PL72718B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Dr. Kurt Herberts und Co. vorm. Otto Louis Herberts, Wuppertal-Barmen (Republika Fede¬ ralna Niemiec) Srodek do impregnowania uzwojen izolowanych przewodów elektrycznych i sposób jego wytwarzania Przedmiotem wynalazku jest srodek do impreg¬ nowania uzwojen izolowanych przewodów elek¬ trycznych oraz sposób wytwarzania tego srodka.Impregnowanie uzwojen izolowanych przewo¬ dów elektrycznych, a zwlaszcza tworników silni- 5 ków elektrycznych, ma duze znaczenie w technice.Zywice stosowane do tego celu powinny spelniac szereg warunków, a mianowicie powinny byc od¬ porne na dzialanie ciepla i wykazywac nieznaczne tylko straty na wadze przy trwalym wystawieniu 10 na dzialanie ciepla, nie powinny kurczyc* sie, a przy tym powinny miec dobre wartosci elektrycz¬ ne.Dotychczas do wytwarzania impregnowanych lub wsypywanych uzwojen elektrycznych stosuje sie 15 mieszane polimery, wytwarzane w ten sposób, ze mieszane estery trójzasadowych lub wielozasado- wych alkoholi, w których co najmniej jedna grupa wodorotlenowa jest zestryfikowana nienasyconym kwasem dwukarboksylowym, a pozostale grupy 20 hydroksylowe sa zestryfikowane nasyconymi lub nienasyconymi kwasami dwukarboksylowymi, przy czym wolne grupy karboksylowe w polowicznie zestryfikowanych w ten sposób kwasach dwukar- boksylowych sa w znacznej mierze zestryfikowane 25 za pomoca jednozasadowych alkoholi, poddaje sie polimeryzacji z monomerycznymi zwiazkami wi¬ nylowymi i/lub allilowymi, prowadzac proces poli¬ meryzacji w podwyzszonej temperaturze i w obec¬ nosci katalizatorów i/lub przyspieszaczy. Jako jed- 30 nowartosciówe alkohole do wytwarzania tych mie¬ szanych estrów stosuje sie alkohole alifatyczne, aromatyczne i alicylkliczne, takie jak alkohol no- nylowy, benzylowy lub cykloheksanol (wylozone opisy patentowe Niemieckiej Republiki Federal¬ nej nr 1 049 101 i 1 138 540).Zywice te nie spelniaja jednak w dostatecznej mierze podanych wyzej warunków, a przede wszy¬ stkim maja zbyt mala odpornosc na trwale dziala¬ nie ciepla i przy dluzszym wystawieniu impreg¬ nowanych nimi uzwojen izolowanych przewodów elektrycznych na dzialanie podwyzszonej tempe¬ ratury wykazuja znaczne straty na wadze. Straty te sa czesto tak duze, ze wymienione wyzej zy¬ wice faktycznie nie nadaja sie do stosowania jako srodki do impregnowania uzwojen izolowanych przewodów elektrycznych.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze opisanych wy¬ zej wad znanych zywic do impregnowania uzwo¬ jen izolowanych przewodów elektrycznych unika sie, jezeli do impregnowania stosuje sie mieszani¬ ne skladajaca sie z mieszanych estrów o wzorze ogólnym 1, w którym A oznacza jedna z grup o wzorze 2, 3 lub 4, a n oznacza liczbe równa liczbie wolnych wartosciowosci w grupie A i z monomerycznych zwiazków winylowych i/lub alli¬ lowych, które maja zdolnosci kopolimeryzowania i wiazania sie z estrami o wzorze 1. Do impreg¬ nowania uzwojen mieszaniny takie stosuje sie jako zywice do nasycania lub zywice wsypywane, przy 72 7188 72 718 4 czym do mieszanin tych stosuje sie dodatek kata¬ lizatorów i/lub przyspieszaczy i ewentualnie zna¬ nych wypelniaczy. Uzwojenia impregnowane za pomoca tych mieszanin wykazuja bardzo niewiel¬ ka strate na wadze przy trwalym wystawieniu na dzialanie ciepla, jak równiez odpowiadaja wszy¬ stkim innym wymaganiom, opisanym wyzej. Zgod¬ nie z wynalazkiem, mieszanina taka nasyca sie uzwojenie i nastepnie ogrzewa w celu utwardzenia zywicy.Estry o wzorze 1 sa zwiazkami nowymi i zgodnie z wynalazkiem wytwarza sie je w ten sposób, ze 1 mol zwiazku o wzorze 5, w którym A i n maja wyzej podane znaczenie, poddaje sie reakcji z n molami zwiazku o wzorze 6 lub bezwodnika tego zwiazku i z n molami zwiazku o wzorze 7, pro¬ wadzac te reakcje w obecnosci przenosnika w tem¬ peraturze wyzszej od temperatury okolo 150°C.Estry te maja bardzo maly ciezar czasteczkowy i niewielka lepkosc wlasciwa, a dzieki korzystnej bu¬ dowie przestrzennej i polozeniu czynnych wiazan podwójnych kwasu maleinowego lub fumarowego sa latwo zwilzane przez monomeryczne zwiazki wi¬ nylowe i/lub allilowe i reaguja z nimi. Zawarty w tych estrach jednozasadowy alkohol wielopier¬ scieniowy, majacy grupy alicykliczne, sprawia, ze produkty koncowe maja bardzo znaczna stalosc wagi przy trwalych obciazeniach cieplnych, a kurczliwosc utwardzonych zywic jest niewielka.Mieszane estry o wzorze 1 wytwarza sie w ten sposób, ze zwiazki o wzorach 5, 6 i 7 ogrzewa sie w obecnosci srodka przenoszacego w temperatu¬ rze wyzszej od temperatury 150°C. Mozna ogrze¬ wac mieszanine wszystkich tych zwiazków, ale korzystnie jest prowadzic reakcje stopniowo, a mianowicie estryfikowac najpierw kwas dwukar- boksylowy o wzorze 6 jednozasadowym alkoholem o wzorze 7, a nastepnie estryfikowac alkoholem wielozasadowym o wzorze 5. Estryfikacje mozna tez prowadzic najpierw za pomoca alkoholu wielo- zasadowego, a nastepnie jednozasadowego. Nie na¬ lezy ogrzewac do temperatury wyzszej od tempe¬ ratury rozkladu reagentów, a korzystnie prowadzi sie proces w temperaturze 170—175°C.Impregnowanie uzwojen izolowanych przewo¬ dów elektrycznych prowadzi sie w ten sposób, ze uzwojenia nasyca sie lub posypuje mieszanina estrów o wzorze 1 z omówionymi wyzej mono- merycznymi zwiazkami, przy czym mieszanina ta zawiera znane katalizatory i/lub przyspieszacze.Jako katalizatory stosuje sie na przyklad nadtle¬ nek benzoilu, nadbenzoesan butylu lub nadoktoe- san butylu, a jako przyspieszacze — na przyklad naftenian kobaltu, oktoesan kobaltu lub zwiazki wanadowe. Mieszaniny te moga tez zawierac zna¬ ne wypelniacze, jak równiez pigmenty i barwni¬ ki do barwienia mieszanin i gotowych produktów.Jako wypelniacze stosuje sie na przyklad silnie rozdrobniony dwutlenek krzemu, siarczan barowy itp. Jako wypelniacze mozna tez stosowac niewiel¬ kie ilosci innych zywic, które moga byc uzywane razem z zywicami wedlug wynalazku, ale na ogól nie jest to wskazane, aby nie pogarszac wlasci¬ wosci zywic wedlug wynalazku.Nasycone uzwojenia ogrzewa sie do takiej tem¬ peratury, w której zachodzi utwardzanie zywicy, to znaczy kopolimeryzacja estrów o wzorze 1 i zwiazków monomerycznych. Temperatura ta zale- 5 zy od rodzaju reagentów, rodzaju i ilosci katali¬ zatorów i/lub przyspieszaczy. Ogólnie biorac sto¬ suje sie temperatury wyzsze niz 50°C, a nizsze od tej temperatury, w której moglyby wystapic niepozadane zabarwienie produktu lub szkodliwe zmiany w jego siatce budowy. Nalezy przeto uni¬ kac temperatury powyzej 150°C. Temperatura niz¬ sza niz okolo 50°C jest zbyt niska, poniewaz otrzy¬ mane zywice powinny byc trwale w* temperaturze zblizonej do temperatury pokojowej, to znaczy nie powinny w nich zachodzic zadne reakcje. Ka¬ talizatory i/lub przyspieszacze powinny byc tak dobieranie, aby nie powodowaly wstepnego utwar¬ dzania juz w temperaturze nizszej od okolo 50°C.Grupy oznaczone wzorami 2, 3 i 4 stanowia reszty gliceryny, trójmetylopropanu lub pentaery- trytu. Zawarta w zwiazku o wzorze 1 reszta kwa¬ su dwukarboksylowego jest reszta kwasu malei¬ nowego, przy czym korzystnie jest stosowac jako produkt wyjsciowy bezwodnik kwasu maleinowe¬ go, gdyz reaguje on w lagodniejszych warunkach.Pozycja grupy wodorotlenowej w jednozasado- wych alkoholach o wzorze 7 nie ma decydujace¬ go znaczenia. Mozna tez stosowac mieszaniny zwiazków o wzorze 7, w których grupa wodoro¬ tlenowa jest zwiazana z alicyklicznym pierscieniem w róznych pozycjach. Zwiazki te sa zwiazkami znanymi, a ich sposoby wytwarzania sa opisane na przyklad w J. Amer. Chem. Soc. 40, 1955, (1918).Pomimo dosc skomplikowanej budowy sa to zwiaz¬ ki latwo dostepne.Srodki wedlug wynalazku stosuje sie w prak¬ tyce szczególnie latwo w postaci mieszanin goto¬ wych do nasycania 'lub wsypywania. Mozna jednak przygotowac te srodki w postaci preparatów, do których krótko przed uzyciem dodaje sie dodat¬ kowo katalizatory i/lub przyspieszacze, aby uzy¬ skac przyspieszone utwardzanie. Taki sposób po¬ stepowania jest znany. Poza tym proces utwar¬ dzania mozna tez przyspieszac przez napromienio- wywanie promieniami bogatymi w energie, takimi jak promieniowanie elektronowe lub promieniowa¬ nie gamma.Jako ulegajace polimeryzacji monomeryczne zwiazki winylowe i/lub allilowe stosuje sie na przyklad styren, dwuwinylobenzen, winylotoluen, estry kwasu akrylowego i/lub metakrylowego.Przyklad LA. Wytwarzanie estru mieszane¬ go. 3 mole 4-hydroksytrójcyklodecenu-8-(5, 2, 1, 0£»6) i 3 mole bezwodnika kwasu maleinowego mie¬ sza sie w atmosferze dwutlenku wegla w ciagu 1 godziny w temperaturze 120°C. Do otrzymanego estru dodaje sie 1 mol gliceryny z dodatkiem ksy¬ lenu i prowadzi azeotropowo estryfikacje w tem¬ peraturze 170—175°C az do otrzymania liczby kwa¬ sowej 30. Po przedestylowaniu mieszaniny pod zmniejszonym cisnieniem w temperaturze 165°C i ochlodzeniu produkt stabilizuje sie przez dodanie 0,01% hydrochinonu. B. Utwardzanie. 40 g otrzyma¬ nego estru mieszanego rozpuszcza sie w 22 g styre¬ nu, miesza dokladnie z 28 g dwutlenku tytanu i w 15 28 25 30 35 40 45 50 55 6072 718 6 razie potrzeby dodaje styrenu az do otrzymania lepkosci wyplywowej mieszaniny (AK4) wynosza¬ cej 90 sekund. Mieszanina ta nasyca sie cewke elektryczna i ogrzewa ja nastepnie w temperatu¬ rze 130°C w ciagu 3 godzin. W celu oznaczenia straty na wadze, 5 g tej mieszaniny odlewa sie w formie o wymiarach 45 mmX45 mm, utwardza w ciagu 3 godzin w temperaturze 130°C i nastepnie poddaje procesowi starzenia w ciagu 24 godzin w temperaturze 250°C. Wyniki tej próby, jak równiez wyniki drugiej próby i prób porównawczych, po¬ dano w nizej zamieszczonej tablicy.Przyklad II. A. Wytwarzanie mieszanego estru. 4 mole 4-hydroksytrójcyklodecenu-8-(5, 2, 1, 02»fl) i 4 mole bezwodnika kwasu maleinowego umieszcza sie w atmosferze dwutlenku wegla w temperaturze 120°C w ciagu 1 godziny. Nastepnie dodaje sie 1 mol pentaerytrytu i proces prowadzi dalej w sposób opisany w przykladzie la. B.Utwardzanie. Otrzymany ester utwardza sie w spo¬ sób opisany w przykladzie I b.W celu uzyskania wyników porównawczych przeprowadzono trzy nizej opisane próby A, B i C.Próba A. a) 3 mole dekanolu i 3 mole bezwod¬ nika kwasu maleinowego miesza sie w atmosfe¬ rze dwutlenku wegla w temperaturze 120°C w ciagu 1 godziny i otrzymany ester traktuje dalej w sposób opisany w przykladzie la. b) Proces utwardzania otrzymanego estru prowa¬ dzi sie metoda opisana w przykladzie Ib.Próba B. a) 3 mole alkoholu benzylowego i 3 mole bezwodnika kwasu maleinowego miesza sie w atmosferze dwutlenku wegla w ciagu 1 godziny - w temperaturze 120°C i prowadzi dalej estryfi- kacje w sposób opisany w przykladzie la. b) Otrzymany ester utwardza sie w sposób podany w przykladzie Ib.Próba C. a) 3 mole cykloheksanolu i 3 mole bezwodnika kwasu maleinowego poddaje sie reak¬ cji w warunkach podanych w przykladzie la. b) otrzymany ester utwardza sie metoda opisana w przykladzie Ib.Straty na wadze próbek odlanych z produktów otrzymanych w sposób opisany w przykladzie I i II oraz w próbach porównawczych A, B i C oznacza sie przez wazenie próbek po procesie utwardzania w ciagu 3 godzin w temperaturze 130°C i po procesie starzenia w ciagu 24 godzin 15 20 25 30 35 40 45 w temperaturze 250°C. Straty na wadze, wyra¬ zone w procentach wagowych, sa podane w na¬ stepujacej tablicy.T ablica Próbka zywicy Przyklad I Przyklad II Próba porównawcza A Próba porównawcza B Próba porównawcza C Strata podczas utwardzania 3,14 3,20 5,45 3,92 3,56 Strata podczas starzenia 4,9 1 4,5 28,8 1 25,4 21,2 1 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Srodek do impregnowania uzwojen izolacyjnych przewodów elektrycznych przez nasycanie ich tym srodkiem i nastepnie ogrzewanie w celu utwar¬ dzenia zawartej w nim zywicy, skladajacej sie ze zwiazków zdolnych do kopolimeryzacji, kataliza¬ torów i/lub przyspieszaczy ¦ oraz ewentualnie wy¬ pelniaczy, znamienny tym, ze jako zwiazki zdolne do kopolimeryzacji zawiera mieszanine, skladaja- sa sie z jednego lub kilku mieszanin estrów o ogólnym wzorze 1, w którym A oznacza jedna z grup o wzorze 2, 3 lub 4, a n oznacza liczbe równa liczbie wolnych wartosciowosci w grupie A i z jednego lub kilku monomerycznych zwiazków winylowych i/lub allilowych, które maja zdolnosc kopolimeryzowania i wiazania sie z estrami o wzorze 1.

2. Sposób wytwarzania srodka wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 1 mol zwiazku o ogólnym wzorze 5, w którym A i n maja znaczenie poda¬ ne w zastrz. 1, poddaje sie reakcji z n molami zwiazku o wzorze 6 lub bezwodnika tego zwiaz¬ ku, w obecnosci przenosnika w temperaturze wyz¬ szej od temperatury okolo 150°C, po czym otrzy¬ many ester mieszany o wzorze 1, w którym A i n maja wyzej podane znaczenie miesza sie z mono- merycznymi zwiazkami winylowymi i/lub allilo- wymi, z dodatkiem katalizatorów i/lub przyspie¬ szaczy i ewentualnie wypelniaczy.KI.21c,2/14 72718 MKP HOlb 3/30 O O / . 'II II a(-oc-ch=ch-co 'n A (OH) n Wzór J CH2- I 2 CH - Ch2- Wzór 2 Wzór B O HO-C— CH =CH-C-OH CH2- CH3CH2—C—CH2- CH2 Wzór 3 Wzór 6 HO -H2(X -H2r XCHr Wzór 4 Wzór 7 Bltk 1839/74 r. 120 egz. A4 Cena 10 zl PL PL