PL100006B1 - Termoodporny utwardzalny lakier klejacy do pokrywania przewodow uzwojeniowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest termoodporny, utwardzalny lakier klejacy do pokrywania przewodów uzwoje- niowych, sluzacy do powlekania ich izolacji elektrycznej i sklejania ich za pomoca doplywu ciepla z utworze¬ niem utwardzonego, termoodponiego uzwojenia. Przewody powleczone lakierem klejacym wedlug wynalazku mozna dzialaniem ciepla sklejac ze soba, a powstala warstwe klejaca utwardzic przy wiekszym doplywie ciepla.

Znane przewody lakierowane sa tak skonstruowane, ze na normalna warstwe izolacyjna nalozona jest tak zwana warstwa klejaca lub wypalana. Warstwa dolna stanowi wlasciwa izolacje, a warstwa górna sluzy do skleja¬ nia ze soba zwojów przewodu. Grubosc dolnej warstwy najczesciej odpowiada klasie powlok C0 lub Ci [wedlug normy nr 23745 (1967) Zjednoczenia Szwajcarskich Producentów Maszyn (Kirchweg 4, skrytka pocztowa, Zurich; ponizej w skrócie YSM); klasy te odpowiadaja klasom powlok wedlug publikacji nr 182 (1964) Central¬ nego Biura Miedzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej 1, rue de Varembe, Genewa; ponizej w skrócie CEJ], a wraz z dodatkowa warstwa klejaca przewód osiaga srednice zewnetrzna odpowiadajaca jednej z klas powlok Ci lub C2 (VSM).

Jako lakiery dla warstwy klejacej stosowano az do chwili obecnej praktycznie tylko termoplastyczne zywice syntetyczne, które tak dobierano, zeby w temperaturze pomieszczenia dawaly na przewodzie twarda, gladka warstwe. Po nawinieciu takiego przewodu na szablon mozna bylo przez ogrzewanie sklejac ze soba poszczególne zwoje. Górna warstwa powloki drutu zostaje przy tym zmiekczona, a wskutek nawijania przewodu zostaje ona zgnieciona lub nieco uplastyczniona i po ochlodzeniu pozostaje na szablonie sklejone uzwojenie.

Szablon jest najczesciej kilkuczesciowy tak, aby mozna go usunac z uzwojenia. Metoda ta umozliwiala wytwarza¬ nie cewek samonosnych, cewek ruchomych, cewek odchylowych dla telewizji i innych bez potrzeby, jak dotych¬ czas, umocnienia uzwojenia przez impregnacje innym lakierem. Ogrzewanie nastepuje w piecu, za pomoca gorace¬ go powietrza przy nawijaniu lub impulsem pradowym po nawinieciu. Przy sklejaniu uzwojen stosowane jest takze nawilzanie warstwy termoplastycznej odpowiednimi rozpuszczalnikami. Tego rodzaju warstwy klejace nie przyczyniaja sie do izolowania przewodu lecz sluza jedynie do sklejania.2 100006 Lakiery klejace zachowuja sie znakomicie o ile temperatura robocza uzwojenia nie wzrasta nieco powyzej temperatury pomieszczenia lub o ile w kazdym razie nie pozostaje znacznie ponizej temperatury mieknienia warstwy klejacej. Skoro jednak wystapia wyzsze temperatury robocze, wówczas sila sklejenia zmniejsza sie i uzwojenie moze ulec deformacji, albo nawet rozpasc sie. Dlatego stosowany poczatkowo jako warstwa klejaca poliwinylobutyral zastapiono bardziej przydatnymi poliamidami. Pomaga to w pewnym stopniu, gdyz temperatu¬ ra mieknienia jest wyzsza, jednakze mimo to glówna wada pozostaje i tego rodzaju uzwojen nie mozna bezpiecz¬ nie stosowac w wyzszych temperaturach roboczych.

Obecnie znane sa wysokowartosciowe lakiery izolacyjne, które umozliwiaja wytwarzanie warstw podstawo¬ wych, dopuszczajacych temperature robocza nawet ponad 200°C. Istnieje wiec luka gdyz wlasciwosci dotychcza¬ sowych warstw termoplastycznych nie pozwalaja na wykorzystanie szerokiego zakresu temperatury roboczej warstwy izolacyjnej takze i w przypadku uzwojen samonosnych bez koniecznosci powtórnego impregnowania.

Zwlaszcza w zakresie uzwojen silników moglyby sie otworzyc nowe perspektywy zastosowania w przypadku stosowania przewodów, dzieki którym uzwojenia pozostaja sklejone w wyzszej temperaturze. Zastosowanie prze¬ wodów pokrytych lakierem klejacym moze tez skrócic czas wytwarzania gotowego do uzytku uzwojenia, gdyz odpada tu odrebny proces impregnacji co moze byc takze korzystne dla warsztatów naprawczych. Nie jest takze bezwarunkowo konieczne zeby sklejanie nastepowalo w ciagu sekund, lecz wystarczajace jest aby nastepowalo w ciagu ulamka godziny. Zadowalajacym rozwiazaniem byloby zeby warstwa klejaca byla nie tylko termopla¬ styczna ale takze i utwardzalna.

Przy dotychczasowych wysilkach wzmacniania uzwojen impulsem pradowym w ciagu sekund (tak jak to bylo w przypadku cewek odchylowych dla telewizji, cewek ruchomych do przyrzadów pomiarowych itd.) wchodzilo w rachube jedynie mozliwie jak najszybsze sklejanie, co mozna bylo osiagnac tylko za pomoca substancji termoplastycznych. Dlatego w ogóle nie myslano o zastosowaniu takim w przypadku silników, na przyklad do wytwarzania cewek wzbudzenia. Mozliwym jest obecnie jednak takze i wytwarzanie tego rodzaju cewek z dajacych sie sklejac przewodów pod warunkiem, ze uzwojenie jest trwale mocno wypalone. .Mli cewki podczas pracy uleglyby rozluznieniu wówczas warstwa lakieru podstawowego zostalaby szybko uszkodzona wskutek ocierania $ie. Dlatego uzwojenia wytwarzane obecnymi metodami musza byc w nawijalniach lub przez uzytkownika lakierowane wedlug specjalnego procesu impfegnacji. Wysuszony potem lakier impregnacyjny spel¬ nia zadanie wzmocnienia i ochrony przed wplywami atmosferycznymi.

Poniewaz lakiery impregnacyjne zawieraja rozpuszczalniki lub wydzielaja monomery, proces imprejnowa- * nia polaczony jest z pewnym niebezpieczenstwem dla zatrudnionych przy tym pracowników. Poza tym w przypadku lakierów zawierajacych rozpuszczalniki potrzebny jest czas suszenia co najmniej 4 godzin, wskutek czego zachodzi potrzeba dodatkowej manipulacji uzwojeniem. Zastosowanie przewodów pokrytych lakierem klejacym upraszcza wiec prace i zmniejsza mozliwosci narazenia pracowników na szkodliwe oddzialywacie roz¬ puszczalników. Wytwarzane juz uprzednio przewody z utwardzonym lakierem klejacym z butyrali poliwinylo¬ wych w mieszaninie z zywicami fenolowymi nadawaly sie do pracy w temperaturze roboczej co najwyzej 120°C.

Odpornosc warstwy klejacej na temperature powinna byc jednak w przyblizeniu co najmniej równa odpornosci na temperature warstwy podstawowej, dlatego mieszaniny te juz z góry nie nadawaly sie do stosowania w przyrzadach klasy cieplnej F (155°C) i H (180°C) (publikacja nr 85 /1957/ GEJ).

Do stosowania w przyrzadach klasy F dla warstw klejacych zaproponowano miedzy innymi polaczenie epoksydów .z izocyjanianami (opis patentowy brytyjski nr 1285463) lub epoksydów z tytanianami (opis patento¬ wy RFN nr 1960888). Tego rodzaju polaczenia sa czesciowo wprawdzie termoutwardzalne jednakze utwardzanie w temperaturze zakresu temperaturowego klasy cieplnej wymaga bardzo wiele czasu, co niekorzystnie wplywa na przebieg pracy. Takze i odpornosc chemiczna na przyklad wobec srodków chlodzacych jest niedostateczna.

Znane sa ze znakomitej odpornosci na cieplo i chemikalia lakiery na bazie estroimidów. Znajduja one obecnie zastosowanie glównie jako termoodporne w wyzszej temperaturze lakiery do przewodów oraz lakiery impregnacyjne. Lakiery do przewodów o tym skladzie sa jednak wstanie nieusieciowanym (tylko podsuszone; stan B), calkowicie kruche i powleczone nirni przewody w zadnym razie nie moga byc nawijane. Poza tym do utwardzania potrzebna jest wzglednie wysoka temperatura. Estroimidowych lakierów impregnacyjnych nie mozna praktycznie biorac suszyc bez równoczesnego usieciowania gdyz przy koniecznym do duszenia oddzialy¬ waniu cieplnym nastepuje juz reakcja utwardzania i pózniejsze sklejanie nie jest mozliwe. Dotychczas wiec nie bylo mozliwe wytwarzanie na bazie estroimidów elastycznych powlok, umozliwiajacych przeróbke przewodu, gdyz estroimidy zazwyczaj daja elastyczne lecz nie klejace sie powloki dopiero po utwardzeniu.

Stwierdzono nieoczekiwanie, ze przez zastosowanie lakieru na bazie zawierajacych poliuretany poliestroimi- dów o dotychczas nieznanej budowie, oraz wysokoczasteczkowych zywic fenoksylowych mozna uzyskac war¬ stwy klejace, które spelniaja wszystkie wymagania i do tego jak najbardziej zachowuja znana odpornosc cieplna i chemiczna czystych estroimidów.100006 3 Termoodporny, utwardzalny lakier klejacy do pokrywania przewodów uzwojeniowych, o podwyzszonej przyczepnosci, zawierajacy zywice fenoksylowa, oligomer zablokowany fenolem i rozpuszczalnik, wedlug wyna¬ lazku charakteryzuje sie tym, ze jako oligomer izocyjanianowy zablokowany fenolem zawiera addukt trójmetano- lowego poliestroimidu tris-2-hydroksyetyloglikoloimidu glikolu trójetylenowego i izocyjanianu z grupy izocyja- notodwufenylometanu, addukt dwuizocyjanianu toluilenu i trójmetylopropanu, addukt dwuizocyjanatodwufeny- lometanu i bezwodnika kwasu trójrnelitowego oraz addukt dwuizocyjanatodwufenylometanu i imidu kwasu gli- kolotrójmelitowego, o stosunku wagowym grup NCO do OH jak 1,5:1 do 1:1 i wszystkich wolnych grupach izocyjanowych zablokowanych przez jednowodorotlenowy fenol, przy czym lakier zawiera 20—80 czesci wago¬ wych zywicy fenoksylowej o ciezarze czasteczkowym powyzej 30000, w przeliczeniu na ilosc substancji stalej, 80-20% czesci wagowych zablokowanego fenolem adduktu izocyjanianu i poliestroimidu w przeliczeniu na ilosc substancji stalej i 50—90% rozpuszczalnika w przeliczeniu na ilosc lakieru.

Lakier wedlug wynalazku w czasie suszenia osiaga trwaly w warunkach przechowywania stan B, który wytwarza sie wskutek reakcji badz istniejacych albo powstalych przez wtórne rozszczepienie grup uretanowych w lancuchu lub koncowych grup fenylouretanowych odpowiednich grup izocyjanianowych z drugorzedowymi grupami hydroksylowymi wymienionej zywicy fenoksylowej tak, ze utworzony na przewodzie wysokoczastecz- kowy zwiazek wykazuje juz takie wlasciwosci lepkoelastyczne, ze wytrzymuje odpowiadajace normom dla prze¬ wodu badania mechaniczne i elektryczne, zwlaszcza badanie nawijania, zas warstwa lakieru przy dalszym dopro¬ wadzaniu ciepla ponownie mieknie i wskutek wewnatrz oraz miedzyczasteczkowej dalszej reakcji przewodzacej do usieciowanego zwiazku czasteczkowego w stanie C, skleja ze soba znajdujace sie ohok siebie przewody tak, ze powstaje polaczenie sklejane odporne na kazda wystepujaca w pracy temperature oraz nadmierna temperature.

Zamiast wymienionej wysokoczasteczkowej zywicy fenoksylowej mozna uzyc innego, majacego drugorze- dowe grupy hydroksylowe, zwiazku o ciezarze czasteczkowym powyzej 30000, a w szczególnosci odpowiedniej zywicy poliestrowej lub zywicy alkidowej.

Wsród utwardzalnych lakierów klejacych wedlug wynalazku nalezy wymienic szczególnie wartosciowa grupe, w której lakier klejacy znamienny jest tym, ze zawiera 1/ zwiazek utworzony ze skladników A i B, przy czym A jest estroimidem, powstalym z kwasu dwukarboksylowego o wzorze 1 i polialkoholi o wzorze HOCH2 —CH2-0-CH2 —CH2-0-CH2 -CH2OH oraz o wzorze 2 w stosunkach molowych kwasu o wzorze 1 do sumy polialkoholi jak 1:1,2-1:2 przy czym stosunek polialkoholu HOCH2^CH2-0-CH2-CH2-0-CH2-CH2OH do przedstawionego wzorem 2 wynosi 1:1 - 10:1, zas B jest wielofunkcyjnym zwiazkiem, zawierajacym grupy izocyjanianowe o wzorze 3, 4, 5, 6 lub ich mieszanine, 2/ zasadniczo liniowa, majaca drugorzedowe grupy hydroksylowe zywice fenoksylowa o ciezarze czasteczkowym powyzej 30000, 3/ jednowartosciowy fenol blokujacy grupy izocyjanianowe znajdujace sie w poliestroimidzie oraz 4/ organiczny rozpuszczalnik, który moze byc ten sam fenol co w punkcie 3/.

Ponizej szczególowo opisano nowy lakier klejacy.

Slladnikami budowy elementu A poliestroimidu /l/ sa z jednej strony bezwodnik kwasu trójmtKtowefo i glikol, z drugiej strony takie polialkohole jak glikol trójetylenowy i ester tris-2-hydroksyetylowy kwasu isocyja- nurowego. Tego rodzaju element czesciowy A mozna przykladowo wyrazic wzorem 7, w którym symbol R przedstawia jeden z uprzednio wymienionych alkoholi. W jakimkolwiek stosunku molowym wymienione alkoho¬ le wystepuja w elemencie czesciowym A to istnieje w kazdym przypadku nadmiar grup hydroksylowych. W po- liestroimidzie zawierajacym uretan grupy hydroksylowe wystepujace w postaci wiazan uretanu z jprupami fcacyja- nanpwymi zwiazku lub zwiazków B.

Drugim skladnikiem lakieru klejacego jest wysokoczasteczkowa zywica fenoksylowa /2/. Pod tym pojeciem rozumie sie tutaj korzystnie tego rodzaju zywice o przecietnym ciezarze czasteczkowym od 30000 do 200000.

Jako zywice fenoksylowa stosuje sie korzystnie wysokoczasteczkowy kopolimer epichlorohydryny i bisfenolu A [czyli 2,2-/4,4'-dwuhydroksydwufenylo/-dwumetylometanu, HOC6H4-C/CH3/2—C6H4 0H]. Korzystnie moina jako zywicy fenoksylowej uzyc na przyklad produktów handlowych Epikote 53—L-32 (ciezar czasteczkowy okolo 80000) i Epikote 55-L-32 (ciezar czasteczkowy okolo 200000) firmy Shell. W produktach tych liczba hydroksylowa wynosi okolo 0,35 (to znaczy okolo 0,35 równowazników wagowych OH na 100 g produktu).

Natomiast równowaznika epoksydowego praktycznie nie mozna oznaczyc gdyz ilosc grup epoksydowych w czasteczce jest niewielka. Udzial zywicy fenoksylowej moze przykladowo wynosic okolo 80% wagowych w przeliczeniu na substancje stala. Jednowodorotlenowym fenolem /3/ w szczególnosci moze byc sam fenol lub krezol albo ksylenol. Udzial jego w lakierze klejacym powinien byc wystarczajacy co najmniej do zablokowania grup izocyjaninanowych, znajdujacych sie w poliestroimidzie. Fenol sluzy wiec zarazem do regulowania przebie¬ gu reakcji poliaddycji pomiedzy grupami izocyjanianowymi i hydroksylowymi w podwyzszonej temperaturze.

Fenol stanowi takze równoczesnie korzystny rozpuszczalnik lub glówny skladnik korzystnej mieszaniny rozpusz-4 100006 czalników. Dlatego tez na ogól stosuje sie wieksza itosc fenolu niz wymieniony juz najmniejszy udzial. Trzecim gadaniem fenolu jest doprowadzenie lepkosci lakieru klejacego do wartosci zadanej dla zastosowania to znaczy dla nanoszenia na przewód.

Jesli stosuje sie fenol w minimalnej ilosci, koniecznej jedynie do zablokowania grup izocyjanianowych to w lakierze musi znajdowac sie organiczny rozpuszczalnik /4/. Poliestroimid i pózniej dodana zywica fenoksylowa musza mianowicie znajdowac sie w stanie rozpuszczonym aby na drucie powstala jednolita i gladka warstwa.

Jako rozpuszczalniki nadaja sie zwlaszcza weglowodory, przykladowo benzen, toluen lub ksylen, Solvesso ® (podobny do lekkiej benzyny uwodorniony destylat ropy naftowej o gestosci 0,797 do 0,937) lub Solwentnafta, estry kwasów karboksylowych, przykladowo octan etylu, octan butylu, octan 2-metoksyetylu lub octan 2-eto- ksyetylu; ketony jak na przyklad metyloetyloketon lub metyloizobutyloketon, a nastepnie dwumetyloform- amid, dwumetyloacetamid, N-metylopiroliden itd. Rozpuszczalnik sluzy zarazem do nastawiania lepkosci lakieru klejacego takjak to wspomniano powyzej w przypadku fenolu.

Jest rzecza znana, ze uretany tworza sie w wyniku reakcji izocyjanianów z alkoholami i ze uretany ulegaja z powrotem rozszczepieniu na skladniki wyjsciowe (patrz np. Vieweg-Hoechtlen „Polyurethane"; Hanser. Mona¬ chium, 1966, strona 11). Istnieje równowaga termiczna pomiedzy uretanem i skladnikami wyjsciowymi: R-NH-COO-Rj * R-^OO+Rj-OH Wiadomo takze (loc.cit), ze poliuretany z drugorzedowyrai grupami hydroksylowymi sa znacznie trwalsze niz z pierwszorzedowymi. Stwierdzono, ze grupy uretanowe wymienionych zwiazków w warunkach wystepuja¬ cych przy sklejaniu (okolo 180°C) czesciowo ponownie rozszczepiaja sie i z drugoizedowymi grupami hydroksy¬ lowymi zywicy fenoksylowej tworza znacznie trwalsze zwiazki, które przyczyniaja sie do dobrej odpornosci cieplnej warstwy lakieru. Mozliwe sa takze trwale usieciowanie pomiedzy koncowymi zahlokowanymi pupami izocyjanianowymi i drugorzedowymi grupami hydroksylowymi zywicy fenoksylowej. Mozliwa jest wreszcie równiez reakcja koncowych grup izocyjanianowych z bardzo nielicznie wystepujacymi koncowymi grupami epo¬ ksydowymi. Przez zmiane udzialów ilosciowych istnieje zatem mozliwosc zmienienia ilosci reaktywnych grup zawierajacego uretan estroimidu w stosunku do drugorzedowych grup hydroksylowych zywicy fiwioksylowej.

Zywica fenoksylowa w skladzie tych laljerów spelnia podwójna funkcje. Przed sklejeniem przewodu po¬ maga ona obnizyc temperature miekniecia warstwy lakieru klejacego tak, zeby sklejanie mozna bylo wykonac w temperaturze pomiedzy ca 150 i 200°C. W ostatecznie utwardzonej warstwie lakierowej stoaunek zywicy feno¬ ksylowej do skladnika uretanowo-estroimidowego warunkuje sile mozliwego usieciowajiia, a zatem sil-c sklejenia.

Przy nanoszeniu na przewód lakieru wedlug wynalazku powstaja szczególnie korzystne warstwy lakierowe, które mozna na przyklad w piecu, latwo wysuszyc i przy tym uzyskac gladka, elastyczna, nie kjejaca sie w pokojowej temperaturze powloke, która mocno przylega do dolnej warstwy izolacyjnej. Zywica znajduje sie w stanie B.

Warstwe wierzchnia suszy sie w piecu w nizszej temperaturze wypalania niz warstwe podatawowa, Wakutek tych wlasciwosci powstaly lakierowany przewód mozna doskonale transportowac, przechowywac w ciagu me- ograniczenie dlugiego czasu i wreszcie bardzo latwo nawijac. Zreszta i sam lakier klejacy nadaje sie do przecho¬ wywania, a w temperaturze pokojowej trwalosc jego jest praktycznie nieograniczona. Pod wzgledem mechanicz¬ nym i elektrycznym przewód odpowiada wymaganiom odnosnych norm.

Utworzone podczas nawijania stykajace sie zwoje przewodu mozna potem przez doprowadzenie ciepla sklejac ze soba i równoczesnie lub pózniej utwardzac. W rzeczywistosci warstwa lakierowa w zaleznosci od skla¬ du mieknie w temperaturze pomiedzy 100 i 200GC, najczesciej powyzej 150°G, zwoje ulegaja sklejeniu pod wplywem lekkiego nacisku i pozostaja sklejone podczas oraz po oziebieniu. Nalezy jeszcze podkreslic, ze lakier przy tym nie staje sie kruchym. Cieplo mozna doprowadzic w przypadku cienkich przewodów za pomoca impulsu pradowego lub goracego powietrza lub wreszcie, albo w przypadku grubszych przewodów, w ogrzewanej formie prasowniczej. Nie jest rzecza bezwzglednie konieczna, zwlaszcza w przypadku grubszych przewodów, spowodowac sklejenie w ciagu kilku sekund, ale mozna stosowac do tego celu okresy czasu od pól godziny do okolo 5 godzin. Po tym okresie czasu utwardzenie jest juz wystarczajace aby wytrzymac obciazenie termiczne w zakresie klas cieplnych F (150°C iH (180°C). Doprowadzenie ciepla rozpoczyna w lakierze wskutek reakcji chemicznej utwardzenie, to znaczy tworzenie sie usieciowan poprzecznych. Produkty termoplastyczne przecho¬ dza przy tym w stan lepkoelastyczny tak, ze lakier nie staje sie kruchym. Z powodu usieciowan nie jest mozliwe rozpadniecie sie uzwojenia bez rozkladu lakieru w przeciwienstwie do znanego zachowania sie substancji termo¬ plastycznych. Mianowicie w przypadku czystych substancji termoplastycznych niedostateczna w podwyzszonej temperaturze i przy oddzialywaniu sily odpornosc uzwojenia doprowadza do ciagle postepujacego odksztalca¬ nia. Natomiast wskutek wspomnianego usieciowania, to znaczy przejscia w stan lepkoelastyczny osiaga sie wie¬ ksza odpornosc uzwojenia, zapobiegajaca jego rozpadaniu sie w tej samej temperaturze. Nowy lakier klejacy spelnia zatem zupelnie zadanie niezbednego dotychczas lakieru impregnacyjnego.100006 5 Przeprowadzone sklejenie ze soba zwojów przewodu mozna zmierzyc metoda „helicoidal coil" (patrz czesc eksperymentalna); stwierdzono, ze sila sklejenia odpowiada co najmniej sile sklejenia lakieru impregnacyjnego tej samej klasy cieplnej. W warunkach roboczych wskutek dalszego doprowadzania ciepla stopien utwardzenia wzra¬ sta w dalszym ciagu, przewaznie do wielkosci kilkakrotnie wiekszej, a wraz z nim takze i sila sklejenia w podwyz¬ szonej temperaturze.

Za pomoca samego tylko lakieru klejacego wedlug wynalazku, to znaczy bez pózniejszego impregnowania uzwojenia, osiaga sie mocne sklejenie zwojów przewodów, które takze i w wyzszej temperaturze, powstajacej w uzwojeniu podczas pracy jest calkowicie odporne na cieplo oraz trwale, przy Czym lakier nie staje sie kruchym.

Przyklad I.

A. Reaktor zaopatrzony w mieszadlo i chlodnice destylacyjna napelnia sie w podanej kolejnosci: 800 czesciami wagowymi krezolu, 4 czesciami wagowymi trójwodnego octanu olowiawego, 262,5 czesciami wagowy¬ mi glikolu trójetylenowego, 130,5 czesciami wagowymi estru tris-hydroksyetylowego kwasu izocyjanurowego, 112,5 czesciami wagowymi glikolu i 288 czesciami wagowymi bezwodnika kwasu trójmelitowego. Nastepnie mieszajac ogrzewa sie tak, zeby w ciagu okolo 4 godzin osiagnac temperature 200°C. Temperature reguluje sie tak, zeby oddestylowalo mozliwie jak najwiecej wody ale niewiele krezolu. Reakcja jest zakonczona po uplywie 8 godzin utrzymywania temperatury 200-210°C. Po ochlodzeniu otrzymuje sie okolo 1450 czesci wagowych roztworu krezolu, zawierajacego estroimid. Potem dodaje sie do tego 600 czesci wagowych ksylenu i 300 czesci wagowych octanu 2-metoksyetylu, ogrzewa, mieszajac, do temperatury 85°C i pod lekko zmniejszonym cisnie¬ niem oddestylowuje 2 do 5% lotnych skladników, w glównej mierze wode. Po zakonczonym odwadnianiu, mieszajac, dodaje sie 250'czesci wagowych dwuizocyjanianu p,p'-dwufenylometanu, a nastepnie zamyka reaktor.

Nastepujaca teraz reakcja egzotermiczna wywoluje wzrost temperatury do okolo 100°C. W tej temperaturze pozostawia sie na przeciag 30 minut celem dalszego przereagowania. Nastepnie rozciencza sie 350 czesciami wagowymi odwodnionego krezolu, nastawia na zadana lepkosc, na przyklad 100 cP dla lakierowania filcowego, za pomoca mieszaniny 55 czesci wagowych krezolu, 30 czesci wagowych ksylenu i 15 czeici wagowych octanu 2-metoksyetylu oraz poddaje saczeniu.

B. Produkt powyzszy miesza sie z Epikote 53—L-32 (Shell) tak, zeby na jedna czesc substancji stalych z rozdzialu A przypadala jedna czesc wagowa (substancje stale) zywicy epoksydowej.

• Przyklad II. Produkt z przykladu I A miesza sie z Epikote 55—L—32 (Shell) tak, zeby udiialy c&esci stalych byly w stosunku 1:4.

Przyklad III. Reaktor, zaopatrzony w mieszadlo i chlodnice napelnia sie w podanej nizej kolejnosci: 800 czesciami wagowymi krezolu, 4 czesciami wagowymi trójwodnego octanu olowiawego, 300 czesciami wago¬ wymi glikolu trójetylenowego, 261 czesciami wagowymi estru tris-hydrotayetylowego kwasu izocyjanurowego, 112,5 czesciami wagowymi glikokolu i 288 czesciami wagowymi bezwodnika kwasu trójmelitowego. Naatepnie, mieszajac, ogrzewa sie tak, zeby w ciagu okolo 4 godzin osiagnac temperature 200°C. Temperature reguluj sie tak, zeby oddestylowalo mozliwie jak najwiecej wody ale niewiele krezolu. Reakcja jest zakonczona po uplywie 8 godzin utrzymywania temperatury 200-210°C. Nastepnie ochladza sie i dodaje 600 czesci wagowych ksylenu oraz 300 czesci wagowych octanu 2-metoksyetylu, ogrzewa mieszajac do temperatury 85°C i pod lekko zmniej¬ szonym cisnieniem oddestylowuje 2 do 5% lotnych skladników, w glównej .nierze wode oraz ochladza. Drugi reaktor z mieszadlem i chlodnica destylacyjna napelnia sie 300 czesciami wagowymi krezolu, 192 czeiciami wagowymi bezwodnika kwasu trójmelitowego i 37,5 czesciami wagowymi glikokolu. Nastepnie mieszajac ogrze¬ wa sie tak, zeby wciagu okolo 4 godzin osiagnac temperature 210°C. W tej temperaturze pozostawia sie do przereagowania tak dlugo, dopóki nie przestanie oddestyIowywad woda powstajaca z reakcji, co nastepuje po uplywie okolo 5 godzin. Potem mieszajac dodaje sie: 700 czesci wagowych odwodnionego krezolu, 1000 czesci wagowych Solvessa—100, oraz 750 czesci wagowych dwuizocyjanianu p,p*-dwufenylometanu. Nastepnie miesza¬ jac ogrzewa sie ponownie do temperatury 160-170°C, a przy tym sprawdza wywiazywanie sie CO? za pomoca gazomierza podlaczonego do chlodnicy zwrotnej. Po uplywie 3 do 4 godzin wywiazywanie sie CO^ jest zakon¬ czone i wtedy pozostawia sie do ochlodzenia. Oba preparaty laczy sie i mieszajac ogrzewa do temperatury 130—150°C. W tym zakresie temperaturowym pozostawia sie do przereagowania tak dlugo, az powstanie klaro¬ wny roztwór (30 do 120 minut), a nastepnie ochladza do temperatury ponizej 50°C. Na koniec dodaje sie jeszcze 10000 czesci wagowych Epikote 55-L-32 i 1000 czesci wagowych dwumetyloformamidu, dobrze mie¬ sza, a potem poddaje saczeniu.

Przyklad IV. Postepuje sie tak jak w przykladzie I A, jednakze zamiast 262,5 czesci stosuje sie 300 czesci wagowych glikolu trójetylenowego, oraz zamiast 130,5 czesci bierze sie 44 czesci wagowe estru tris-hydro- ksyetylowego kwasu izocyjanurowego. Oprócz tego po dodaniu dwuizocyjanianu p,p'-dwufenylometanu poddaje6 100006 sie reakcji nie wciagu 30 minut w temperaturze okolo 100°C, lecz wciagu okolo 30 minut w temperaturze 140°C, to znaczy dopóki nie uzyska sie wzrostu lepkosci do 5000-6000 cP, mierzonej w temperaturze 20°C.

Bezposrednio przed saczeniem dodaje sie do tego jeszcze 1400 czesci wagowych Epikote 55--L—32 i poddaje wymieszaniu.

Za pomoca tych lakierów przewód polakierowany poliestroimidem do klasy powlok Ci wedlug VSM (miedzynarodowy stopien 1), poddaje sie lakierowaniu do klasy powlok C2 wedlug VSM (miedzynarodowy stopien 2). Mozna przykladowo przewód miedziany o srednicy 0,40 mm najpierw pokryc lakierem estroimido- wym tak, ze zwiekszenie sie srednicy di -d wynosi 37 /mi, a na to nalozyc powloke z lakieru klejacego o d2 -d! równym 18 ± 3 jum. Warunki wypalania musza byc takie, zeby warstwa klejaca zostala wysuszona ale nie utwar¬ dzona; na przyklad temperatura pieca przy predkosci przesuwu 35 m/minute i dlugosci pieca 2,5 m wynosi srednio 300°C. Lakierowany przewód zostaje nastepnie uksztaltowany w uzwojenie i sklejony. Dla lakieru we¬ dlug przykladu I potrzeba 30 minut w temperaturze 170±10°C.

W tablicy podano porównanie sily klejenia i odpornosci cieplnej w podwyzszonej temperaturze znanych juz lakierów klejacych oraz tego rodzaju lakierów wedlug wynalazku. Porównanie wykazuje, ze za pomoca lakierów klejacych wedlug wynalazku osiaga sie wartosci, które co najmniej odpowiadaja takim samym wartosciom lakierów impregnacyjnych tej samej klasy cieplnej.

Tablica Poliwinylobutyral Zywica fenoksylowa c.cz.80000 lub c.cz. 200000 Przyklad I Przyklad II PrzykladUI Przyklad IV Lakier na bazie estro- imidówSIB7573/ Wypalanie 30 min/180°C Sila klejenia w N °C 60 70 90 95 100 90 1004 160°C 1 3 4 3 3 44 200°C <1 <1 3 2 3-4 2 34 Wytrzymalosc czasowa w minutach Oddzialywanie sily IN 160°C <1 <1 >300 >300 >300 >300 >3004 200°C <1 <1 >300 >300 >300 >300 >3004 Wypalanie 2 godz/180°C Sila klejenia w N1 °C 68 65 90 86 92 76 955 160°C 2 3 6 6 9 55 200°C <1 <1 4 7 4 45 Wytrzy¬ malosc czasowa w minutach Oddzialywa¬ nie sily IN 200°C | <1 <1 >300 >300 >300 >300 >3005 . 1 Metoda oznaczania na stronie nastepnej 2 Wysokoczasteczkowy liniowy kopolimer oisfenolu A i epichlorohydyny 3 W przypadku SIB 757 chodzi o lakier impregnacyjny na bazie estroimidów do stosowania w przypadkach klasy F 4 Tutaj zwoje drutu (bez warstwy klejacej) zostaly tak zaimpregnowane, ze po przepisowym dla lakieru impregnacyjnego suszeniu grubosc warstwy impregnacji byla taka sama, jak warstw klejacych na drutach pokrytych lakierem klejacym Jak powyzej w punkcie 4 jednakze dodatkowo utwardzano w ciagu 2 godzin w temperaturze 180°C.

Metoda badania sily klejenia zwojów lakierowanego przewodu.

Badanie sily sklejenia przewodu przeprowadza sie metoda wedlug publikacji nr 290/1969/ CEJ. Metoda ta ma wlasciwie na celu zmierzenie sily klejenia lakierów impregnacyjnych. Przewód aluminiowy, nawiniety na trzpieniu ciasno obok siebie lezacymi zwojami o srednicy 1 mm i dlugosci 75 mm, powleka sie lakierem impre¬ gnacyjnym przez zanurzenie i suszy wedlug przepisu. Nastepnie mierzy sie sile potrzebna do rozerwania tego uzwojenia. Odpowiednio do tego mozna teraz przewód aluminiowy zastapic zwyczajnym przewodem miedzia¬ nym a lakier impregnacyjny zastapic lakierem klejacym wedlug wynalazku. Metode zmieniono tak, ze przewód lakierowany o srednicy 0,40 mm powleka sie lakierem klejacym i wypala. Nastepnie przewód nawija sie na trzpien o srednicy 6,3 mm pod obciazeniem 0,7 N (1 niuton /N/ = 102 g lub 1 kg:9,81), a potem uzwojenie100006 7 poddaje wypalaniu. Sile klejenia oznaczono wedlug przepisu w róznych temperaturach. Powstaje przy tym problem jak ocenic bezwzgledny poziom sklejenia. Innymi slowy, jak duza musi byc sila klejenia na przyklad w temperaturze kiasy cieplnej F (155°C) aby mozna ja bylo uwazac za wystarczajaca dla uzwojenia. Problem ten rozwiazano tak, ze uzwojenie najpierw zaopatrywano w warstwe lakieru podkladowego (bez warstwy klejacej), a potem powlekano lakierem impregnacyjnym, odpowiedniej klasy cieplnej. Poniewaz lakier ten bezsprzecznie daje dostateczne sklejenie, wiec mozna wartosci otrzymane na tego rodzaju uzwojeniach w róznej temperaturze przyjac za wzorcowe i zadac zeby wszystkie przewody z lakierem klejacym, których uzwojenie w zmierzonej temperaturze daje co najmniej te same lub wyzsze wartosci sily klejenia, co otrzymane na impregnowanych uzwojeniach, byly niezawodne w czasie pracy.

Na zakonczenie nalezy jeszcze nadmienic o porównaniu róznicy pomiedzy dotychczasowymi, termopla¬ stycznymi warstwami klejacymi i tego rodzaju warstwami wedlug wynalazku. Badanie przeprowadzono wedlug przepisu CEJ nr 290 „Helicoidal Coil Test". Przewody o grubosci 0,4 mm izolowano tym samym poltestroimidem jako warstwa podstawowa. Na nia nalozono na okreslonej dlugosci a) bedacy w handlu lakier do tych celów na bazie poliamidów oraz b) lakier wedlug wynalazku. Ze sporzadzonych wedlug a) ib) przewodów pokrytych lakierem klejacym wykonano zwój do badania i wypalano go w ciagu 30 minut w temperaturze 180°C. Nastepnie wlozono go do ukladu próbnego i obciazono sila IN. Próby przeprowadzono nastepnie w temperaturze 160°C, 180°C i 200°C. Wyniki podane sa na wykresie fig. 1. Krzywe A, B i C przedstawiaja zachowanie sie w temperatu¬ rze 160°C, 180°C i 200°C przewodu pokrytego lakierem wedlug wynalazku, zas krzywa D lub krzywa E obrazuje zachowanie sie w temperaturze 160°C lub 200°C przewodu pokrytego lakierem klejacym na bazie poliamidów.

Przegiecie zwoju przedstawiono jako funkcje czasu. W obu próbach z warstwa termoplastyczna zwój przegi¬ nal sie w ciagu kilku minut i zrywal sie, jak to oczekiwanOjW wyzszej temperaturze. W przypadku utwardzalnej warstwy lakieru klejacego wedlug wynalazku, nastepowalo takze przegiecie zwoju gdyz czas 30 minut w tempe¬ raturze 180°C nie wystarczal do pelnego utwardzenia. Ale podczas próby warstwa utwardza sie w dalszym ciagu i stabilizuje sie podanym sposobem.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Termoodporny, utwardzalny lakier klejacy do pokrywania przewodów uzwojeniowych, o podwyzszonej przyczepnosci, zawierajacy zywice fenoksylowa, oligomer zablokowany fenolem i rozpuszczalnik, znamien¬ ny t y m, ze jako oligomer izocyjanianowy zablokowany fenolem zawiera addukt trójmetanolowego poliestro- imidu tris-2-hydroksyetyloglikoloimidu glikolu irójetylenowego i izocyjanianu z grupy izocyjanotodwufenylome- tanu, addukt dwuizocyjanianu toluilenu i trójmetylolopropanu, addukt dwuizocyjanotodwufenylometanu i bez¬ wodnika kwasu trójmelitowego oraz addukt dwuizocyjanotodwufenylometanu i imidu kwa$u glikolotrójmelito- wego, o stosunku wagowym grup NCO do OH jak 1,5:1 do 1:1 i wszystkich wolnych grupach izocyjanianowych zablokowanych przez jednowodorotlenowy fenol, przy czym lakier zawiera 20-80 czesci wagowych zywicy fenoksylowej o ciezarze czasteczkowym powyzej 30000, w przeliczeniu na ilosc substancji stalej, 80—20% czesci wagowych zablokowanego fenolem adduktu izocyjanianu i poliestroimidu, w przeliczeniu na ilosc substancji stalej i 50-90% rozpuszczalnika w przeliczeniu na ilosc lakieru.

2. Lakier wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako wysokoczasteczkowa zywice fenoksylowa za¬ wiera produkt kondensacji bisfenolu A i epichlorohydryny.

3. Lakier wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze jako jednowodorotlenowy fenol zawiera hydroksy¬ benzen, krezol lub ksylenol.

4. Lakier wedlug zastrz. 1,znamienny t y m, ze jako rozpuszczalnik zawiera mieszanine fenolu i we¬ glowodoru, estru kwasu karboksylowego lub ketonu, albo mieszanine fenolu i dwumetyloformamidu, dwumety- loacetamidu lub N-metylopirolidonu.100 006 i,' litwor** IT= 2 3 4 ClOt ^ 0 H00C Figi Q "^)Ql-CHrCO0H HOCHrC^ A^CH2-CH20H O mar 1 CH2--CH2OH mar z 0C*lO°O«»r T >€H2CHr00CNH^^ONC0 kA ir o IrMzOr 3 ocmOchOOT CONHf >CHK VNC0 Wzór 4 0CN--^KCHz-/3 NCO CH3CH2 C /NCO -CHroaaH^ycH, Mto*/- 6 Wzór 5 HO (HOW RO0C o mar 7 -(OH) l-R-OH -I i-to Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+16 Cena 45 zl