancias acordes a la invención.
Claims (4)
1. Material de impregnación, sellado y
revestimiento para componentes electrotécnicos y electrónicos y para
materiales portantes para aislantes planos, que contiene
- a)
- resinas poliéster insaturadas, asimismo, resinas poliéster insaturadas se pueden obtener por policondensación de los compuestos de las fórmulas (V)y/o (VI)
- con compuestos hidroxilados polifuncionales y ácidos polifuncionales y/o sus anhídridos, a temperaturas elevadas, y
- b)
- opcionalmente, ésteres monómeros de mono o polialcoholes con compuestos de las fórmulas (V) y/o (VI) como diluyentes reactivos, y ningún monómero vinílicamente insaturado adicional.
2. Material de impregnación, sellado y
revestimiento para componentes electrotécnicos y electrónicos y para
aislantes acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque
los ácidos polifuncionales están seleccionados entre el grupo
conformado por ácidos di, tri y tetracarboxílicos.
3. Material de impregnación, sellado y
revestimiento para componentes electrotécnicos y electrónicos y para
material portante para aislantes planos, acorde a una de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los compuestos
hidroxilados están seleccionados entre el grupo conformado por
dioles, trioles y polioles.
4. Utilización de los compuestos, como se
definen en una de las reivindicaciones 1 a 3, a modo de material de
impregnación, sellado y revestimiento para componentes
electrotécnicos y electrónicos y para material portante para
aislantes planos.
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