PL94092B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest srodek smarujacy do drutów z izolacja lakierowa, zwlaszcza do drutów nawo¬ jowych.Druty lakierowane, to znaczy druty z izolacja lakierowa, posiadaja cienka, mozliwie nie wykazujaca peche¬ rzyków i porów blone, której grubosc jest ustalona np. przepisami norm. Blona lakierowa sluzy do izolowania wzajemnego zwojów cewki. Przede wszystkim druty lakierowane, przeznaczone do budowy maszyn elektrycz¬ nych, ale tez i takie druty, stosowane w technice niskopradowej, sa podczas ich przetwarzania wzglednie podczas nawijania na automatycznych nawijarkach lub podczas wprowadzania do zlobków statorów lub rotorów silnie obciazone.W celu unikniecia podczas przetwórstwa uszkodzen izolacji drutów lakierowanych i w celu umozliwienia bezusterkowego nawijania cewek powleka sie druty srodkiem smarujacym. W celu podwyzszenia wlasnosci elek¬ trycznych i mechaniczno-termicznych, w budowie maszyn elektrycznych stosuje sie powszechnie impregnowanie metoda zanurzeniowa lub kropelkowa uzwojen, np. za pomoca nienasyconych zywic poliestrowych lub zywic epoksydowych, i spiekanie w procesie cieplnym.Znane srodki smarujace, zwlaszcza srodki na osnowie parafin, zmniejszaja jednak znacznie wytrzymalosc spojenia drut lakierowany — zywica impregnacyjna. Wykazuja one bowiem niekorzystna wlasciwosc tworzenia miedzy zywica impregnacyjna a drutem lakierowanym swojego rodzaju warstwy rozdzielajacej. Zmniejszona wytrzymalosc mozna wyraznie obserwowac w próbach przelaczania na silnikach elektrycznych, jesli badany przedmiot z uzwojeniami pozbawionymi srodka smarujacego porównuje sie zbadanymi przedmiotami, które wykazuja uzwojenia wyposazone w srodek smarujacy. Dodatkowy etap postepowania dla usuniecia srodka sma¬ rujacego przed procesem impregnacji wzglednie zanurzenia, dzieki któremu mozna usunac omówione trudnosci, jest w produkcji wielkoseryjnej niemozliwy do przyjecia ze wzgledów ekonomicznych.Celem wynalazku jest umozliwienie w przypadku drutów z izolacja lakierowa ich bezproblemowego prze¬ twarzania i nie pogorszenie spojenia miedzy drutem lakierowanym a zywica impregnacyjna lecz nawet polepsze¬ nie jakosci tego spojenia. Cel ten osiaga sie za pomoca srodka smarujacego do drutów z izolacja lakierowa, który wedlug wynalazku jako substancje aktywna zawiera zwiazek typu A-C-B o konsystencji maziowatej lub mydlastej2 94 092 w temperaturze pokojowej, przy czym A oznacza chemiczne ugrupowanie zawierajace grupy reaktywne, które umozliwiaja wbudowanie chemiczne w dajacy sie polimeryzowac uklad zywic impregnacyjnych, B oznacza nasy¬ cony lub nienasycony alifatyczny rodnik weglowodorowy a C oznacza czlon laczacy o postaci ugrupowania weglowego, azotowego, tlenowego lub siarkowego.Zwiazki zawarte w srodku smarujacym wedlug wynalazku, to znaczy zarówno poszczególne zwiazki jak i tez mieszaniny tych zwiazków, chemicznie wbudowuja sie podczas procesu utwardzania zywicy impregnacyjnej w jej zywice macierzysta, to znaczy zachodzi tak zwane usuniecie na drodze chemicznej srodka smarujacego.W ten sposób mozliwe jest silne spojenie drutu lakierowanego i zywicy izolacyjnej.Funkcja smarna srodka jest zapewniona w ten sposób, ze zwiazek zawarty w srodku wedlug wynalazku wykazuje w temperaturze pokojowej konsystencje maziowata lub mydlasta. Zwiazki te wykazuja temperature topnienia okolo 35-65°C i wspólczynnik tarcia jjl = 0,09 - 0,2 (wedlug normy niemieckiej DIN nr 46453 ust. 11.2). Obok znakomitego dzialania smarujacego wykazuja tego rodzaju zwiazki ponadto te zalete, ze nie posiada¬ ja one wcale lub tylko pomijalnie nieznaczna kleistosc. Tokorzystnie wyróznia je np. w porównaniu z oligomery- zowanymi poliestrami nienasyconymi. Próby z tego rodzaju poliestrami wykazaly, ze z ich pomoca nie mozna osiagnac zadawalajacych wyników. Kleistosc powierzchniowa tak uzyskanej blony srodka smarujacego stanowi bowiem powazny problem przy przetwórstwie drutów lakierowanych, poniewaz wskutek nadmiernego wiazania pylów podczas procesu wytwarzania lub podczas transportu zachodzi silne zabrudzenie a krazki prowadzace zaklejaja sie podczas nawijania.Zwiazki stosowane w srodku smarujacym wedlug wynalazku wykazuja strukture typu A-B-C. Ugrupowanie A jest przy tym zasadniczo nosnikiem grup funkcyjnych, umozliwiajacych chemiczne wbudowanie sie w usiecio- wana strukture zywicy impregnacyjnej podczas procesu utwardzania. W przypadku zywic impregnacyjnych na osnowie nienasyconych poliestrów sa to grupy, które podczas procesu utwardzania wbudowuja sie w zywice macierzysta wobec inicjowania rodnikowego. Chemiczne ugrupowanie A zawiera wówczas korzystnie co najmniej jedna grupe nienasycona etylenowo. W przypadku stosowania zywic utwardzajacych sie na drodze addycji,np. zywi© epoksydowych lub uretanowych, grupy funkcyjne korzystnie wykazuja reaktywne atomy wodoru.Ugrupowanie B jest zasadniczo nosnikiem najistotniejszych wlasciwosci srodka smarujacego, to znaczy wspóldecyduje ono o konsystencji srodka smarujacego. Ugrupowanie B sklada sie z nasyconego lub nienasycone¬ go alifatycznego rodnika weglowodorowego, to znaczy B stanowi rodnik alkilowy, alkenylowy lub alkinylowy.Dla uzyskania dobrych wlasciwosci smarujacych ugrupowanie B zawiera korzystnie 8—24 atomów wegla, a zwlaszcza 14—20 atomów wegla. Symbol B oznacza korzystnie rodnik laurylowy lub stearylowy.Czlon mostkowy lub laczacy C pomiedzy nosnikiem grup funkcyjnych A i ugrupowaniem B stanowi ugrupowanie weglowe, azotowe, tlenowe lub siarkowe. Pod pojeciem ugrupowania weglowego nalezy przy tym rozumiec zarówno mostek w postaci atomu wegla o wzorze 15 jak tez mostek w postaci grupy karboksylowej —CO- i grupy estrowej —CO—O—. Pod pojeciem ugrupowania azotowego nalezy rozumiec obok struktury o wzorze 16 takze strukture imidowa o wzorze 17 oraz strukture uretanowa o wzorze —NH—CO—O—.Ugrupo¬ wanie tlenowe oznacza korzystnie wiazanie eterowe —O—. Pojecie ugrupowania siarkowego obejmuje obok struktury tioeterowej -S— takze strukture sulfotlenkowa —SO- i strukture sulfonu —S02 —.Obie wolne wartosciowosci ugrupowania weglowego o wzorze 15, gdyz dwie wartosciowosci sa juz zwiaza¬ ne z ugrupowaniami A i B, moga byc obsadzone rodnikami organicznymi lub atomami wodoru. Wolna wartoscio¬ wosc w ugrupowaniu azotowym o wzorze 16 moze byc zwiazana z rodnikiem alkilowym o 1-20 atomach wegla, z rodnikiem alkilenocykloalkanowym o 4-10 atomach wegla, z rodnikiem alkilenoarylo/-heteroarylo/-wym o 7-10 atomach wegla, z rodnikiem alkenyIowym lub alkinylowym o 3—16 atomach wegla lub z wodorem.Do waznych przykladów ugrupowania A zaliczaja sie pochodne nastepujacych zwiazków:kwasu izocyjanu- rowego o wzorze 1, kwasów banzenokarboksylowych o wzorze 2, kwasów cykloheksanokarboksylowych o wzo¬ rze 3, kwasu cynamonowego o wzorze 4, benzenu o wzorze 5, kwasu maleinowego o wzorze 6, kwasu fumarowe- go o wzorze 7, kwasu itakonowego o wzorze 8, kwasu metakrylowego o wzorze 9, kwasu akrylowego o wzorze , maleinianu monoallilowego o wzorze 11, mono- lub dwuestru gliceryny o wzorze 12, propylenu o wzorze 13 i etylenu o wzorze 14, przy czym we wzorach 2 i 3 symbol m oznacza liczbe co najwyzej 5 a suma m + n jest co najwyzej równa 6.W przypadku stosowania rodnikowo sieciujacych sie zywic impregnacyjnych wprowadza sie korzystnie zwiazki, w których co najmniej jeden z podstawników Rt - R8 wykazuje dajace sie polimeryzowac zwiazanie wielokrotne. Przykladami takich podstawników sa: grupa allilowa, metyloallilowa, etyloallilowa, propyloallilowa, 3-etylobuten-2-ylowa, 3-butenylowa, 2,4-heksadienylowa, krotylowa lub nonenylowa.W przypadku stosowania sieciujacych sie addycyjnie zywic impregnacyjnych, takich jak zywice na osnowie epoksydów lub uretanów, podstawniki Rj - R8 zawieraja korzystnie grupy wykazujace reaktywne atomy wodo-94 092 3 ru, takie jak grupa NH , - NH2 , --COOH lub -OH. Jezeli czlon laczacy C wystepuje jako ugrupowanie azotowe, to czasteczka zwiazku smarujacego moze zawierac reaktywny atom wodoru takze i w postaci grup -NH- lub -NH-CO-0-.Charakterystycznymi przykladami zwiazków typu A-C-B, stosowanych w srodku smarujacym wedlug wynalazku sa: a) do rodnikowo Sieciujacych sie zywic impregnacyjnych; dwuallilo-stearylo- izocyjanuran, 1-karboallilo- ksy-3,4 -dwukarbostearyloksybenzen/ester kwasu trójmelitowego/, maleinian dwulaurylowy, maleinian dwustea- rylowy, fumaran dwualurylowy, fumaran laurylowo- stearylowy, fumaran dwustearyIowy, N-laurylo-maleinoi- mid, N-stearylo-maleinoimid, cynamonian stearylo-/lauryIo-, cetylo- lub mirystylo/wy i N-mono/dwu/stearylo-/la- urylo-, mirystylo-, cetylo-/amid kwasu cynamonowego oraz wielokrotnie zestryfikowane wyzszymi nasyconymi kwasami tluszczowymi o 10—24 atomach wegla, ewentualnie zmieszanymi z nienasyconymi kwasami tluszczo¬ wymi o 18-24 atomach wegla, alkohole wielowodorotlenowe, w których co najmniej jedna grupa hydroksylowa jest zestryfikowana nienasyconym kwasem karboksylowym, korzystnie kwasem metakrylowym lub akrylowym; b) do sieciujacych sie addycyjnie zywic impregnacyjnych: l-karboksy-3,4-dwukarbostearyloksy- benzen, N^-dwustearylo-Zmirystylo-, laurylo-, cetylo-/dwuamid kwasu malonowego, N,N'-dwustearylo- /rnirystylo-, lau- rylo-, cetylo-/fenylenodwuamina, ftalan mono-stearylo-/laurylo-, mirystylo-, cetylo-/wy, szesciowodoroftalan mo- nostearylo-/laurylo-, mirystylo-, cetylo-/wy, N,^- dwustearylo-/laurylo-, mirystylo-, cetylo-/dwuamid kwasu sze- sciowodoroftalowego i N-stearyloanilina oraz wielokrotnie zestryfikowane wyzszymi nasyconymi kwasami tlu¬ szczowymi o 10—24 atomach wegla, ewentualnie zmieszanymi z nienasyconymi kwasami tluszczowymi o 18—24 atomach wegla, alkohole wielowodorotlenowe, w których poprzez co najmniej jedna grupe hydroksylowa wie¬ dzie wiazanie pólestrowe do kwasu dwu- lub wielokarboksylowego.W przypadku stosowania rodnikowo sieciujacych sie zywic impregnacyjnych odpowiednimi sa zwlaszcza cynamoniany alkoholu laurylowego, mirystylowego, cetylowego i stearylowego. W przypadku stosowania zywic impregnacyjnych na osnowie poliuretanów korzystnymi sa zwiazki smarujace z reaktywnymi atomami wodom w wiazaniu —OH, -NH lub -NH2.Jako szczególnie odpowiednie do stosowania w srodku smarujacym wedlug wynalazku okazaly sie takie zwiazki, których czlon laczacy C stanowi N-podstawiona amine, a zwlaszcza 2,4-dienoksy-6*amino-alkil/-en/o-s- -triazyny o ogólnym wzorze 18, w którym Ri i R2 oznaczaja grupe allilowa i/lub metyloallilowa i/lub etyloallilo- wa i/lub propyloallilowa i/lub 3-etylobuten-2-ylowa i/lub 3-butenylowa i/lub 2,4-heksadienylowa i/lub krotylowa i/lub nonenylowa, R3 oznacza atom wodoru lub grupe alkilenowa, ewentualnie zwiazana cyklicznie z podstawni¬ kiem R4, przy czym poszczególne grupy metylenowe sa ewentualnie podstawione przez grupy keto lub tio, a R4 oznacza grupe alkilowa o 1-20 atomach wegla, grupe alkilenocykloalkanowa o 4—10 atomach wegla, grupe alkilenoarylo/-heteroarylo/-wa o 7-10 atomach wegla lub grupe alkenylowa lub alkinylowa o 3—16 atomach wegla. Tego rodzaju zwiazki wyrózniaja sie zwlaszcza tym, ze ich kleistosc jest pomijalnie nieznaczna. Bardzo dobre rezultaty osiaga sie za pomoca 2,4-dienoksy-6-aminostearylo-s-triazyn, przy czym korzystnie stosuje sie 2,4-dwualliloksy-6-aminostearylo-s-triazyne.Wytwarzanie 2,4-dienoksy-6-aminoalkil/-en/-o-s-triazyn jest opisane np. w opisie patentowym St.Zfedn.Am. nr 2537816 i w ujawnionym przez wylozenie w opisie patentowym Republiki Federalnej Niemiec DOS nr 2308560.Stosowanie zwiazków typu A-C—B w srodku smarujacym wedlug wynalazku do drutów z izolacja lakiero¬ wa okazalo sie, ze szczególnie korzystne takze dlatego, gdyz zwiazki te w postaci monotncryczfiej sa calkowicie obojetne wzgledem warstwy lakieru czy tez izolacji. Ponadto stosunkowo niski równowaznik wiazac podwójnych wzglednie wodór aminowy tych zwiazków zapewnia w przypadku zywic impregnacyjnych na osnowie nienasyco¬ nych zywic poliestrowych i epoksydowych szybkie i pewne wbudowanie sie w macierzysta zywice impregnacyj¬ na. Dalsze zalety polegaja na tym, ze zwiazki stosowane w srodku smarujacym wedlug wynalazku jednakowo dobrze toleruja sie ze znanymi zywicami lanymi, obtryskowymi, impregnacyjnymi i kropelkowymi na osnowie nienasyconych zywic poliestrowych i/lub zywic epoksydowych. Tego rodzaju srodki smarujace polepszaja wyra¬ znie mechaniczne i elektryczne wlasciwosci uzwojen, zwlaszcza uzwojen silników, transformatorów i cewek, poniewaz zapewniaja one dobre utwardzenie izolacji tych uzwojen. 1 tak np. w przypadku uzwojen silników z drutów lakierowanych, które przetwarzano za pomoca srodka smarujacego wedlug wynalazku, podwyzsza sie liczba przelaczen bez awarii silnika z 400000 do powyzej 1000000. Dalsza zaleta srodka wedlug wynalazku jest to, ze na drodze zmian w budowie chemicznej zwiazku smarujacego mozliwe jest latwe dostosowanie go do specjalnych wymagan.Powlekanie drutów srodkiem wedlug wynalazku nastepuje ogólnie w ten sposób, ze na drut nanosi sie srodek smarujacy w postaci roztworu, np. na drodze malowania knotem, a nastepnie rozpuszczalnik usuwa sie.W tym celu mozna stosowac np. 3% (wagowo) roztwór w mieszaninie ligroiny i toluenu.4 94092 Za pomoca wyników badan z dwóch szeregów prób przedstawiono nizej polepszenie wlasciwosci elektrycz¬ nych i mechanicznych osiagniete po zastosowaniu srodka smarujacego wedlug wynalazku.Szereg probierczy I. Dla zbadania przyczepnosci miedzy powloka lakierowa drutu a zywica impregnacyj¬ na przeprowadza sie badanie zwiazku drutu. W tym celu wiazke drutów nawojowych o postaci.preta i wymiarach mm X 15 mm X 150 mm, zawierajaca okreslona ilosc przewodów, impregnuje sie nienasycona zywica polie¬ strowa (zwana dalej NPZ). Nastepnie na maszynie probierczej z urzadzeniem zginajacym poddaje sie wiazke drutów nawojowych naprezeniu zginajacemu i przy tym sporzadza sie wykres siila-droga.Przy badaniach porównawczych miedzy wiazka drutów nawojowych (I) skladajaca sie z impregnowanych drutów lakierowanych z dostepnymi srodkami smarujacymi na osnowie parafin, odpowiednia wiazka drutów nawojowych (II) skladajaca sie z drutów lakierowanych, z których srodek smarujacy zostal wyplukany przed impregnacja, a wiazka drutów nawojowych (III) skladajaca sie z drutów lakierowanych z srodkiem smarujacym wedlug wynalazku w postaci 2,4-dwuaUiloksy-6-aminostearylo-s-triazyny Ou = 0,13) wykazuje ta ostatnia wiazka polepszenie wytrzymalosci na zginanie ponad dwukrotnie.W podanej tablicy zestawiono wartosci pomiarowe otrzymane w temperaturze pokojowej i z wiazek drutu nawojowego o poprzednio podanych wymiarach i o 1,06 mm grubosci drutu lakierowanego, a mianowicie warto¬ sci maksimum z wykresu sila-droga.Tablica Wiazka I • II III Lakier Poliestroimidowy Poliestroimidowy Poliestroimidowy Zywica impregnacyjna iii Dlugosc zamocowania próbki (mm) 120 120 120 Promien ugiecia (mm) Maksimum [N] 765 1088 1836 Szereg probierczy II. W drugim szeregu probierczym przeprowadza sie tak zwane próby rewersyjne na maszynach elektrycznych. Przy tym silniki elektryczne biegna rewersyjnie prawo-lewo. Odstepy miedzy wlacze¬ niami dobiera sie tak, aby ogrzanie sie uzwojenia odpowiadalo odpowiedniej klasie materialów elektroizolacyj- nych wedlug normy niemieckiej VDE 0530. Przykladowe jest wystepujace obciazenie uzwojenia, przewidzianego na 11 kW 220/380 V [A/Y], to jest na 11 kW i 220 V przy polaczeniu w trójkat lub 380 V przy polaczeniu w gwiazde, podczas przebiegu laczenia okolo 1000 V i 180 A. Podczas tego rodzaju prób rewersyjnych okazalo sie, ze w przypadku uzwojen silników z drutów lakierowanych, które przetwarzano z pomoca 2,4-dwuallilo- ksy-6-aminostearylo-s- triazyny, mozna podwyzszyc ilosc przelaczen z 400000 do powyzej 1000000 nie powo¬ dujac awarii silnika. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe * 1. Srodek smarujacy do drutów z izolacja lakierowa, z n a m i e n ny t y m, ze jako substancje aktywna zawiera zwiazek typu A-C-B o konsystencji maziowatej lub mydlastej w temperaturze pokojowej, przy czym A oznacza chemiczne ugrupowanie zawierajace grupy reaktywne, które umozliwiaja wbudowanie chemiczne w daja¬ cy sie polimeryzowac uklad zywic impregnacyjnych, B oznacza nasycony lub nienasycony alifatyczny rodnik weglowodorowy a C oznacza czlon laczacy o postaci ugrupowania weglowego, azotowego, tlenowego lub siarko¬ wego.
2. 2. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera chemiczne ugrupowanie A z co najmniej jedna grupa etylenowa.
3. 3. Srodek wedlug zastrz. I, znamienny tym, ze zawiera chemiczne ugrupowanie A i/lub czlon laczacy C z co najmniej jednym reaktywnym atomem wodoru.
4. 4. Srodek wedlug zastrz. l,znamienny tym, ze zawiera zwiazek typu A-C-B, w którym czlon laczacy C stanowi N-podstawiona amine.
5. 5. Srodek wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze jako substancje aktywna zawiera 2,4-dienoksy-6-a- minoalkil/-en/o-s-triazyne o ogólnym wzorze 18, w którym R! i R2 oznaczaja grupe allilowa i/lub metyloallilowa i/lub etyloallilowa i/lub propyloallilowa i/lub 3-etylobuten-2-ylowa i/lub 3-butenylowa i/lub 2,4-heksadienylowa i/lub krotylowa i/lub nonenylowa, R3 oznacza atom wodoru lub grupe alkilenowa, ewentualnie zwiazana cyklicz¬ nie z podstawnikiem R4, przy czym poszczególne grupy metylenowe sa ewentualnie podstawione przez grupy94 Or 5 keltf lub tio, a R4 oznacza grupe alkilowa o 1-20 atomach wegla, grupe alkilenocykloalkanowa o 4-10 atomach wegla, grupe alkilenoarylo/rheteroarylo/-wa o 7 -10 atomach wegla lub grupe alkenylowa lub alkinylowa o 3 16 atomach wegla.
6. 6. Srodek wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jako substancje aktywna zawiera 2,4-dienoksy-6-a- minostearylo-s-triazyne, a zwlaszcza 2,4-dialliloksy- 6-aminostearylo-s-triazyne;
7. 7. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera rodnik weglowodorowy B o 8-24 atomach wegla, korzystnie 14—20 atomach wegla.
8. 8. Srodek wedlug zastrz. 1, znamienny t y m, ze jako substancje aktywna zawiera cynamonian laury- lowy, mirystylowy, cetylowy lub stearylowy. o o^ro £K<4 (COOR,) (C00R5)m R< CH=CH-C0- y^^ R5 Hzórl 0 II HCun II 0 Hiórb / CH2 - C 0 II c- c- Htótd 094 092 CH2 CH2 n u CH3-C CH I I c- c- o o CHz=CH-CH2-0-C-CH=CH-C u u **« ° ° CH20C0Rr CH2 Ch0(h,C0R8) CH CH2- CHZ- CH2=CH- -C- Nzdr 45 -N- -N=C- 1 OR, 1 r/nV5 \ Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL