MXPA06014634A - Cinta de mica que tiene contenido maximizado de mica. - Google Patents

Abstract

Un material aislante electrico que conforme a la invencion esta compuesto de capas de fibra de vidrio con una capa de mica dispuesta en el mismo. La capa de fibra de vidrio incluye hilo torcido libre de vidrio. Puede ser una tela de vidrio tejido. El material es particularmente apropiado para aislar conductores electricos tales como los cables adecuados para ser usados en ambientes de alta temperatura, y embobinados para ser usados en motores y generadores electricos de alto voltaje.

Description

CINTA DE MICA QUE TIENE CONTENIDO MAXIMIZADO DE MICA REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud solicita la prioridad de la solicitud provisional de Estados Unidos número de serie 60/580,489, presentada el 16 de junio de 2004, cuyo contenido total se incorpora en el presente por referencia. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los conductores eléctricos de aislamiento en aparatos eléctricos han sido sometidos a mejoras importantes desde el desarrollo de las primeras máquinas en el siglo diecinueve. Conforme se hicieron demandas para suministrar máquinas más grandes y más eficientes para aplicación industrial y comercial, los sistemas de aislamiento empleados por los diseñadores evolucionaron para proporcionar más fuerza de resistencia y aún así ocupar menos espacio en la máquina. Debe recordarse que la mayoría de las máquinas eléctricas están hechas de un material eléctricamente conductor, un material magnético y un sistema de aislamiento. Básicamente, el material magnético y el material conductor eléctrico son los dos materiales activos que determinan el funcionamiento de la máquina y la capacidad de producción y el aislamiento solamente está presente para garantizar que la electricidad fluye sólo en trayectorias predeterminadas. De ese modo, el aislamiento necesario debe ocupar un mínimo de espacio y aún así proporcionar el aislamiento necesario entre los conductores eléctricos adyacentes y entre los conductores y cualquier material adyacente que se encuentran en conexión a tierra potencial. En el pasado, las máquinas eléctricas han usado tradicionalmente barniz, compuestos de esmalte o envoltura de vidrio para cubrir conductores individuales que suministren el torón primario requerido o aislamiento "de espira a espira" para conductores individuales . En máquinas giratorias especialmente, los conductores anteriores están rebobinados en bobinas, y cada bobina se proporciona con un segundo medio de aislamiento, y este aislamiento tiene la forma de una cinta aislante o una cubierta envuelta alrededor del grupo de conductores individuales que han sido formados de una manera predeterminada para conformar una bobina. Los barnices que funcionan satisfactoriamente en las primeras máquinas de voltaje más bajo gradualmente fueron superadas por esmaltes y más recientemente por materiales poliméricos tales como poliésteres, poliesteramidas, poliesteramideimidas y poliimidas por mencionar sólo unos cuantos recubrimientos de conductores comercialmente disponibles. El aislamiento de bobina ha evolucionado de la cinta de algodón envuelta en capas en forma de modo solapado para proporcionar el aislamiento necesario a un aislamiento asfáltico que comprende bobinas solapadas con una cinta recubierta con un compuesto de base de petróleo que posteriormente se recubrió con una capa de laminillas de mica. Las laminillas de mica proporcionaban una resistencia de aislamiento a fenómenos generalmente conocidos como "corona" que tiende hacer más problemático cuando los niveles de voltaje de operación de las máquinas giratorias se incrementaban. Gradualmente, las cintas de fibra de vidrio llegaron a ser usadas como portador transportador de las laminillas de mica y un hospedante de materiales poliméricos se utilizó para proporcionar las fuerzas adhesivas necesarias para mantener las laminillas de mica en su lugar sobre la cinta. Estas comúnmente se conocen como cintas de mica. En un proceso se rebobina la bobina a través de técnicas convencionales de devanado imbricado indicado y posteriormente se le coloca en un dispositivo conformador de bobinas. Un proceso de impregnación de presión al vacío (VPI) se emplea para impregnar la bobina encintada con un material de aislamiento adecuado tal como material polimérico no curado para llenar todos los espacios e intersticios en el aislamiento solapado, y la bobina se calienta para endurecer la bobina y el aislamiento compuestos a través de un proceso de polimerización. Un proceso alternativo para aislar las bobinas de las máquinas eléctricas es rebobinar la bobina o los torones con una cinta estratificada que literalmente se ha cubierto con una resina polimérica de etapa "B" de modo convencional de superposición, hasta haber aplicado el número deseado de vueltas a la bobina o el tocón y después aplicar calor y presión a una temperatura con límites desde aproximadamente 160 °C a aproximadamente 180 °C a la bobina o el tocón para conducir el material polimérico o solidificación. Durante la operación de calentamiento y compresión, la viscosidad del material polimérico de etapa "B" cae inicialmente y el exceso de resina es comprimido a partir de la bobina por la prensa empleada para dar a la bobina su forma final . La cinta de mica difiere en composición de acuerdo con lo cual se usa el proceso de fabricar la bobina aislada. Para procesos de VPI, las cintas que tienen contenido de resina relativamente bajo se utilizan. Las cintas son cintas secas, flexibles y no adhesivas y se distinguen por excepcional capacidad de absorción. En consecuencia se utilizan para máquinas de alto voltaje (hasta 1000 MVA) . Para preparar las cintas que son capaces de ser impregnadas, un papel de mica se impregna con una resina epóxica en medio solvente y después se combina con un soporte. Alternativamente, una resina sólida puede ser empolvada ya sea en una lámina de mica o directamente en el soporte, y después los dos compuestos se pueden laminar juntos bajo presión y calor. El contenido de resina típicamente está entre 3% y 25%, con base en el peso total de la cinta. Para proceso no VPI, las cintas se elaboran típicamente de papel de mica que se impregna en una cantidad con resina epóxica. El contenido de resina normalmente se encuentra entre 25% y 50% con relación al peso total de la cinta. Durante la fabricación, la resina epóxica se endurece parcialmente al estado B. En generadores de alto voltaje, como aquellos que se utilizan para generar electricidad, o motores de gran tensión, los requisitos cada vez más demandantes para el voltaje de resistencia de cualquier material determinado para el aislamiento están dando pauta a un aumento en el espesor del aislamiento y en el número de capas bobinadas. Sin embargo, conforme el espesor aumenta, la transferencia de calor entre el bobinado y el núcleo de estator laminado se deteriora al mismo tiempo, y esto conduce a problemas en la disipación de pérdidas de calor. Además, para cualquier geometría de estator determinada, el devanado debe diseñarse con una sección transversal de conductor más pequeño, resultando así en una reducción de la energía generada. Consecuencia, un objeto de la invención es proporcionar un material aislante mejorado que tenga tanto utilización dieléctrica mejorada (voltaje no disruptivo) y utilización térmica mejorada (resistencia al calor) . SUMARIO DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto inesperadamente que un compuesto de mica/ fibra de vidrio con base en una capa de fibra de vidrio compuesta de hilado no torcido ha mejorado las propiedades aislantes cuando se usa en máquinas eléctricas grandes o para aislar alambre a temperatura muy alta. En un aspecto, entonces, la presente invención trata de un material electroaislante que incluye una capa de fibra de vidrio y una capa de mica colocada sobre la misma, donde la tela de fibra de vidrio comprende un hilado no torcido. DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente invención trata de un material electroaislante que incluye una capa de fibra de vidrio y una capa de mica colocada sobre la capa de fibra de vidrio y la capa de fibra de vidrio está compuesta de un hilado no torcido. La capa de fibra de vidrio puede ser una tela de fibra de vidrio, especialmente una tela tejida o puede ser una capa de filamentos o hilos de fibra de vidrio paralelos. En una forma de realización preferida, el material electroaislante es una cinta de mica. Las fibras de vidrio para uso en el material aislante eléctrico de la presente invención se componen de fibra de vidrio sin torsión, también denominado no torcido o con cero torcido, hilado, como se describe en la Patente de Estados Unidos No. 6,581,257, para Burton y colaboradores, todo el contenido del cual se incorpora en el presente por referencia. La patente divulga un proceso para fabricar un plegador de urdimbre de torones no torcidos. En proceso convencional que produce hilo trenzado, el sujetador del paquete de hilo se fija de manera que el hilo gira alrededor del exterior o la circunferencia interior del paquete, y una torcedura se imparte al hilado. En el proceso de la patente de Burton, el paquete de hilado es girado a la velocidad en línea de la operación. El hilado se desenrolla de manera que el manojo de hilado no gire ni imparta un torcido al hilado. Este hilado se puede utilizar para tejer una tela que es más gruesa y más fuerte, al mismo tiempo que se producen productos con propiedades eléctricas y térmicas mejoradas en comparación con las telas de fibra de vidrio convencionales compuestas de hilados trenzados. El hilado sin torsión se parece al listón, más que a una cuerda, en lo que respecta a hilados trenzados convencionales, y produce una tela más plana y más gruesa con superficie suave. Las fibras que conforman el hilado tienen típicamente sólo unas 5 mieras de diámetro. El proceso para elaborar una tela a partir de hilado sin torsión también es diferente de los procesos convencionales para tejer hilo de fibra de vidrio en que el terminado del final de la tela puede aplicarse cuando las fibras son desenrolladas del paquete. Esto da como resultado una tela más limpia que es por lo menos tan resistente que en las telas hechas de hilado convencional . La capa de fibra de vidrio es típicamente una tela de fibra de vidrio tejida, aunque se pueden usar telas no tejidas cuando la tela es suficientemente resistente y delgada. Los filamentos o torones compuestos de hilado sin torsión también se pueden usar en la capa de fibra de vidrio, en este caso, el material aislante eléctrico de la presente invención es una cinta de mica de tipo filamentos. Una tela tejida que es en particular adecuada para usar en los materiales aislantes eléctricos de la presente invención se puede obtener de Dielectric Solutions, East Butler, bajo el nombre de marca GlasFab® como el estilo de tela 1297 ó 1299. Materiales electroaislantes y en particular las cintas de micas, compuestos de hilados de fibra de vidrio sin torsión ofrecen importantes ventajas que no se obtienen fácilmente con los hilados trenzados tradicionales. En especial en aislamiento para devanados de motores eléctricos y alambres de alta temperatura y gran voltaje para uso en ambientes de gran temperatura. Estas ventajas incluyen contenido mayor de mica en la cinta con el mismo espesor de las cintas convencionales, o un aislamiento más delgado para el mismo contenido de mica, gran resistencia a la tracción, menor contenido de resina y límite de fatiga mejorado al voltaje. Los hilados no torcidos son más planos que los hilados torcidos cuando se teje en una tela y la tela es más delgada que una tela compuesta de hilados trenzados. Esto significa que para un espesor final determinado de un compuesto de tela de fibra de vidrio /papel de mica típico, se puede agregar más papel de mica a la construcción. Debido a que es el papel de mica el que proporciona las características deseadas del compuesto aislante, puede ser conveniente aumentar sustancialmente el contenido de mica. Por ejemplo, una construcción típica sería 2 milipulgadas de tela de fibra de vidrio y 3 milipulgadas de papel de mica. Al utilizar la tela compuesta de hilado no trenzado, la misma construcción se puede rediseñar para una tela de 1.2 milipulgadas y 3.8 milipulgadas de papel de mica. Este es un incremento de 27% de contenido de mica. Otra forma de ver esto es evaluar las proporciones de mica para fibra de vidrio. En el primer ejemplo, la proporción de mica para fibra de vidrio es 1.5 en comparación con 3.2 para el ejemplo de hilado plano. Tal aumento del componente primario de aislamiento puede permitir que los fabricantes de motores y generadores incrementen la tensión sobre el aislamiento y que agreguen más cobre en el diseño. Para un tamaño de máquina determinado, se puede permitir más salida de potencia. En otros casos, puede ser conveniente reducir el espesor del aislamiento. El aislamiento de pared más delgado en las bobinas de un generador puede mejorar la conductividad térmica y permitir que la unidad opere en un estado más frío, lo que se puede traducir en una vida de operación mejorada.

Resustituir una tela de fibra de vidrio es típica con un compuesta de hilado no torcido, un material aislante más delgado puede ser producido, sin sacrificar las propiedades mecánicas o eléctricas, en particular de la resistencia a la tracción. Los filamentos no torcidos no se cortan unos con otros en el cruzamiento del dibujo y por lo tanto una tela más delgada tiene típicamente mayor resistencia a la tracción que una tela del mismo espesor y que está compuesta de hilos trenzados. En la forma compuesta, esto significa que la proporción mejorada de mica para fibra de vidrio no se lleva a cabo sacrificando la resistencia a la tracción, según sería el caso para las telas de fibra de vidrio con base en hilado redondo tradicional. Esto es importante en que los compuestos de fibra de vidrio de papel de mica requieren mayor tracción para uso final de parte del cliente. Los filamentos no torcidos proporcionan un área superficial considerablemente mayor para unir la tela al papel de mica de lo que lo permite la tela con base en hilado tranzado. La unión en la interconexión entre la tela de fibra de vidrio y el papel de mica con frecuencia es un punto de defecto durante la aplicación del cliente. Por lo tanto se intenta maximizar esta unión de interconexión. La geometría natural del hilado no torcido en la tela produce una unión considerablemente mejorada en las telas que tienen como base hilado trenzado. El contenido total de resina que se utiliza en el material electroaislante de acuerdo con la presente invención para el papel de mica es típicamente menor que en los materiales convencionales, debido a que el volumen de la capa de fibra de vidrio es inferior. Esto puede dar como resultado una reducción de costos. Además, una reducción en el volumen orgánico típicamente se traduce en funcionamiento de límite de fatiga mejorado de voltaje de este aislamiento y mejor conductividad térmica del aislamiento. Para el material electroaislante de la presente invención, una capa de mica típicamente se lamina con la capa de fibra de vidrio por medio de por lo menos una resina polimérica, y comúnmente dos o más resinas se utilizan para unir la capa de mica a la tela de fibra de vidrio. La resina polimérica puede ser una resina termoestable, en particular una resina epóxica. En una forma de realización preferida, la capa de mica y la tela de fibra de vidrio son cada una impregnadas con una resina epóxica portadora de solvente de diferente peso molecular y después son unidas entre sí. La capa de mica del material electroaislante de la presente invención tiene típicamente la forma de papel de mica, aunque las laminillas de mica, el papel lamelar u hojuelas de mica también se pueden usar. La mica Moscovita o flogopita son las que comúnmente se obtienen y usan. La flogopita tiene propiedades térmicas superiores y coeficiente de expansión térmica. El papel de mica puede ser un papel de mica calcinado o papel desintegrado - integrado en agua (no calcinado) . Un proceso de fabricación típico para el papel calcinado es el siguiente: Primero, un mineral micáceo se calcina a, por ejemplo 700-1000°C, para remover materias extrañas y se tritura en piezas de tamaño predeterminado. Después se aplica agua a chorro a las piezas de mica, produciendo así finas partículas de mica. La mezcla se combina en agua, conduciendo a una dispersión de mica. Después de lo cual, la dispersión se somete a un proceso de elaboración de papel para hacer un papel en un paño y se seca para obtener un papel de mica. El espesor de la capa de mica es el material electroaislante de la presente invención que típicamente varía de aproximadamente 2 milipulgadas (50 µm) a aproximadamente 10 milipulgadas (250 µm) , de preferencia aproximadamente 2 milipulgadas a aproximadamente 6 milipulgadas (150 µm) para usarla en envolver las bobinas y medias varillas donde el compuesto actúa como el aislante de conexión a tierra principal. Para envolver en cinta conductores individuales, una cinta delgada es conveniente en dichas aplicaciones, el espesor de la capa de mica varía típicamente desde aproximadamente 0.5 milipulgadas (12 µm) a aproximadamente 10 milipulgadas, de preferencia aproximadamente 1 milipulgada a aproximadamente 4 milipulgadas (100 µm) y de mayor preferencia desde aproximadamente 1 milipulgada a aproximadamente 3 milipulgadas. El espesor de la fibra de vidrio varía típicamente de aproximadamente 0.5 milipulgadas a aproximadamente 10 milipulgadas, de preferencia aproximadamente 0.8 (20 µm) a aproximadamente 5 milipulgadas (125 µm) . Las resinas para uso en la elaboración de material electroaislante de la presente invención se eligen de acuerdo con los criterios de rendimiento requeridos para uso final, incluyendo las propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas de la resina. Por ejemplo, IEEE 275 estipula un procedimiento para evaluar las propiedades mecánicas eléctricas de laminados bajo condiciones ter oenvejecimiento y tensión mecánica; otros procedimientos son conocidos en la técnica. Cualquier sistema de resina se puede usar siempre y cuando se elija utilizando un firme criterio de ingeniería. Los sistemas de resinas adecuados incluyen resinas epóxicas termoestables, especialmente resinas epóxicas fenólicas de novolac, resinas con base en butadieno, poliésteres, silicones, bismaleimidas y esteres de cianato. Ejemplos de resinas epóxicas adecuadas incluyen bis (3 , 4-epoxi-6-metil-ciclohexil metil) adipato, vinilciclohexano dióxido o esteres de glicidilo de resina epóxica de polifenoles tales como resina epóxica de bisfenol A diglicidil éter resina epóxica de fenol formaldehído novolac poliglicidil éter, novolac de cresol epóxico o mezclas de los mismos. El contenido de resina puede variar desde aproximadamente 3% a aproximadamente 25% por peso, preferiblemente de aproximadamente 5% a aproximadamente 18% por peso en cintas para uso en un proceso de VPI . Para procesos que requieren cintas que tienen un mayor contenido de resina, el contenido de resina típicamente varía desde aproximadamente 25% a aproximadamente 50% por peso, preferiblemente desde casi 27% a casi 45% por peso. En algunas formas de realización, el material electroaislante de la presente invención contiene además un compuesto o composición capaz de acelerar el endurecimiento de un sistema de resina de epoxia-anhídrido . Estos materiales se usan en procesos de VPI , donde las cintas de micas con acelerantes en los mismos son impregnados con una resina epóxica de VPI que contiene el anhídrido de ácido. El acelerante se encuentra en la cinta en una proporción estoiquiométrica con base en el anhídrido de la resina epóxica de VPI . Los acelerantes metálicos típicos incluyen naftanato de zinc, octoato de zinc, octoato de cobre, octoato de cromo y octoato estañoso. Aminas terciarias tales como tris (dimetilaminometil) fenol también son efectivas al igual que los imidazoles tales como etilmetilimidol . Los anhídridos en la resina pueden incluir: aducto de anhídrido maleico de metilciclopentadieno (anhídrido de metilo nádico) , anhídrido nádico, anhídrido hexahidroftálico, anhídrido dodecenil succínico, anhídrido oftálico y anhídrido piromelítico . El material electroaislante de la presente invención puede ser fabricado por cualquiera de los procesos convencionales conocidos en la técnica. Tales procesos se describen en las Patentes de Estados Unidos No. 4,704,322, de Estados Unidos 4,286,010 y de Estados Unidos 4,374,892, cuyo contenido se incorpora en el presente por referencia. Un proceso básico para la producción de una cinta de mica de acuerdo con la presente invención es impregnar el papel de mica y/o la tela de fibra de vidrio con una resina y laminar los dos. Una película polimérica como por ejemplo, un poliéster o poliimida, se pueden incluir en los materiales electroaislantes de la presente invención, normalmente en una o ambas superficies exteriores de la misma. Una estera polimérica también se puede usar, en lugar de o en adición a, la película polimérica. La estera polimérica se compone típicamente de una tela no tejida, en especial de una tela no tejida de poliéster, que tiene un espesor de aproximadamente 0.8 a 3 milipulgadas. La película o estera protege la mica de capa de daños durante la envoltura de cinta. Además, puede ser benéfico proporcionar protección contra deterioro de la corona del aislamiento de conductores individuales y de ese modo, se puede agregar un material resistente de corona a los materiales aislantes para algunas aplicaciones. La Patente de Estados Unidos No. 5,989,702 y las Patentes de Canadá 1,168,857, y 1,208,325 proporcionan ejemplos de la adición de diversos compuestos tales como partículas de tamaño de submicra de alúmina o sílice a composiciones poliméricas utilizadas para cubrir conductores individuales o a las películas poliméricas. KAPTON® CR de DuPont es un ejemplo de una película polimérica adecuada que contiene material resistente a la corona. La adición de las partículas de alúmina o sílice también pueden aumentar las características de transferencia de calor del aislamiento del conductor también. Un proceso para fabricar un conductor eléctrico aislado de acuerdo con la presente invención incluye envolver el conductor eléctrico dentro de un material electroaislante, como se describe anteriormente, en especial una cinta de mica y calentar el conductor envuelto para endurecer la resina. En particular, los conductores tales como bobinas para máquinas eléctricas giratorias pueden enrollarse a través de técnicas convencionales de devanado y colocarlo en un dispositivo formador de bobinas. Un proceso de VPI se puede emplear para impregnar la bobina envuelta en cinta con un material de aislamiento adecuado tal como una resina polimérica no endurecida para llenar los espacios e intersticios del aislamiento solapado. La bobina entonces se puede calentar para endurecer la bobina compuesta y el aislamiento a través de un proceso de polimerización. Otro proceso es enrollar la bobina con una cinta de mica en un modo solapado, hasta que se han aplicado el número de vueltas deseadas a la bobina o tocón, y después aplicar calor y presión a la bobina o el tocón para llevar el material polimérico a gelificación. Durante la operación de calentamiento y compresión, la viscosidad del material polimérico de etapa "B" en la cinta típicamente cae inicialmente y el exceso de resina es exprimido de la bobina por la prensa empleada para dar a la bobina su forma final . Para aislar alambres individuales utilizando papel de mica/ compuesto de tela de fibra de vidrio, se puede aprovechar la fibra de vidrio delgada para producir el aislamiento más delgado conveniente. De nuevo, para el mismo espacio permitido, el aislamiento más delgado permitirá más cobre, sin reducción de la cantidad de mica en el aislamiento, lo que se traduce en más salida de potencia. Además, debido a la gran resistencia a la tracción de la tela de fibra de vidrio la resistencia a la tracción del aislamiento compuesto es el mismo que el de la cinta de mica convencional, o incluso mayor, que se usa como aislamiento de cables. Las telas con base en hilado trenzado en compuesto de mica ocasionan rebordes firmes en los conductores envueltos. El hilado no torcido produce una envoltura más lisa y delgada. En el caso de alambre redondo aislado, la superficie lisa es conveniente cuando se moldea por inyección sobre el conductor. La capa extruida final en el cable puede ser más delgada y más lisa. Las resinas para uso en aislamiento de cables de alta temperatura se seleccionan para que funcionen bajo condiciones de uso de alta temperatura y son típicamente resinas de silicón, aunque cualquier resina que cumpla con los criterios de rendimiento para la aplicación se puede usar. Un cable, alambre o conductor capa de operar a altas temperaturas puede ser preparado envolviendo un conductor como un alambre de cobre con una cinta de mica de acuerdo con la presente invención. En algunas aplicaciones, el conjunto de piezas envueltas puede calentarse para endurecer la resina en la cinta de mica. Los materiales electroaislantes para cableados de alta temperatura típicamente tienen como base resinas de silicón. La Patente de los Estados Unidos No. 4,034,153 y 6,079,077 describen proceso para fabricar cable aislado utilizando las cintas de mica convencionales y se incorporan en el presente por referencia. Debe observarse que las capas de película plástica y/o capas adicionales de cinta de mica, según se describen en la patente de Estados Unidos 4,034,153 son necesarias en un proceso para preparar un cable aislado de acuerdo con la presente invención. Los conductores eléctricos de alta temperatura típicamente satisfacen los requisitos de UL 5107,5127 ó 5128 ó IEC 331 ó 332, y pueden operar en temperaturas hasta de 450 °C y de preferencia hasta 600 °C para conexión de aparatos e hilo conductor, y hasta 750 °C y de preferencia hasta 1000 °C, para cables de energía, cables de comando, cables de señales y controles, cables de alta temperatura y alambres y cables resistentes a fuego. Estos conductores se usan ampliamente en embarcaciones y plataformas costa fuera y en túneles o estructuras de acero y plantas de energía nuclear. EJEMPLOS EJEMPLO 1 4,086 gramos de resina de polibutadieno (Lithene AH, Lithium Corporation of America) que tiene un peso molecular promedio aproximado de 1800 se disolvió en 8,172 gramos de toluol que contenían aproximadamente 41 gramos de agente endurecedor de peróxido de dicumilo para dar 33.4% por peso de solución de sólidos. Una lámina con espesor aproximadamente de dos milipulgadas puso en contacto con gasa difusora de fibra de vidrio de aproximadamente de 1.2 milipulgadas de grueso GlasFab® Direct de Dielectric Solutions y el rodillo de solución de resina de polibutadieno cubierto sobre y en la lámina de mica a través de la gasa difusora de fibra de vidrio. Esto fue seguido recubriendo con rodillo una capa de sellado polimérico que comprende una solución aglutinante de copolímero de bloque A-B-A de isoprenobutadieno en la tela difusora de fibra de vidrio. La capa selladora en este ejemplo en particular se fundió a partir de una solución que comprende 6.7 libras de tolueno, 1.32 gramos de un antioxidante (Irganox 101, Ciba Geigy), 0.66 gramos de dialiltiodipropanato, 0.66 gramos de antioxidante eston 618 y 0.58 libras de un copolímero de bloque de A-B-A de isopreno-butadieno (Kraton 1107) . La cinta así recubierta es calentada en platina desde abajo en una temperatura de platina de aproximadamente 375 a 450 °C. Después de la aplicación de los recubrimientos, la cinta (cinta No. 1) se trata térmicamente en un horno de secado a aproximadamente 325 °F a un estado considerablemente no pegajoso, aunque en un intervalo de tiempo de manera que no se inicie el endurecimiento del polibutadieno. Al momento de salida del horno de secado, una capa de película polietilenésterftalato se aplicó en un espesor de aproximadamente 0.25 milipulgadas al lado de la cinta de mica opuesta a la tela difusora de fibra de vidrio y el compuesto se corrió a través de los rodillos calandradores calientes a aproximadamente 300 °F. Una segunda muestra (cinta NO. 2) se formó de la misma manera que la primera muestra aunque incluyendo una capa adicional de la película de polietilenéterftalato en la capa del copolímero del bloque de la primera muestra. La capa de poliéster se aplicó al mismo lugar de esta manera que en la primera capa de poliéster de la primera muestra. Las propiedades de la cinta respectiva se muestran en la Tabla I. Ambas cintas tuvieron un contenido de solvente residual (toluol) de aproximadamente 0.5% por peso.

Los laminados con base en otros sistemas de resinas según se describen en la Tabla II fueron preparados. El factor de disipación para los laminados seleccionados fue determinado y se indica en la tabla.

* Estas fundiciones se realizaron todas a partir de la solución de acetona de la resina. ** Calificada en la clase de 180°C.

EJEMPLO 2 : Ensayo de forrado con cinta Aislamiento de giro: Rollos de 3/4" x 100 yardas es el empaque estándar. La cinta experimental demostró excelente colocación sin las ristras que se observan en la cinta de la competencia . Aislamiento de conexión a tierra: Rollos de 1" x 30 yardas en núcleos de diámetro interior de una pulgada es el empaque estándar. Se determinó que el paquete de cinta permaneció estable a lo largo de todo el proceso de envoltura con cinta, incluso en la tensión más elevada. De nuevo, la cinta se adhirió suavemente y con apariencia muy uniforme. Las bobinas preparadas utilizando el material del experimento (bobina No. 9) y las dos cintas de control (bobina No. 11 y bobina No. 8) . Las placas laterales se sujetaron con perno a las secciones de ranura de bobina para simular las restricciones de saturación encontradas cuando la bobina se encuentra en el estator. Todas las pruebas eléctricas se realizaron sin retirar las placas laterales de ranura. Esto tiende a dar resultados mayores de tip-up (extremos elevados) y valores de factor de disipación. Sin embargo debido a que todas las bobinas fueron examinadas en el mismo modo, los resultados se pueden considerar relativos. Las derivaciones de las bobinas se energizaron y el factor de disipación se midió en la sección de ranura conectando la derivación de medición a las placas laterales.

La acumulación de resina se retiró en todas las áreas de conexión. El factor de disipación se midió a temperatura ambiente y después a temperatura elevada en una tensión de 2 Kv. Cada pata de la bobina se examinó y un promedio de los dos resultados se reporta. Se permitió que las bobinas llegaran al equilibrio térmico manteniéndolas a la temperatura de medición durante 1 hora antes de la evaluación. Los resultados son los siguientes: Típicamente en la mayoría de las combinaciones del material muestran factor de disipación bajo a temperatura ambiente. Conforme se incrementó la temperatura del material, de manera general hubo un incremento en el factor de disipación. Esta es una función de que también se endurece la resina en la cinta junto con la resina en el tanque de VPI . Además, proporciona un indicio de la naturaleza polar general de la resina de unión en la cinta misma. Lo óptimo es tener cero incremento y en la práctica, intentar minimizar este efecto. De manera general, si existe incremento de DF, entonces también se puede ver un incremento en la constante dieléctrica. El incremento de la constante dieléctrica pone mayor tensión dieléctrica en las áreas vacías, que se pueden volver un sitio para descarga de la corona interna y finalmente defecto de aislamiento. Los resultados obtenidos en las bobinas Nos. 11 y 9 se consideran excelentes y consistentes con el sistema de epoxia endurecida de anhídrido. Además de medir el factor de disipación a temperatura ambiente, el tip-up (extremos elevados) entre 2 y 8 Kv se midió en cada pata de cada bobina. Esta medición se realizó tanto con anterioridad como posteriormente a la elevación de las bobinas hasta 180 °C. La intención del tip-up anterior a la exposición de temperatura es determinar qué también el aislamiento aceptó la resina de VPI . Un valor elevado de tip-up reflejaría mala saturación debido a alto contenido de espacio vacío. El tip-up después de la exposición a la temperatura revelaría problemas con la estabilidad térmica como resultado de desgasificación y emisión por bocanadas de la pared de aislamiento. Los resultados son los siguientes. Ninguna de las bobinas mostró un problema con la desgasificación o emisión por bocanadas. Todas muestran una mejoría en el factor disipación después de la exposición a 180 °C. Esto es consistente con un aislamiento que recibe endurecimiento adicional . Los tip-up se consideran normales tomando en cuenta la configuración de dos electrodos. Los electrodos se guarda estos valores se esperaría que fuesen muy constantes. El punto clave es que no haya incremento en el tip-up real para el material de experimento (bobina No. 9) y que sea consistente con el control . En las bobinas examinadas para el factor de disipación, la placa de la sección de ranura se retiró y secciones cruzadas delgadas de 0.050" se cortaron para observar visualmente la alineación del cobre, la dirección del aislamiento y el relleno de resina de VPI . Todas las secciones cruzadas de las bobinas mostraron algún grado de distorsión en la cinta. Parte de esto debido a la alineación del cobre, las características de dirección de la cinta misma y la tensión de la cinta durante aplicación. Todas las secciones también mostraron bolsas. Estas bolsas no son vacíos y en realidad fueron bien rellenado con resina epóxica. Como la resina es traslúcida y las muestras se iluminan desde atrás, éstas dan una apariencia engañosa de espacios vacíos . No obstante todas las bobinas fueron bien rellenadas con resina de VPI . Este aspecto se consideraría excelente alineación de cobre en las bobinas 11 y 8 que fue mucho mejor que en la 9. Al parecer se prestó menos atención en este aspecto de la preparación de las bobinas debido a su naturaleza de muestras. EJEMPLOS 3 : Contenido de resina - Proporción de mica/ fibra de vidrio Las cintas se prepararon a través del proceso descrito en el Ejemplo 1, utilizando un sistema de resina epóxica. La cinta del experimento se diferenció del Control 2 sólo en que la tela de fibra de vidrio de Dielectric Solutions compuesta de fibras no torcidas fue la utilizada.

Se puede observar que la cinta del experimento tuvo una proporción de espesor de mica/ fibra de vidrio mayor, un menor contenido de resina y una mayor resistencia a la tracción que cualquiera de los controles.

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES 1. Un material electroaislante que comprende una capa de fibra de vidrio y una capa de mica colocada sobre el mismo, en donde la capa de fibra de vidrio comprende hilado de fibra de vidrio sin torsión.
2. 2. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de fibra de vidrio es una tela de fibra de vidrio tejida.
3. 3. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende por lo menos una resina polimérica.
4. 4. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la resina polimérica comprende una resina termoestable.
5. 5. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la resina polimérica comprende por lo menos una resina epóxica.
6. 6. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la resina polimérica comprende por lo menos una resina de silicón.
7. 7. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el contenido de resina fluctúa desde aproximadamente 3% a aproximadamente 25% por peso.
8. 8. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el contenido de resina fluctúa desde aproximadamente 5% a aproximadamente 18% por peso.
9. 9. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 3, 7 u 8, que además comprende un acelerante de endurecimiento.
10. 10. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el acelerante de endurecimiento comprende un metal o una amina .
11. 11. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el contenido de resina fluctúa desde aproximadamente 25% por peso a aproximadamente 50% por peso .
12. 12. Un material electroaislante de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el contenido de resina fluctúa desde aproximadamente 27% a aproximadamente 45% por peso.
13. 13. Un material electroaislante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la forma de una cinta.
14. 14. Un proceso para elaborar un conductor eléctrico aislado, el método comprende: envolver el conductor eléctrico con un material electroaislante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
15. 15. Un proceso de acuerdo a la reivindicación 14, que además comprende calentar el conductor envuelto para endurecer la resina.
16. 16. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el conductor eléctrico es un hilo adecuado para usarse en ambientes de altas temperaturas.
17. 17. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el conductor eléctrico es una bobina para usarse en un motor eléctrico de alto voltaje.
18. 18. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 14, que además comprende impregnar el material con una resina termoestable antes de calentar el conductor envuelto.
19. 19. Un hilo aislado de alta temperatura fabricado utilizando un proceso de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el hilo es clasificado para operación a temperaturas hasta de 450°C.
20. 20. Un hilo aislado de alta temperatura fabricado utilizando un proceso de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el hilo es clasificado para operación a temperaturas hasta de 1100°C.
21. 21. Un hilo aislado de alta temperatura fabricado utilizando un proceso de acuerdo con la reivindicación 17.