Przedmiotem wynalazku jest termoutwardzalny topliwy lakier klejacy. Produkty takie okreslane sa jako lakiery spiekane (Backlack — niem.) i sa roz¬ tworami termoutwardzalnych topliwych klejów, które po usunieciu rozpuszczalnika w tak zwanym procesie spiekania to znaczy przez doprowadzenie ciepla najpierw doprowadza sie do stanu kleistego po czym ulegaja one utwardzeniu.Termoutwardzalny topliwy lakier klejacy wed¬ lug wynalazku jest roztworem termoutwardzalnej mieszaniny okreslonych zywic polihydantonowych, polihydroksypolieterowych (okreslonych tez jako zywice fenoksy) i poliuretanowych w okreslonej proporcji wagowej i nadaja sie szczególnie jako po¬ krycie izolowanych lakierem przewodów nawojo¬ wych o duzej odpornosci cieplnej.Tak wiec z odpornych na dzialanie ciepla prze¬ wodów izolowanych pokrytych topliwym lakierem klejacym wedlug wynalazku moga byc wytwarzane spiekaniem uzwojenia cewek o duzej odpowiedzial¬ nosci mechanicznej i cieplnej, poniewaz pokrycie przy dostatecznym doplywie ciepla ulega stopieniu, przy jednoczesnym dzialaniu cisnienia badz przez wywierany nacisk podczas nawijania albo przez spiekanie w szablonie albo formie prasowalniczej, przenika do przestrzeni pustych pomiedzy przewo¬ dami uzwojenia, a przy dalszym doprowadzaniu ciepla ulega utwardzeniu przez chemiczne usiecip- wanie. 10 15 20 25 30 Izolowane lakierem przewody nawojowe z topli¬ wym klejowym pokryciem, okreslane tez jako prze¬ wody izolowane lakierem spiekanym, od wielu lat znajduja sie w handlu. Chodzi tu o przewody, ele¬ ktryczne, pokryte dolna, normalna warstwa izola¬ cyjna ze zwyklego lakieru izolacyjnego i górna war¬ stwa z topliwego lakieru klejacego wzglednie spie- kalnego.Dolna warstwa (okreslana tez jako izolacja pod¬ kladowa albo bazowa wzglednie jako lakier pod¬ kladowy) stanowi wlasciwa izolacje i sklada sie z materialu, na który nie wplywalyby negatywnie warunki spiekania i sama topliwa warstwa klejaca.Warstwa górna sluzy do sklejania pomiedzy so¬ ba pojedynczych zwojów uzwojenia, dzieki czemu moga byc wytwarzane najrozmaitsze cewki do ce¬ lów elektromagnetycznych, bez potrzeby, z wyjat¬ kiem przypadków szczególnych, dodatkowego wzmacniania ich przez nasycanie innym lakierem.Cewki takie moga byc spiekane w rozmaitych wa¬ runkach, odpowiadajacych ich wielkosci i ksztal¬ tom, na przyklad przez ogrzewanie w szafach grze¬ wczych, przez doprowadzenie goracego powietrza przy nawijaniu, albo przez udarowe nagrzanie pra¬ dem po nawinieciu.Znane dotad materialy jako topliwe kleje (okre¬ slane równiez jako srodki wiazace albo warstwa klejaca) do pokrywania izolowanych lakierem prze- 120 439120 439 3 wodow pod wzgledem ich zachowania sie wobec ciepla moga byc podzielone na dwie grupy: A. W normalnej temperaturze elastycznie ciagli- we termoplasty (okreslane ostatnio tez jako „pla- stomery"), które daja sie bez zmian chemicznych 5 dowolnie czesto przez ogrzewanie doprowadzac do stanu plastycznego^ B. Elastyczne ciagliwe w normalnej temperatu¬ rze, utwardzalne termicznie mieszaniny termoplas- tów (plasftomerów), które juz po jednokrotnym og- 10 rzaniu poprzez stan plastyczny dzieki chemicznemu usieciowaniu (to jest utwardzeniu) przechodza w tak zwane duromery.TupiTwe KiejC. z~g upy A, zawierajace termopla sfc^ne* zywice synt tyczne jak poliwinylobutyral, 15 poliamidy, poliestry itp., zachowuja sie doskonale J^^WSPyWat^y:*Pk'acy wykonanych przy ich u- zt(^UjUiw^eit4leca*pjDnizej zakresu miekniecia tclpiTWCgo Kieju. W zakresie zmiekczenia to jest w stanie plastycznym sila klejaca topliwego kleju sil- 20 nie slabnie, wskutek czego uzwojenie moze ulec de¬ formacji i w koncu ulec zniszczeniu. Przy stosowa¬ niu grupy A temperatura pracy zalezy, miedzy in¬ nymi, od zachowania sie plastycznego topliwego kleju. Od zachowania sie plastycznego zalezy jed- 25 nak równiez wymagana temperatura spiekania, która nie moze byc wybrana dowolnie.Dla topliwyeh klejów grupy A, pozostajacych termoplastycznymi zakres stosowania jest zawsze ograniczony pod wzgledem wyzszych temperatur. 30 Poza tym te topliwe kleje maja okreslone znacze¬ nie, poniewaz istnieje wiele dziedzin stosowania, w których nie wystepuja wysokie termiczne obciaze¬ nia i nie moga wystepowac tam zadne przeciazenia.Topliwe kleje z grupy B w ostatnich latach sa 35 przedmiotem szczególnego zainteresowania, ponie¬ waz stwierdzono, ze tylko przy zastosowaniu takich termoutwardzalnych topliwych klejów wytworzone przewody powalaja w drodze spiekania na wytwo¬ rzenie uzwojen, które zachowuja trwalosc ksztal- 40 tów, równiez przy wysokich mechanicznych i ciep¬ lnych obciazeniach.W ten sposób przed przewodami pokrytymi la¬ kierami spiekanymi otworzyly sie nowe dziedziny zastosowan, zwlaszcza w dziedzinie dotad zastrze- ^ zonej dla lakierów nasycajacych, zwlaszcza do uz¬ wojen silników elektrycznych.Stala tendencje w kierunku ^zrostu wymagan odnosnie odpornosci cieplnej uzwojen umocnilo to odkrycie, poniewaz juz dzis znane sa lakiery ba- 50 zowe dla izolacji lakierowej przewodów elektrycz¬ nych, pozwalajace na stosowanie temperatur pracy ponad 200°C.Takie izolacje podstawowe moga byc szczególnie korzystnie pokrywane termoutwardzalnymi topli- 55 wymi lakierami klejacymi (spiekanymi) o odpo¬ wiedniej odpornosci na dlugotrwale dzialanie ciep¬ la celem wytworzenia przewodów nadajacych sie do uzwojen wzmacnianych na drodze spiekania.Równiez ze wzgledu na ochrone srodowiska korzy- 60 stne jest stosowanie takich topliwych lakierów klejacych, poniewaz przy wzmacnianiu uzwojenia lakierem nasycajacym w przeciwienstwie do wzma¬ cniania przez spiekanie, ulatniaja sie albo odparo¬ wuja wieksze ilosci bardziej lub mniej toksycz- 65 nych rozpuszczalników albo reaktywnych rozcien¬ czalników.Do termoutwardzalnych topliwych lakierów kle¬ jacych proponowano dotad nastepujace mieszaniny zywic z grupy B: — mieszaniny epoksydów z izocyjanianami — wedlug opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 1 285 463 — mieszaniny epoksydów z zywicami melamino- wymi albo fenolowymi wedlug opisu patentowego szwajcarskiego nr 505 446 — mieszaniny polieterów z kopoliamidami i izo¬ cyjanianami wedlug opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 1 424 743 oraz — mieszaniny poliestroimidoureantów z zywicami fenoksy wedlug opisu zgloszenia patentowego Rep.Federalnej Niemiec nr 2 443 252.Te ostatnie propozycje w calosci sa zródlem zna¬ cznego postepu technicznego. Lakier wedlug zglo¬ szenia patentowego RFN nr 2 443 252 stanowi roz¬ wiazanie ze stanu techniki najbardziej zblizone do rozwiazania wedlug wynalazku. Topliwy lakier kle¬ jacy wedlug opisu patentowego Republiki Federal¬ nej Niemiec nr 2 443 252 moze byc bez problemu na maszyny jako pokrycie na odporne na dzialanie ciepla lakierowane przewody izolowane klasy F (155°C) do H (180°C). Pokrycia te na równi z la¬ kierem podkladowym sa dobrze stabilne podczas skladowania, na tyle, ze przewody takie nie ulega¬ ja zmianom i dobrze daja sie nawijac i spiekac.Powyzsza klasyfikacja cieplna zdefiniowana jest w publikacji 85 (1957) Bureau Central de La Com- mission Elektrotechniaue Internationale w dalszej czesci okreslanej skrótem CEI).Praktyka wykazala równiez, ze przy uzyciu top¬ liwego lakieru klejacego wedlug wymienionego opi¬ su zgloszenia patentowego RFN mozna wykonac u- zwojenia elektromagnesów silników elektrycznych klasy cieplnej F do H, które w pracy co najmniej zachowuja sie tak dobrze jak odpowiednie uzwoje¬ nia wzmacniane lakierem nasycajacym klasy F do H.Wada omawianego lakieru stanowi to, z.e dla uzwojen jeszcze bardziej odpowiedzialnych me¬ chanicznie i/albo cieplnie (na przyklad uzwojen wirników silników elektrycznych klasy cieplnej F do H i wyzszych, uzwojen elektromagnesów i wir¬ ników mechanicznych narzedzi, cewek samonosnych i cewek na krótko przeciazanych termicznie o tem¬ peraturze powyzej 250°C) topliwy lakier klejacy wedlug opisu patentowego RFN 2443252 jednak sie nie nadaje, poniewaz stabilnosc ksztaltu w podwyz¬ szonej temperaturze albo dlugotrwalego oddzialy¬ wania cieplnego samego albo tez termiczna odpor¬ nosc na przeciazenia takich cewek jest niewystar¬ czajaca.Z drugiej strony okazuje sie, ze szczególnie przy wytwarzaniu malych cewek pozadane sa mozliwie krótkie czasy spiekania, tak aby koszty wytwarza¬ nia takich cewek byly mozliwie najnizsze.Byloby jednak rzecza bardzo problematyczna za¬ stosowanie topliwego lakieru klejacego takiego jak wedlug cytowanego opisu patentowego RFN DOS. który na przyklad w temperaturze 180°C albo niz¬ szej w ciagu niewielu minut przez spiekanie uleg-120 439 S 6 lby utwardzeniu, poniewaz takie topliwe lakiery klejaee juz przy odpedzaniu rozpuszczalnika po po¬ kryciu izolowanego lakierem przewodu co najmniej czesciowo uleglby utwardzaniu tak, ze nastepuje po tym wzajemnie gotowych uzwojen wykonanych z przewodów pokrytych takim lakierem spiekalnym nie mogloby nastapic bez trudnosci.Pozadany bylby lakier dla którego krótsze cza¬ su spiekania mozna by osiagnac przy temperatu¬ rach spiekania powyzej 200°C. W takim przypadku konieczne jest aby utwardzanie przebiegalo znacz¬ nie szybciej niz dla znanych klejów topliwych.Ponadto konieczne jest aby lakier podkladowy do izolacji zasadniczej i topliwy lakier klejacy (to znaczy uklad przewodu spiekanego) byly wza¬ jemnie dopasowane tak, aby przewód spiekany przy podanych wysokich temperaturach nie zostal usz¬ kodzony. Nie moga przy tym tworzyc sie rysy pod wplywem udaru cieplnego, a izolacja podstawowa nie moze mieknac. Pozadany topliwy klej musi za¬ tem szybko ulegac stopieniu a potem wyraznie szybciej i silniej sieciowac sie niz dotad znane ter¬ moutwardzalne topliwe kleje.Przy wytwarzaniu wiekszych cewek szybkie spie¬ kanie nie daje sie latwo wykonac przy uzyciu zna¬ nych lakierów, poniewaz szybkie ogrzanie i schlo¬ dzenie wielkiej masy cewki jest bardzo trudne i miedzy innymi prowadzi do powstawania w cewce duzych naprezen mechanicznych. Natomiast duze cewki mozna bez problemu wytwarzac w lagod¬ niejszych warunkach spiekania, na przyklad przez wielogodzinne przetrzymywanie w szafie grzewczej w temperaturze ponizej 200°C, przewaznie w mak¬ symalnej temperaturze 180°C, co daje w efekcie cewki o bardzo dobrych i optymalnie ujednolico¬ nych wlasciwosciach.Ze wzgledu na rózne technologie spiekania ter¬ moutwardzalny topliwy lakier klejacy spelniajacy powyzsze warunki moze byc prawie uniwersalnie 'stosowany do pokrywania lakierowanych przewo¬ dów izolowanych, jezeli ten klej topliwy z jednej strony juz w temperaturze od okolo 180°C topi sie i staje sie lepki, ale odpowiednio do tego wolniej utwardza sie, ale z drugiej strony w temperaturze powyzej 200°C, najlepiej powyzej 220°C przy spie¬ kaniu mozliwie szyko utwardza sie. Topliwe kleje, które musza byc spiekane w temperaturze powyzej 22Q°C nie nadaja sie równiez do malych cewek.Takie wlasciwosci sa tez dla dalszego przerobu technologicznego korzystne, a mianowicie przy wy¬ twarzaniu cewek o skomplikowanym ksztalcie, któ¬ re formuje sie wielostopniowo, przy czym wyko¬ rzystuje zdolnosc do plastycznego deformowania, topliwego kleju. Tak dlugo bowiem jak termout¬ wardzalne przewody do spiekania, sa sklejane przez stopienie, co mozliwe jest w temperaturze ponizej 200°C, to znaczy kiedy topliwy klej daje sie jesz¬ cze plastycznie odksztalcac, moga te termoutwar¬ dzalne przewody do spiekania byc stosowane na równi z dotychczasowymi i pozostajac termoplasty¬ cznymi moga byc wielokrotnie plastycznie przeksz¬ talcane. Przy ostatecznym formowaniu termout¬ wardzalne lakierowane przewody do spiekania w przciwienstwie do termoplastycznych utwardzaja sie cieplnie.Celem wynalazku jest opracowanie termoutwar¬ dzalnego topliwego lakieru klejacego pozbawione¬ go niedogodnosci znanych lakierów i spelniajacych wyzej okreslone wymogi, którego skladniki zywi- 5 cowe korzystnie juz od temperatury 180°C, mak¬ symalnie jednak w temperaturze 220°C bez trudno¬ sci przez spiekanie ulegaja utwardzeniu, w tempe¬ raturze powyzej 200°C wyraznie szybciej i sikiiej sieciuja sie niz dotad znane termoutwardzalne kleje topliwe, a po utwardzeniu (usieciowaniu) w wyzszej temperaturze zachowuja lepiej stabilnosc ksztaltu, sa bardziej odporne na dzialanie ciepla i lepiej znosza przeciazenia cieplne niz znane ter¬ moutwardzalne topliwe kleje, przy czym naturalnie musza one spelniac wymagania podstawowe co do stabilnosci skladowania, zdolnosci przetwarzania, itp.Taki topliwy lakier klejacy stosuje sie przewaz¬ nie do pokrywania znanych juz odpornych na dzia¬ lanie ciepla izolowanych lakierem przewodów celem wytworzenia przewodów lakierowanych do spieka¬ nia/ Stwierdzono nieoczekiwanie, ze przez zastosowa¬ nie topliwego lakieru klejacego na bazie termout¬ wardzalnej mieszaniny roztworów zywicy polihy- dantoinowej, zywicy polihydroksypolieterowej (zy¬ wicy fenoksy) oraz zywicy poliuretanowej na po¬ krytych termoodpornym lakierem izolacyjnym prze¬ wodach nawojowych mozna wytworzyc termout*- waldzalna topliwa \warstwe klejaca, która spelnia wszystkie wyzej wymienione wymgania wyraznie lepiej niz wszelkie dotad znane kleje topliwe.Termoutwardzalny topliwy lakier klejacy wedlug wynalazku jest roztworem termoutwardzalnej mie- szaniny, która liczac na skladniki zywicowe zawiera a) zywice polihydantoinowa o budowie liniowej i/ lub rozgalezionej, przedstawionej ogólnym wzorem 1, w którym symbole R maja takie samo lub rózne znaczenie i kazdy niezaleznie oznacza atom wodo¬ ru, albo reszte alkilowa o 1—4 atomach wegla, sybol X oznacza alifatyczny, cykloalifatyczny, hete¬ rocykliczny i/albo aromatyczny czlon laczacy, a n oznacza liczbe dodatnia o wartosci odpowiadajacej lepkosci wlasciwej w temperaturze 20°C 1% roz¬ tworu w mieszaninie 50% m-krezolu, 30—40*/o p- krezolu i 20—10% wzglednie o-krezolu 0,2—1,5, b) zywice polihydroksypolieterowa zywice fenoksy o budowie liniowej i/albo rozgalezionej przedstawio¬ nej ogólnym wzorem 2 abo 3, w których Y oznacza dwuwartosciowa reszte alifatyczna, cykloalifatyczna heterocykliczna i/albo aromatyczna, m jest liczba dodatnia o wartosci odpowiadajacej lepkosci wlas¬ ciwej, p jest liczba dodatnia o sredniej wartosci 1—30, a q jest liczba dodatnia o wartosci odpowia¬ dajacej lepkosci wlasciwej i których lepkosc wlas¬ ciwa w temperaturze 20°C 1% roztworu w miesza^ ninie 5O0/o m-krezolu, 30-^40% p-krezolu i 20—109/o o-krezolu wynosi 0,2—1,5, oraz c) zywice poliureta¬ nowa o budowie liniowej i/albo rozgalezionej, za¬ wierajacej co najmniej 4°/o wagowych ugrupowan uretanowych o wzorze 4, której 1% roztwór w mie¬ szaninie 509/o m-krezolu, 30—40% p-krezolu i 20— 10*/o o-krezolu, w temperaturze 20°C ma lepkosc 0,1—1,0, w rozpuszczalniku albo mieszaninie roz¬ puszczalników, która wrze w zakresie temperatur 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60120 439 8 50—230°C, korzystnie 130—210°C. Stosunek iloscio¬ wy skladników a-c miesci sie w ponizszych gra¬ nicach wyrazonych w procentach wagowych: (za¬ kres pola osmioboku wyznaczonego na wykresie trójkata stezen) od 80% skladnika a, 5*/o skladnika b, 15% sklad¬ nika c, 80% skladnika a, 18% skladnika b, 3% sklad¬ nika c, 33% skladnika a, 65% skladnika b, 3% sklad¬ nika c, 20*/© skladnika a, 65% skladnika b, 15% sklad¬ nika c, 20% skladnika a, 40 PL PL PL PL PL