SK282301B6

SK282301B6 - Spôsob fixácie navíjaných výrobkov hmotami polymerovateľnými radikálovou polymeráciou

Info

Publication number: SK282301B6
Application number: SK1092-94A
Authority: SK
Inventors: Gerhard Kiessling; Raimund Pillath; Stefan Reuther; Anja Richter; Horst Conrad
Original assignee: E. I. Du Pont De Nemours And Company
Priority date: 1993-09-11
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 2002-01-07
Also published as: SI9400350B; EP0643467A2; US5466492A; BG99037A; CZ285986B6; DK0643467T3; NO943333L; SI9400350A; EP0643467B2; EP0643467B1; ATE149759T1; ES2101413T5; CZ215594A3; NO943333D0; GR3023243T3; PL179473B1; EP0643467A3; BG61708B1; ES2101413T3; FI944157A0

Abstract

Spôsob fixácie navíjaných výrobkov z elektricky vodivých materiálov, impregnáciou hmotami polymerovateľnými radikálovou polymeráciou a termickým vytvrdením, pri ktorom sa navíjané výrobky impregnujú namáčaním, nanášaním polievaním, vákuovou impregnáciou, impregnáciou pri tlaku vákua alebo jemným postrekom a súčasne s tepelným vytvrdzovaním alebo po ňom s vytvrdzujú energeticky bohatým žiarením. Spôsob pracuje s malou spotrebou energie a malou emisiou prchavých látok. Rovnako sú opísané hmoty polymerovateľné radikálovou polymeráciou, ktoré sa dajú používať pre spôsob.ŕ

Description

Vynález sa týka spôsobu fixácie navíjaných výrobkov, najmä zvitkov drôtu elektrických prevádzkových prostriedkov, ako rotorov, statorov a transformátorov, impregnáciou (napríklad namáčaním alebo jemným postrekom) hmotami polymerovateľnými radikálovou polymeráciou. Týka sa aj hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou, ktoré sú vhodné na tento účel.

Doterajší stav techniky

Elektrické prevádzkové prostriedky, ako rotory, statory alebo transformátory, pozostávajú často z kovového jadra, na ktorom je navinutý fóliový alebo drôtový materiál, napríklad medená fólia alebo medený drôt. Vinutia sú impregnované hmotami polymerovateľnými radikálovou polymeráciou a potom vytvrdené, aby sa dosiahlo fixácie vinutí a tým zachovanie funkcie takýchto navíjaných výrobkov. Energia, podstatná na vytvrdenie sa dodáva prívodom tepla pri teplotách nad 100 °C v peci. Ďalej je možné realizovať vytvrdzovanie induktívnym ohrevom.

Hmoty, polymerovateľné radikálovou polymeráciou, takzvané impregnačné živice alebo impregnačné prostriedky, obsahujú napríklad nenasýtené polyesterové pryskyrice, ktoré sú rozpustené v nenasýtených aromatických alebo alifatických monoméroch, polymerovateľných radikálovou polymeráciou, ako napríklad styrénu alebo hexandioldiakrylátu. Takéto monoméry majú často veľmi vysokú tenziu pary, takže počas termického vytvrdzovania ich veľká časť unikne. Tým dochádza k problémom, týkajúcich sa životného prostredia; materiály, obsahujúce styrén majú napríklad nepríjemný zápach a sú relatívne značne toxické. Je preto nevyhnutné ich ničiť, napríklad dodatočným spaľovaním.

Ďalej je známe, že sa na vytvrdzovanie potrebné teplo vyrába tým, že sa po impregnácii navinutého materiálu hmotami, polymerovateľnými radikálovou polymeráciou, vedie elektricky vodivými vinutiami prúd, pomocou ktorého sa vyrobia nevyhnutné teploty. To vedie k vytvrdeniu impregnačných živíc a drôtových vinutí. Konštrukčné diely obsahujú ale tiež časti hmoty, ktorými netečie žiaden prúd. Na týchto sa impregnačná živica dostatočne nevytvrdí. Je nevyhnutné robiť preto vytvrdzovanie prívodom tepla pomocou pece.

Ďalej je v DE-A-40 22 235 opísané, že sa elektrické navíjané materiály povliekajú impregnačnými prostriedkami polymerovateľnými radikálovou polymeráciou a na zabránenie odparovaniu látok, poškodzujúcich zdravie, sa povrch vytvrdzuje UV-lúčmi. Na vytvrdenie impregnovaných vinutí vyžaduje ale tento spôsob následné energeticky nákladné spracovanie teplom v peci. Podobne sa postupuje v DD 295 056.

Podstata vynálezu

Úlohou predloženého vynálezu je dať k dispozícii spôsob povliekania navíjaných výrobkov impregnačnými prostriedkami, ktoré sú vhodné na fixáciu trojrozmerných konštrukčných dielov s drôtovými vinutiami, ktoré majú dobrú schopnosť prenikať do konštrukčných dielov, zníženú emisiu prchavých, zdraviu škodlivých látok a potrebujú menej energie k zosieteniu. Ďalej sa majú dať k dispozícii hmoty vhodné pre uvedený spôsob.

Ukázalo sa, že sa táto úloha môže vyriešiť spôsobom fixácie navíjaných výrobkov z elektricky vodivých materiálov, ktorý tvorí jeden predmet vynálezu, impregnáciou hmotami polymerovateľnými radikálovou polymeráciou a tepelným vytvrdením. Spôsob je charakterizovaný tým, že sa navíjaný výrobok impregnuje namáčaním, nanášaním polievaním, vákuovou impregnáciou alebo jemným postrekom a súčasne sa spolu s tepelným vytvrdením alebo po ňom vytvrdzuje energeticky bohatým žiarením.

Predovšetkým sa pri spôsobe podľa vynálezu súčasne s tepelným vytvrdzovaním alebo po ňom vytvrdí voľný povrch impregnovaných navíjaných výrobkov energeticky bohatým žiarením. Podľa vhodnej formy prevedenia vynálezu sa tepelné vytvrdzovanie realizuje priložením elektrického prúdu k vinutiu navíjaného výrobku.

Podľa ďalšej výhodnej formy realizovania vynálezu sa navíjaný výrobok impregnuje namáčaním, nanášaním polievaním, vákuovou impregnáciou alebo jemným postrekom v predohriatom stave. Rovnako predohrievanie sa môže realizovať priložením elektrického prúdu k vinutiu navíjaného materiálu. Napríklad je možné predohriať navíjaný materiál až na teploty 180 °C.

Spôsob podľa vynálezu sa dá výhodne realizovať pri použití hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou, ktoré obsahujú radikálové iniciátory buď ako jednotlivé zlúčeniny alebo v zmesi, ktoré reagujú tak na energeticky bohaté žiarenie ako aj na teplo.

Pomocou spôsobu podľa vynálezu sa zmenší emisia látok ohrozujúcich zdravie a dosiahne sa lepšieho využitia impregnačného prostriedku. Ďalej sa môže do značnej miery znížiť potreba energie potrebnej na zosietenie. Impregnačné hmoty sa nanášajú na navíjaný materiál známym spôsobom. Pritom je treba dbať na to, aby sa umožnilo dobré natečenie a preniknutie impregnačného prostriedku. Pred nanášaním, prípadne výhodne po ňom je možné vyrobiť tokom prúdu v elektrických vedeniach zvýšenú teplotu. Tým sa už priamo pred impregnáciou uvedie do chodu sieťovanie. Impregnačné prostriedky sa vo vnútrajšku vinutia (cievky) fixujú a nemôžu už odtiecť. Pomocou rýchlej fixácie sa zabráni aj vzniku chybných miest, napríklad dutín, vznikajúcich odtekaním. Urobí sa zosietenie a tekavé reaktívne zložky majú menej času na to, aby prešli do parnej fázy.

Teplota sa môže regulovať prietokom prúdu. Je zvolená tak, aby sa dosiahlo postačujúce zosietenie impregnačného prostriedku. Teplo vzniká v konštrukčných dieloch, ktoré sa majú povliekať impregnačným prostriedkom, to znamená, že nedochádza k nepotrebnému ohrevu elektricky nevodivých konštrukčných dielov. Teplota sa môže merať pomocou prietoku prúdu a obratom riadiť bez ďalšieho meracieho agregátu. Pomocou zvýšenej teploty už pri nanášaní impregnačných hmôt, sa môže zlepšiť vnikanie impregnačného prostriedku do substrátu. Pripadne je možné pracovať aj s materiálmi s vyššou viskozitou, ktoré potom môžu za tepla dobre vnikať.

Pri bežných spôsoboch impregnácie sa ale sčasti povliekajú aj plastové diely a diely hmoty. Tieto oblasti sa zosieťujú vývinom teploty v elektricky vodivých dieloch len nepatrne. Aby sa dosiahlo riadne zosietenie, podrobia sa konštrukčné diely po sieťovaní na vinutiach pôsobením tepla spracovaniu energeticky bohatým žiarením, napríklad UV-žiarením alebo elektrónovým žiarením. Pritom sa vytvrdí najmä povrch konštrukčných dielov, najmä ale aj len málo povlieknuté plochy časťami hmoty, ktoré sa nezahriali prietokom prúdu. Po spracovaní energeticky bohatými lúčmi sú substráty jednotne zasietené.

Podľa vynálezu sa používajú hmoty polymerovateľné radikálovou polymeráciou, ktoré sú vytvrditeľné tak energeticky bohatým žiarením (napríklad UV-žiarením alebo elektrónovým žiarením) ako aj tepelne. Na tento účel môže byť výhodné, keď sa hmoty polymerovateľné radikálovou polymeráciou aktivujú prísadou radikálových iniciátorov. Ako radikálové iniciátory prichádzajú do úvahy tie, ktoré sa dajú aktivovať energeticky bohatým žiarením a tepelne. Najmä je výhodné použitie zmesí radikálových iniciátorov, ktoré sa iniciujú energeticky bohatým žiarením (fotoiniciátory) a tých, ktoré reagujú na teplo.

Prísada fotoiniciátorov závisí vo veľkej miere od druhu žiarenia, ktorým sa má vytvrdiť povrch. Tak nie je prísada fotoiniciátorov napríklad vtedy nutná, ak sa povrch vytvrdí elektrónovým žiarením.

Pri iniciátoroch, fotoiniciátoroch, ako aj pri iniciátoroch reagujúcich na teplo, ktoré sa dajú podľa vynálezu používať, ide o také, ktoré sú v tejto oblasti obvyklé.

Ako fotoiniciátory sa môžu používať napríklad také obvyklé iniciátory, ktoré absorbujú vo vlnovom rozsahu 190 až 400 nm. Príklady takých fotoiniciátorov sú íniciátoty obsahujúce chlór, ako aromatické zlúčeniny obsahujúce chlór, napríklad tie, ktoré sú opísané v US-A-4 089 815; aromatické ketóny, ktoré sú opísané v US-A-4 318 791 alebo EP-A-003 002 a EP-A-0 161 463; hydroxyalkylfenóny, ktoré sú opísané v US-A-4 347 111; fosfinoxidy, ktoré sú opísané v EP-A-0 007 086,0 007 508 a 0 304 783; vo vode rozpustné iniciátory, napríklad na báze hydroxyalkylfenonov, ako sú napríklad opísané v US-A-4 602 097, nenasýtené iniciátory, ako napríklad OH-funkčné aromatické zlúčeniny, ktoré boli napríklad zosterifikované kyselinou akrylovou, ako je to opísané v US-A-3 929 490, EP-A-0 143 201 a EP-A-0 341 560; alebo kombinácie takýchto iniciátorov, ako je to napríklad opísané v US-A-4 017 652. Výhodnými príkladmi sú 2-metoxy-2-hydroxypropionfenon, benzofenon, thioxantové deriváty, acylfosfinoxidy a Michlerov ketón.

V rámci vynálezu sa ukázalo, že najmä výhodné fotoiniciátory sú acylfosfinoxidy. Acylfosfinoxidy sú samé osebe odborníkovi známe. Sú opísané napríklad v uvedených spisoch EP-A-0 007 086, EP-A-0 007 508 a EP-A-0 304 783. Špeciálnymi príkladmi sú tie, ktoré majú nasledujúci vzorec

s R_a = lineárny alebo rozvetvený alkylový zostatok s 1 až 6 atómmi uhlíka,

Rb = význam Ra, pričom R_a a R_B môžu byť navzájom rovnaké alebo rozdielne, alebo znamená aryloxyzostatok alebo arylalkoxyzostatok, alebo R_Ä a R_B sú spolu spojené na o-fenylendioxyzostatok,

Rc, R_d, R_e = alkylové, alkoxy- alebo alkyltiozostatky s 1 až 6 atómami uhlíka, pričom zostatky Rc, R_D a R_e môžu byť rovnaké alebo rozdielne.

Uvedené fotoiniciátory sa môžu používať samotné alebo v zmesi; napríklad sú výhodné kombinácie fosfínoxidov s ďalšími bežnými fotoiniciátormi.

Aj pri radikálových iniciátoroch, reagujúcich na teplo, ktoré sa môžu podľa vynálezu používať, ide o bežné iniciátory, použiteľné v oblasti vytvrdzovania hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou teplom.

Príklady takýchto iniciátorov, reagujúcich na teplo sú C-C labilné zlúčeniny, ktoré sú asi opísané v patentovom spise DE 12 19 224; ide o 1,2-substituované etány všeobecného vzorca ^R1 ^Ra

II r₂ — c — c — r₄

II

XY

J kde Ri a R₃ znamenajú aromatické zostatky, R₂ je atóm vodíka alebo alifatický, alebo aromatický zostatok, R4 alifatický alebo aromatický zostatok a X a Y prípadne blokovaná hydroxylová skupina a/alebo halogén.

Ďalšími príkladmi 1,2-substituovaných etánov, ktoré sú vhodné ako iniciátory pre radikálovú polymeráciu za prívodu tepla, sú tie, ktoré majú všeobecný vzorec

kde R_s a Rs znamenajú nezávisle od seba -OH, -OCH₃, -OCsHj, -CH₃, -CN, -NH₂, -Cl alebo -OSi(CH₃)₃, ktoré boli opísané napríklad A. Bletzkim a W. Krolikowskim v Kunststoffe 70 (1980) 9, strany 558 až 562.

Ďalšími príkladmi tepelne aktivovateľných radikálových iniciátorov na báze 1,2-substituovaných etánov sú tie, ktoré zodpovedajú všeobecnému vzorcu

kde zostatky R₆ nezávisle od seba môžu znamenať vodík, alebo jedna, alebo viac alkylových skupín, alebo alkoxyskupín, ako metylových alebo metoxyskupín; a kde skupiny R₇ znamenajú nezávisle od seba atómy vodíka, alebo alkylové skupiny, napríklad s 1 až 4 atómami uhlíka, ako metylové skupiny alebo etylové skupiny.

Takéto skupiny sú opísané napríklad H. Wolfersom v Kunststoffe 68 (1978) 9, strany 553 až 555 a D. Braunom v Kunststoffe 69 (1979) 2, strany 100 až 104; ide o bežne predávané iniciátory. Ďalšou skupinou tepelne aktivovateľných radikálových iniciátorov sú bifúnkčné iniciátory typu cyklických silylpinakoleterov, ktoré sú napríklad opísané v

Polym. Bull. 16,95 (1986). Ako už bolo napísané pri fotoiniciátoroch, môžu sa aj tepelne aktivovateľné iniciátory používať vo forme zmesí.

Ako iniciátory sa môžu používať aj bežné peroxidy a azozlúčeniny. Takéto zlúčeniny sú známe ako fotoiniciátory a/alebo tepelne labilné iniciátory. Peroxidy a iniciátory na azobáze sa môžu preto používať samotné, pokiaľ ich vlastnosti vystačia ako fotoiniciátory a tepelne aktivovateľné iniciátory.

Prípadne sa môžu používať v zmesi s fotoiniciátormi alebo tepelne labilnými iniciátormi.

Príklady použiteľných peroxidov sú organické peroxidy, ktoré sú napríklad bežné ako radikálové iniciátory v priemysle plastických hmôt; ako di-t-butylperoxid, dibenzoylperoxid, peroxokarboxylové kyseliny, ako kyselina peroxooctová, peroxodikarbonáty, ako di-sek-butylperoxodikarbonát, peroxidiestery, ako terc, butylperoxiester 2-etylhexanovej kyseliny, hydroperoxidy, ako kumenperoxid a ketónperoxid, ako napríklad metyletylketónperoxid. Príkladom pre azoiniciátor je azobisisobutyronitril, ktorý sa môže používať v prvom rade ako tepelne aktivovateľný iniciátor.

Podľa vynálezu je výhodné, keď sa používajú zmesi fotoiniciátorov a tepelne aktivovateľných iniciátorov. Iniciátory sa používajú v množstvách bežných pre fotoiniciátory prípadne na teplo reagujúcich iniciátorov. Celkové množstvo použitých iniciátorov môže robiť napríklad 0,01 až 20, výhodne 0,1 až 10, najvýhodnejšie 0,1 až 5, napríklad 0,5 až 5 alebo 0,5 až 3 % hmotn., vztiahnuté na celkovú hmotnosť. Množstvo, ktoré sa dá maximálne pridať nie je prakticky obmedzené; z ekonomických dôvodov sa udržuje čo najnižšie. Pomery množstva fotoiniciátorov k tepelne labilnému iniciátoru sa môžu meniť v širokom rozmedzí; môžu sa pohybovať napríklad okolo 1 : 1 až 20 : 1, výhodne okolo 1 :1 až 10: 1 a obrátene.

Fotoiniciátory sa musia použiť v takých množstvách, aby bolo po tepelnom zasietení možné ešte postačujúce zosietenie tepelne nezaťažených dielov energeticky bohatým žiarením.

Podľa výhodnej formy prevedenia vynálezu sa toto týka hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou, ktoré sú najmä vhodné na realizovanie spôsobu podľa vynálezu a ktoré sú charakterizované tým, že obsahujú kombináciu pomocných látok z

a) jedného alebo viac acylfosfmoxidov ako fotoiniciátory, pričom najmä ide o uvedené acylfosfinoxidy,

b) jedného alebo viac C-C- labilných iniciátorov reagujúcich na teplo, ktoré boli napríklad definované,

c) jedného alebo viac stabilizátorov typu hydrochinonov, chinonov, alkylfenolov a/alebo alkylfenoleterov.

S prekvapením sa ukázalo, že takéto hmoty polymerovateľné radikálovou polymeráciou sú najmä vhodné na impregnáciu predohriatých navíjaných výrobkov, pričom je možné predohrievať až na teplotu 180 °C. Toto je najmä preto prekvapujúce, lebo sa v rámci vynálezu ukázalo, že pri namáčaní predohriatých navíjaných výrobkov do impregnačných hmôt, ktoré sú dnes v praxi bežné, dochádza k značnému ovplyvneniu týchto hmôt, ktoré sa môže prejaviť aj v nežiaducej polymerácii. Spôsob podľa vynálezu sa dá preto realizovať pri použití týchto hmôt najmä namáčaním, bez toho aby došlo k ovplyvneniu hmôt. Ďalej sa ukázalo, že tieto hmoty majú lepšiu stabilitu pri skladovaní, najmä pri teplotách až do 50 °C.

V rámci vynálezu sa ukázalo, že z veľkého množstva stabilizátorov, použiteľných vo vnútrajšku opísaných kombinácií, sú najmä vhodné stabilizátory typu hydrochinonov, chinonov, alkylfenolov a/alebo alkylfenoleterov. Ich príklady sú hydrochinon, metylhydrochinon, p-benzochinon, sekundárne a terciáme metylfenoly, terciáme butylfenoly, terciáme amylfenoly, oktylfenoly, butylované xylény a butylované kresoly.

Podľa vynálezu je výhodné, keď sa stabilizátory používajú vo forme zmesí. Pritom by sa mali vybrať aspoň dva stabilizátory uvedené podľa vynálezu, pomocou ktorých sa zaručí, že jednak je daná termostabilita impregnačných živíc až do teploty pod 50 °C počas ďalšieho času a jednak, že sa pri teplote vytvrdzovania nad 100 °C nezabráni reakcii impregnačných živicových hmôt. Stabilizátory sa používajú v obvyklých množstvách. Celkové množstvo použitých stabilizátorov môže robiť napríklad 0,005 až 0,5, výhodne 0,01 až 0,1, najvýhodnejšie 0,01 až 0,05 % hmotn., vztiahnuté na celkovú hmotu. Pomery množstva medzi stabilizátormi sa môžu meniť v širokom rozmedzí, môžu sa napríklad pri použití dvoch stabilizátorov pohybovať asi v rozmedzí 1 : 1 až 20 : 1, výhodne 1 : 1 až 10 : 1 a obrátene. Odborné rozmedzia sú možné pri použití viac ako dvoch stabilizátorov. Vhodné sú najmä zmesi stabilizátorov typu chinona so stabilizátormi typu alkylfenola.

Ako impregnačné hmoty sú použiteľné hmoty polymerovateľné radikálovou polymeráciou, ktoré sú odborníkovi známe ako materiály polymerovateľné radikálovou polymeráciou. Pritom môže ísť o monoméry, oligoméry alebo polyméry pripadne kopolyméry.

Príklady hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou sú bežné hmoty vytvrditeľné žiarením, najmä UV-žiarením, na báze monomérov, oligomérov, polymérov, kopolymérov alebo ich kombinácií, s jednou alebo viac olefinickými dvojnými väzbami, ako napríklad estery kyseliny akrylovej a metakrylovej a zlúčeniny s jednou alebo viac vinylovými alebo allylovými dvojnými väzbami. Príklady monoíunkčných monomérov sú butyl/met/akrylát a príklady trifiinkčných a tetrafunkčných monomérov sú trimetylolpropantri/met/akrylát a pentaerytrit-tri- alebo tetra/met/akrylát. Tu používaný výraz /met/akrylát znamená akryláty a/alebo metakryláty. Príklady vinylovo alebo allylovo nenasýtených monomérov sú styrén a deriváty styrénu, ako napríklad divinylbenzén, p-metylstyrén a vinyltoluén. Príklady allylových zlúčenín sú diallylftalát a pentaerytrit-trialebo tetraallylester. Príklady oligomérov alebo prepolymérov sú /met/akryl funkčné /met/akrylpolyméry, /met/akryláty epoxidovej živice, napríklad reakčné produkty z 2 molekúl /met/akrylovej kyseliny a bežne predávaných epoxidových živíc, ako napríklad EpicoteR 828, polyester/met/akryláty, polyeter/meth/akryláty, uretan/met/akryláty, amin/met/akryláty, nenasýtené polyestery, nenasýtené polyuretány, silikón/met/akryláty alebo ich kombinácie. Príklady takýchto vytvrditeľných produktov sú opísané na nasledujúcich miestach literatúry.

Epoxy/met/akrylát v EP-A-0 033 896, EP-A-0 049 992 a US-A-4 485 123; uretan/met/akryláty v EP-A-0 053 749, EP-A-0 209 684 a US-A-4 162 274; polyester/met/akryláty v EP-A-0 083 666, DE-A-38 10 140, DE-A-38 20294.

Predovšetkým vhodné pre predložený vynález sú hmoty polymerovateľné radikálovou polymeráciou, ktoré obsahujú olefinicky nenasýtené polyestery a ako reaktívne zrieďovadlo olefinicky nenasýtené monoméry, ako sú uvedené v EP-A-0 134 513. Tieto monoméry môžu byť raz alebo viackrát nenasýtené. Príklady takýchto monomérov sú tie, ktoré boli uvedené. Výhodné sú akryloylové a/alebo metakryloylové zlúčeniny. Najmä výhodnými príkladmi takýchto reaktívnych zrieďovadiel sú hexandioldiakrylát a butandioldiakrylát, ktoré môžu byť použité tak samotné, ako aj v zmesi s nenasýtenými polyestermi. Ďalšími príkladmi monomérov, ktoré môžu byť použité výhodne s ole finicky nenasýtenými polyestermi, sú styrén a vinyltoluén. Príklady impregnačných živíc na báze olefinicky nenasýtených polyesterov s monomérmi ako reaktívnymi zried’ovadlami sú uvedené v EP-A-0 134 513.

Ako nenasýtené polyestery sa môžu používať tie polyesterové živice, ktoré sú na tento účel známe, najmä takzvané nenasýtené polyestery, obsahujúce imid, ktoré sú opísané v DE-A-15 70 273, DE-A-17 70 386 a DE-A-28 56 050. Môžu sa preto používať aj takzvané polyestery bez imidu, ktoré sú známe celé desaťročia. Tieto nenasýtené polyestery sú kondenzačné produkty z viacmocných karboxylových kyselín, viacmocných alkoholov a - keď obsahujú imid zlúčenín obsahujúcich aminoskupiny, prípadne s podielom monofiinkčných zlúčenín. Príklady viacmocných karboxylových kyselín sú dikarboxylové kyseliny, ako napríklad kyselina maleínová alebo kyselina fumarovä, kyselina citrakonová, kyselina itakonová, prípadne v zmesi s nasýtenými alebo aromatickými karboxylovými kyselinami, ako kyselinou jantárovou alebo kyselinou adipovou, kyselinou ftálovou, kyselinou isoftálovou, kyselinou tereftálovou a podobne, ako aj kyselinou tetrahydrofiálovou, endometylentetrahydroftálovou kyselinou, prípadne zodpovedajúcimi čiastočne alebo úplne halogénovanými zlúčeninami (posledné majú vlastnosti zabraňujúce vznieteniu). Príklady zlúčenín s rôznymi funkčnými skupinami sú kyselina citrónová, monoetalonamín, aminoetankarboxylová kyselina, ako aj zodpovedajúce tri alebo štyri CH₂-skupiny obsahujúce aminoalkoholy alebo aminokarboxylové kyseliny. Tieto kyseliny sa môžu používať vo forme esterov, poloesterov alebo anhydridov.

Ako zlúčeniny obsahujúce hydroxylové skupiny sa môžu v zásade rovnako používať zlúčeniny používané podľa stavu techniky na výrobu polyesterov. Vhodné sú napríklad dióly, ako napríklad glykol, neopentylglykol, propylenglykol a polyoly s 3 alebo 4 hydroxylovými skupinami, ako napríklad glycerín, trimetylolpropan, trimetyloletan, pentaerytrit, dipentaerytrit, trisetylisokyanurát.

Nenasýtené polyestery obsahujúce imid obsahujú výhodne vkondenzovanú kyselinu tetrahydroftálovú, prípadne jej anhydrid, ktoré tvoria s aminoskupinami 5-členný imidový kruh. Polyestery môžu ako prerušovač reťazca aj monofunkčné karboxylové kyseliny, alkoholy a/alebo amíny. Môžu obsahovať aj nasýtené a nenasýtené oleje, ako napríklad hydroxyfunkčné oleje, napríklad ricínový olej alebo karboxyfunkčné oleje, ako napríklad maleinátové oleje.

Na výrobu hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou používané podľa vynálezu sa zmiešajú uvedené hmoty s radikálovými iniciátormi, najmä zmesou fotoiniciátorov a tepelne aktivovateľných iniciátorov a prípadne prítomnými stabilizátormi. Zmiešavame sa môže diať v rôznom poradí. Výhodne sa najprv vpracovávajú do zmesi spojív prípadne použité stabilizátory. Potom sa robí prídavok iniciátorov. Ďalej môžu hmoty polymerovateľné radikálovou polymeráciou bežné prísady, ako pigmenty, plnidlá, plastifíkujúce zložky, urýchľovače (napríklad kovové soli, substituované amíny), stabilizátory (napríklad hydrochinon, benzochinon), ktoré sú pre odborníka, pracujúceho v tejto oblasti bežné. Hmoty sú bez rozpúšťadiel.

Použitie hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou na impregnáciu navíjaných výrobkov, ktorý sa má stabilizovať, napríklad drôtových vinutí, sa môže realizovať nasledujúcim spôsobom.

Impregnáciou namáčaním; pri tomto spôsobe sa výrobok, ktorý sa má impregnovať, za dodržania napríklad dôb namáčania, zistených predbežnými pokusmi, ponorí do impregnačnej živice alebo sa pri priebežnom spôsobe povlieka impregnačnou živicou.

Nanášaním polievaním; pritom sa výrobok, ktorý sa má impregnovať, vnesie do impregnačnej nádrže, ktorá sa potom naplní impregnačným prostriedkom a pritom sa substrát zaplavuje.

Vákuovou impregnáciou a vákuovým tlakom; pri použití tohto spôsobu sa najprv výrobok, ktorý sa má impregnovať, evakuuje vo vákuovej nádrži, keď sa dosiahne požadované vákuum, zavádza sa zo zásobnej nádrže impregnačný prostriedok do vákuovej nádrže a prípadne sa potom pôsobí na substrát tlakom.

Impregnáciou jemným postrekom tento spôsob je výhodný na impregnáciu rotorov; pritom sa predmety neponorujú do impregnačného prostriedku, ale sa polymerovateľná hmota nanáša na substrát dýzami. Tento substrát môže napríklad pritom rotovať.

Aby sa zaistilo dobré vniknutie, môže byť výhodné, keď sa jemne postrekované predmety vopred zahrejú, to sa môže robiť elektrickým prúdom alebo pomocou zvláštneho zdroja tepla, napríklad pece. Zahrievanie sa môže realizovať počas impregnácie, výhodne pred impregnáciou. Pri tom by sa ale teplota mala voliť tak, aby sa umožnilo dobré natekanie. Ak sa použijú veľmi málo viskózne materiály, môže dôjsť tiež ku gélovateniu. Tým sa zabráni skvapávaniu a odtekaniu impregnačného prostriedku z navíjaného výrobku. Tým sa zmenšia straty materiálu a vytvorí sa menej chybných miest, napríklad „lunkrov“ v substráte.

Pri spôsobe podľa vynálezu je tiež možné ohriať impregnačný prostriedok, aby sa umožnilo dobré vniknutie do navíjaného výrobku. To je výhodné najmä vtedy, keď sa výhodné polymerovateľné hmoty podľa vynálezu použijú s kombináciou z acylfosfinoxidov ako fotoiniciátorov, C-C-labilných, na teplo reagujúcich iniciátorov a jedného alebo viac stabilizátorov typu hydrochinonov, chinonov, alkylfenolov a/alebo alkylfenoleterov.

Po impregnácii sa predmet zahreje, aby sa hmota impregnačnej živice vytvrdila. Výroba sieťovacieho tepla sa môže realizovať pomocou prietoku prúdu vinutím alebo aj pomocou zvláštneho zdroja tepla, napríklad pece alebo infračerveného zdroja.

Ďalšia vytvrdzovacia reakcia sa robí tepelným spracovaním, ktoré sa môže robiť on-line, prípadne kontinuálne, pričom sa teploty pohybujú napríklad v rozmedzí 80 až 180 °C, pri reakčných časoch, ktoré sa menia podľa vytvrdzovaného systému, napríklad 1 minúty až 180 minútach. Teplota sa môže napríklad jednoducho regulovať prietokom prúdu. Nezahrievajú sa žiadne časti hmoty, takže spotreba energie zostane malá.

Po pochodu impregnácie, prípadne aj súbežne s tepelným sieťovaním, prebieha vytvrdzovanie hmôt polymerovateľných radikálovou polymeráciou na povrchu substrátu, ktorý sa má fixovať, a na nezahriatych častiach hmoty pomocou zdroja žiarenia, ktorý emituje energeticky bohaté žiarenie, napríklad zdroje žiarenia pre UV-svetlo alebo zdroje žiarenia pre elektrónové žiarenie. Ako zdroje žiarenia sa môžu používať bežné zdroje vhodné pre UV-žiarenie prípadne elektrónového žiarenia. Ako zdroje žiarenia pre UV-žiarenie sú vhodné napríklad ortuťové vysokotlakové žiariče a ortuťové strednetlakové žiariče.

Trojrozmerné teleso sa na vytvrdzovanie žiarením na povrchu vedie okolo zdroja žiarenia, takže spôsob sa môže robiť on-line. Pritom sa môže predmet viesť okolo zdroja žiarenia napríklad za rotácie, aby sa zaručila rovnomerná absorbácia žiarenia.

Energeticky bohaté žiarenie môže pôsobiť na predmet napríklad v časovom rozmedzí medzi 5 sekundami až 15 minútami, najmä potom medzi 2 až 10 minútami. Čas môže byť pri dostatočne veľkej hustote energie aj podstatne krat ši. Pritom sa zosieťujú ešte tepelne nevytvrdené časti impregnačného prostriedku. Rovnako sa dodatočne zosieťuje povrch navíjaných materiálov, ktoré za určitých okolností neboli ešte dostatočne tepelne žiarením zosieťované. Vzniknú navíjané výrobky, ktoré majú jednotne zosietený povrch.

Spôsob podľa vynálezu sa môže používať na fixáciu navíjaných výrobkov s elektricky vodivými časťami. V princípe sa ale spôsob podľa vynálezu dá použiť aj pre iné substráty, ktoré vyžadujú tepelné vytvrdenie a fixáciu. Najmä je vhodné, keď sa spôsob podľa vynálezu používa na fixáciu drôtových vinutí, najmä na fixáciu elektrických vinutí, ktoré sa používajú v elektrických prevádzkových prostriedkoch, napríklad v rotoroch a statoroch, transformátoroch atď. Okrem toho sa ale spôsob podľa vynálezu môže používať aj na fixáciu navíjaných výrobkov, ktoré majú na elektrickom sektore kovové fólie, napríklad medené fólie.

Spôsobom podľa vynálezu sa čo najviac zabráni emisiám prchavých monomérov rýchlou tvorbou polymémej vrstvy. Rýchlym ohrevom sa rovnako môžu rýchle zvýšiť na impregnovaných oblastiach viskozity, takže sa zabráni odtekaniu zo substrátu, prípadne od substrátu. Tým sa veľmi zníži spotreba materiálu pri rovnakej kvalite impregnácie, prípadne sa zlepší kvalita impregnácie pri rovnakej spotrebe materiálu. Spôsob vedie k zlepšenej hospodárnosti a/alebo dlhšej životnosti vinutia pri tepelnom zaťažení. Zvláštna výhoda spôsobu podľa vynálezu spočíva v tom, že sa môže robiť on-line prípadne kontinuálne. Ďalej sa môžu pomocou spôsobu podľa vynálezu dosiahnuť úspory týkajúce sa techniky zariadenia, napríklad nákladnej pece.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad použitia 1

Spracováva sa styrénový roztok zmesi pozostávajúcej z polyesteru kyseliny isoptálovej s imidpolyesterom (výroba podľa EP-A-0 134 513) s tepelným iniciátorom a fotoiniciátorom na povlakový prostriedok (ako je to opísané v DE 43 18 048);

dielov nenasýteného imidpolyesteru (pevného), dielov polyesteru kyseliny isoňálovej (pevné),

77,5 dielu styrénu (rozpúšťadla),

0,05 diela hydrochinónu (stabilizátora), dielov derivátu fenyletanu (DE-A-12 19 224) (tepelný iniciátor), dielov 1-fenyl-1-hydroxypropiofenona (fotoiniciátora).

Porovnávací pokus

Stator sa pomaly (35 rrun/min.) ponoruje do povliekacieho prostriedku podľa príkladu použitia 1, po 1 minúte predĺženia sa opäť vytiahne a nechá sa 20 minút odkvapkávať.

Potom sa vytvrdzuje 1 hodinu v peci pri 150 °C.

Príklad 1

Impregnuje sa stator podľa spôsobu porovnávacieho pokusu 1. Potom sa stator elektricky zahrieva 2 minúty na 150 °C a 8 minút sa udržuje pri tejto teplote. Po krátkom ochladení sa ožaruje 10 minút UV-svetlom s vlnovou dĺžkou asi 300 nm.

Príklad 2

Stator sa ohrieva 2 minúty elektricky tak, aby sa dosiahla teplota 60 °C. Potom sa pomaly ponorí do povliekacieho prostriedku podľa príkladu použitia 1, ponechá sa tam 10 sekúnd a opäť sa vytiahne z povliekacieho prostriedku. Potom sa môže stator nechať 5 minút odkvapkávať. Vytvrďovanie sa deje elektricky 2-minútovým ohrevom a 8-minútovým udržiavaním pri teplote 150 °C. Po krátkom ochladení sa vytvrdzuje 10 minút UV-svetlom.

Príklad 3

Stator sa ohreje v peci na 60 °C a potom sa impregnuje ako v príklade 2, elektricky ohreje a ožiaruje.

Statory sú vytvrdené a majú aj na miestach, kde nepreteká prúd, dobré zosietenie. Zistí sa množstvo mokrej živice stratenej odkvapkávaním a množstvo odpareného styrénu. Absorbované množstvo suchej živice sa pohybuje čo naj konštantnej šie medzi 43 až 46 g pre stator.

	(odkvapkanie) strata živice	strata styrénu
1---------------------------------- \|zrovnávací	1 pokúsi 35 g	1 20 g \|
(príklad 1	1 2í g	1 ii g 1
(príklad 2	1 s g	1 í g 1
\|príklad 3 I	1 16 g —1-----------------	1 s g 1 J i

Elektrické vlastnosti ako aj mechanická stabilita statorov sú dobré. Podľa vynálezu dochádza k podstatne menším stratám styrénu unikajúceho do okolia a k menším stratám živice z mokrého povlaku.

Príklad 4

Dve bežné impregnačné živice na báze nenasýteného polyesterimida (UPEI) a nenasýteného potyestera (UPE), vyrobené podľa napríklad EP-A-0 134 513, sú doplnené rôznymi množstvami zložiek kombinácie pomocných látok podľa vynálezu, to znamená s

- acylfosfinoxidom (APO),

- C-C- labilnými iniciátormi,

- stabilizátormi typu hydrochinonov (Stabi 1) a/alebo chinonov (Stabi 2), a/alebo

- stabilizátorov typu alkylfenolov (Stabi 3) a/alebo alkylfenoleterov (Stabi 4).

Porovnávacie príklady neobsahujú žiadny APO. Ako ďalšie porovnávacie príklady boli vyrobené hmoty impregnačných živíc na báze UPE, ktoré miesto C-C- labilných iniciátorov obsahujú ako tepelne labilné iniciátory peroxid, prípadne azozlúčeninu.

Boli vyrobené hmoty impregnačných živíc so zložením uvedeným v tabuľke 1. Číselné údaje v tabuľke sa vzťahujú na 100 dielov hmotnostných hmoty impregnačnej živice.

Tabuľka 1: zloženie hmôt impregnačných živíc

irovnávaci príklad	živica	C-C labil.	APO stabi 1 stabl 2	Stati 3 stabi 4
1	UPEI	1	0,01
2	UPEI	2	0,01	0,01
3	UPEI	2	0,01	0,02 0,01
4	UPB	1	0,005	0,005
S	UPB	2 peroxid	0,007	• 0,007
6	UPE	1	0,02	-

azozlúdanina

	UPE	0,50	- 0,02 - - -
pri-	živica	C-C-labil.	APO	Stabi 1	stabi 2	stabl 3 Stabi 4
klad
4-1	UPEI	1	1	0,008	0,002	-
4-2	UPEI	2	1	0,01	0,002	0,01
4-3	UPEI	2	1	0,01	-	0,04 0,01
4-4	UPE	1	1	0,005	0,003	0,005
4-5	UPE	2	1	0,007		0,04 0,007

Tabuľka 2: charakteristické dáta hmôt impregnačných živíc pred a po skúške zaťaženia teplotou

zrov	- 1	čai výtoku (	-----1-----------------—\|-----------------ak) \| čas qalovatania \| stabilita pri	1 \|stabilita pr
nAvacl\|			\| pri íotrc (ain.)\| 40'	C (d)	\| 50'C	(ô)
pri-	I			1	1
1			1	1		H--
klad	\|0 cyklov 15 cyklov\|0 cyklov 15 cyk.\|o cykl.15 cykl	.\|0 cykl	. 15 C
1		66	75	10,8 10,1	21	13	7	4
2		67	77	6,8 6,6	16	10	4	1
3		88	106	8,0 7,5	1»	11	6	3
4		63	72	9,8 9,5	31	22	9	5
5		69	79	7,1 6,8	28	18	8	4
6		65	76	50,0 46,0	4	2	cl	<1
7		66	75	5,0 4,8	4	2	<1	<1
pri-	\|o cyklov	15 cyklov 0 cykl.15 cykl.	C cykl.	15 cykl.	0 cykl.15 cyk
klad	1
4-1	68		79	12,9 12,9	38	36	11	11
4-2	67		77	7,1 7,1	25	25	7	8
4-3	80		93	7,5 7,0	SO	48	13	12
4-4	65		75	10,5 10,5	53	49	15	13
4-5	62		74	7,8 7,6	48	46	12	11

Pri neprítomnosti zložky APO z kombinácie pomocných látok podľa vynálezu (porovnávacie príklady 1 až 5) sa znížia hodnoty stability pri 40 °C a 50 °C počas trvania 15 cyklov. Ak sa naproti tomu zložka APO pri takmer konštantnom obsahu stabilizátorov v zložení (príklady 4-1 až 4-5) tak sa zvýši stabilita pri 40 °C a 50 ^QC a zostane pri čase trvania 15 cyklov takmer rovnako veľká.

Hmoty impregnačných živíc, ktoré obsahujú miesto zložiek kombinácie pomocných látok podľa vynálezu ako iniciátory peroxid prípadne azozlúčeninu, majú všeobecne podstatne menšiu stabilitu pri skladovaní (porovnávacie príklady 4-6 a 4-7).

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2,vyznačujúci sa tým,že sa navíjané výrobky impregnujú v predhriatom stave.

4. Spôsob podľa nároku 3 , vyznačujúci sa t ý m , že sa predhrievanie realizuje priložením elektrického prúdu na vinutie navíjaných výrobkov.

5. Spôsob podľa nároku 3 alebo 4,vyznačujúci sa tým, že sa predhrievanie realizuje až na teploty 180 °C.

6. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa impregnuje hmotou polymerovateľnou radikálovou polymeráciou, ktorá obsahuje radikálové iniciátory, ktoré reagujú tak na energeticky bohaté žiarenie, ako aj na prívod tepla.

7. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa impregnuje hmotou polymerovateľnou radikálovou polymeráciou, ktorá obsahuje zmesi pozostávajúce z radikálových iniciátorov, reagujúcich na energeticky bohaté žiarenie a radikálových iniciátorov reagujúcich na teplo.

8. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že sa vytvrdzovanie povrchu robí UV-žiarením alebo elektrónovým žiarením.

9. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 5, v y značujúci sa tým, že sa impregnuje hmotou polymerovateľnou radikálovou polymeráciou, ktorá neobsahuje radikálové iniciátory, reagujúce na žiarenie a vytvrdzovanie voľne ležiaceho povrchu sa realizuje elektrónovým žiarením.

10. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 7, vy značujúci sa tým, že sa impregnuje hmotou polymerovateľnou radikálovou polymeráciou, ktorá obsahuje kombináciu pomocných látok zjedného alebo viac acylfosfmoxidov ako fotoiniciátorov, jedného alebo viac C-C- labilných iniciátorov, reagujúcich na teplo a jedného alebo viac stabilizátorov typu hydrochinónov, chinónov, alkylfenolov a/alebo alkylfenoléterov.

11. Spôsob podľa jedného z nárokov 1, 2 a 6 až 10, vyznačujúci sa tým, že vinutia sú už počas impregnácie ohriate alebo sa ohrejú.

12. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že sa tepelné sieťovanie realizuje po impregnácii.

Koniec dokumentu

Claims

1. Spôsob fixácie navíjaných výrobkov z elektricky vodivých materiálov, impregnáciou hmotami polymerovateľnými radikálovou polymeráciou a tepelným vytvrdzovaním, vyznačujúci sa tým, že sa navíjané výrobky impregnujú namáčaním, nanášaním polievaním, vákuovou impregnáciou, impregnáciou pri tlaku vákua alebo jemným postrekovaním a súčasne spolu alebo po tepelnom vytvrdzovaní sa vytvrdzujú energeticky bohatým žiarením.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že sa tepelné vytvrdzovanie realizuje priložením elektrického prúdu k vinutiu navíjaných výrobkov.