WO2020239309A1 - Additiv, verwendung dazu, isolationssystem und elektrische maschine - Google Patents

Additiv, verwendung dazu, isolationssystem und elektrische maschine Download PDF

Info

Publication number
WO2020239309A1
WO2020239309A1 PCT/EP2020/059990 EP2020059990W WO2020239309A1 WO 2020239309 A1 WO2020239309 A1 WO 2020239309A1 EP 2020059990 W EP2020059990 W EP 2020059990W WO 2020239309 A1 WO2020239309 A1 WO 2020239309A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
additive
carbon atoms
aryl
insulation material
solid insulation
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/059990
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Huber
Dieter Schirm
Matthias ÜBLER
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to EP20721443.8A priority Critical patent/EP3953418A1/de
Priority to US17/614,683 priority patent/US20220238252A1/en
Priority to CN202080051076.0A priority patent/CN114096600B/zh
Publication of WO2020239309A1 publication Critical patent/WO2020239309A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/40—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/105—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with phenols
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/30—Windings characterised by the insulating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/12—Esters; Ether-esters of cyclic polycarboxylic acids
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • Additive uses for it, insulation system and electrical machine.
  • the invention relates to an additive for use in a process for producing an insulation system according to the VPI - Vacuum Pressure Impregnation process, in which a solid insulation material is impregnated with an epoxy-containing impregnation resin at elevated temperature and under pressure.
  • the VPI process is known from the literature and has so far been used with acid anhydrides and epoxy resins as the main components of the impregnation agent for vacuum-pressure impregnation of a solid insulation material, which is, for example, a mica tape with a hardening catalyst deposited in it, at an impregnation temperature of approx. 70 ° C and in a vacuum, that is, a pressure less than 1 bar, in particular less than 0.5 bar, carried out successfully.
  • a solid insulation material which is, for example, a mica tape with a hardening catalyst deposited in it, at an impregnation temperature of approx. 70 ° C and in a vacuum, that is, a pressure less than 1 bar, in particular less than 0.5 bar, carried out successfully.
  • Rotating electrical machines include an electrical winding within a laminated core, for example a stator winding. This is made up of electrical conductors, which may already be surrounded by a solid insulation material, and solid insulation materials as Hauptiso lation against the laminated core. Without further measures, there is no tight connection between the laminated core, the conductors and the main insulation, so that gaps and cavities remain. These areas are filled with air under normal atmospheric conditions. In the case of applications in the medium and / or high voltage range, for example in generators and / or electrical drives, this is not sufficient since electrical partial discharges in the cavities and gaps would destroy the insulation system in a very short time. The resulting electrical breakdown means the failure of the electrical machine.
  • the winding made of a solid insulation material is therefore usually impregnated with the impregnating agent in a VPI process.
  • a hardenable impregnating resin and / or a corresponding varnish is used as the impregnating agent.
  • the solid insulation materials can be made porous in order to increase the absorption of the impregnation resin. Examples of this are mica tapes, insulation papers and / or nonwovens.
  • the solid insulation material is implemented, for example, in the form of mica tapes.
  • the mica tapes have a tape adhesive and a curing catalyst dissolved and / or finely distributed therein.
  • the hardening catalyst is therefore also referred to as "deposited hardening catalyst" in the solid insulation material, because it is stored in the solid insulation material until the impregnation agent - which is liquid at the time - releases the hardening catalyst from the solid insulation material.
  • the tape adhesive is used to connect mica paper and carrier materials such as foils and / or glass fabrics, whereas the proportionate "tape accelerator", as the deposited hardening catalyst is also called, mediates the gelling of the liquid impregnating resin and, after gelling, the thermal hardening of the impregnated winding
  • the impregnating resin penetrating into the winding during the VPI process dissolves the tape adhesive / deposited curing catalyst combination in the solid insulation material on or out of the pores, for example, and causes the deposited curing catalyst to be distributed in the impregnating agent.
  • the distribution of the hardening catalyst in the impregnating resin to be hardened is generally inhomogeneous during the VPI process, because areas in the impregnating agent with high and low concentrations of deposited or contained hardening catalyst result. ren.
  • the object of the present invention is therefore to improve the state of the art of acid anhydride-free insulation systems that can be produced by the VPI process and, in particular, to specify an additive which - present in the impregnating agent and / or in the solid insulation material - for a VPI -Process is suitable, whereby it contributes to the realization of the most complete possible hardening of the compound to be polymerized.
  • the subject matter of the present invention is a solid insulation material and / or an impregnating agent based on a resin containing epoxy groups for the production of an anhydride-free insulation system by means of VPI, which contains an additive for better distribution of the anhydride-free curing catalyst (s), the additive
  • the subject matter of the invention is the use of an additive, as described above, in an impregnating agent and / or in a solid insulation material for use in the VPI process for producing an insulation system of an electrical rotating machine.
  • Subject of the invention is an insulation system with an additive as described above and an electrical machine with such an insulation system.
  • An insulation system for use in the VPI process for the production of an electrical rotating machine usually comprises a solid insulation material that is impregnated with an impregnation agent in the VPI process by vacuum pressure impregnation, which subsequently hardens to form a thermoset.
  • the additive favors a homogeneous distribution of the anhydride-free curing catalyst (s) during the VPI process and thus complete curing even with an unevenly distributed curing catalyst concentration during the VPI process, because it increases the reactivity of the reactive groups of the compound to be polymerized.
  • the solid insulation material comprises a carrier such as a glass fabric, a barrier material such as a mica, a tape adhesive for bonding the barrier material to the carrier and finally receiving means such as pores, warps and / or pockets.
  • a carrier such as a glass fabric
  • a barrier material such as a mica
  • a tape adhesive for bonding the barrier material to the carrier and finally receiving means such as pores, warps and / or pockets.
  • the impregnating resin in the impregnating agent which in the VPI process is initially sucked into the solid insulation material via negative pressure and then pressed into the solid insulation material under pressure, contains epoxy groups and is selected, for example, from the group of the following resins:
  • An additive according to the present invention can add to the epoxy groups of the resin and can also polymerize them. This modifies the resin because the reactivity of its reactive groups is increased and / or its sensitivity to low hardening catalyst concentrations is thereby increased.
  • the additive according to the present invention enables complete hardening to the duromer, especially in the case of acid anhydride-free impregnating agents, even in areas with few hardening catalysts, by modifying the epoxy resin-based resin, in particular by modifying the epoxy groups.
  • additives that are preferably used here are phenyl carboxylates with the following structures: ; as a basic structure for a linear phenyl carboxylate;
  • phenyl carboxylates in a non-stoichiometric manner with respect to the epoxide groups. Even if they are used below stoichiometric levels, they have a significant influence on the reactivity to impregnating agents with low hardening catalyst concentrations, for example with anionic and cationic hardening agents. catalysts. This is impressively shown in FIG. 1 on the basis of DSC measurements.
  • FIG. 1 shows the DSC scans of the crosslinking reaction of mixtures of a resin containing epoxy groups with increasing stoichiometric proportions of a cyclic phenyl carbonate, shown here using the example of dihydrocoumarin, with a high concentration of hardening catalyst of 6.5% by weight of an anionically active one Hardening catalysts.
  • the scan shown in FIG. 1 shows the evaluation of the reaction exotherms.
  • the 5 graphs shown in Figure 1 show the DSC scans - the measurements of dynamic differential calorimetry or "differential scanning calorimetry" - DSC - that is, the thermal analysis to measure the amount of heat given off or absorbed by a sample, the kinetic considerations of a chemical reaction , here the degree of networking.
  • Figure 2 shows the same DSC measurements of a mixture of a resin containing epoxy groups with increasing stoichiometric proportions of a cyclic phenyl carboxylate, again with dihydrocoumarin, at a low concentration of curing catalyst of 0.5% by weight of an anionic curing catalyst.
  • the scan shown in FIG. 2 shows the evaluations of the reaction exotherms that are comparable to those of FIG.
  • FIG. 3 summarizes the results of FIGS. 1 and 2, whereby it can be seen that even with stoichiometric proportions of 50% of additive made from phenyl carboxylate, a significant increase in the reaction exothermicity can be achieved even with small accelerator concentrations and the difference Reference in the reaction exothermia, especially when comparing the same high and low accelerator concentration, decreases.
  • FIG. 3 shows a first table which shows how the enthalpies of reaction of mixtures of epoxy-containing impregnating agents and additive, here the cyclic phenyl carboxylate dihydrocoumarin, change at high and low concentrations of a curing catalyst with increasing stoichiometric ratio of additive.
  • FIG. 4 shows the DSC scans of the crosslinking reaction of mixtures of an epoxy-containing resin with increasing stoichiometric proportions of a linear phenyl carboxylate, shown here using the example of bisphenol A acetate propionate, with a high concentration of curing catalyst of 6.5 wt % of an anionic curing catalyst.
  • the scan shown in FIG. 1 shows the evaluation of the reaction exotherms.
  • the 6 graphs shown in FIG. 4 show the DSC scans of mixtures of resin containing epoxy groups and the linear one and divalent, because two ester groups, carboxylic acid phenyl ester at a high concentration of an anionic curing catalyst with increasing stoichiometric proportions of carboxylic acid phenyl ester.
  • FIG. 5 shows the same DSC measurements of a mixture of a resin containing epoxy groups with increasing stoichiometric proportions of a linear phenyl carboxylate, also again with bisphenol A acetate propionate, at a low concentration of curing catalyst of 0.5% by weight of an ionic curing catalyst .
  • the scan shown in FIG. 5 shows the evaluations of the reaction exotherms which are comparable to those in FIG.
  • FIG. 6 summarizes the results of FIGS. 4 and 5, whereby it can be seen that even with stoichiometric proportions of 50% of additive made from phenyl carboxylate, a significant increase in the reaction exothermicity can be achieved even with low accelerator concentrations and the difference in the reaction exothermics, in particular when comparing the same high and low accelerator concentration decreases.
  • FIG. 6 shows a table in which the reaction enthalpies of mixtures of epoxy-containing impregnating agents and additive, here the linear carboxylic acid phenyl ester bisphenol A acetate propionate, are compiled at high and low concentrations of a curing catalyst with increasing stoichiometric ratio Change the additive.
  • anhydride-free impregnating agent comprising at least one or more epoxides, for example selected from the group of glycidyl ethers, novolaks, cycloaliphatic epoxy resins and / or epoxidized silicones and / or siloxanes, which is mixed with one or more carboxylic acid phenyl esters as an additive, in particular with one or more phenyl carboxylates of the ones shown below
  • Structures I to VI to modify the reactivity of the impregnating agent against low hardening catalyst concentrations when used in the VPI process for the impregnation of a solid insulation material with an embedded hardening catalyst, better harden completely to the duromer than an impregnating agent without an additive. This effect of the additive can be observed regardless of the presence of a hardening catalyst in the impregnation agent.
  • the additive according to the present invention is at least 0.1% based on the stoichiometry in the impregnating agent.
  • it is in a concentration - based on the stoichiometry with regard to the epoxide groups - from 0.1% to 100%, in particular from 10% to 100%, preferably in the range from 50% to 100% and particularly preferably in the range of 75% to 100% before.
  • the additive is preferably in the form of a compound of one or more of the following structures: Structure i
  • n 1 to 5;
  • n 1 to 10;
  • Siloxanes are compounds with the general formula
  • n in the range from 1 to 5, n 1 to 5;
  • n 1 to 10;
  • RVR 2 are equal or not equal and
  • R 1 / R 2 are the same or different and
  • R 1 are the same or different and
  • H - Alkyl, linear, branched or cyclic with 1 to 12 carbon atoms, or
  • R 1 are the same or different and
  • R 1 are the same or different and
  • the phenyl carboxylates disclosed here for the first time as additives for epoxy-containing impregnants also enable anhydride-free impregnants when used in the VPI process to impregnate solid insulation materials with embedded hardening catalysts, in areas with a low hardening catalyst concentration, i.e. in areas of the insulation system remote from the depot sufficient reactivity for hardening to form a thermoset and thus for the formation of molding material.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Additiv zum Einsatz in einem Verfahren zur Herstellung eines Isolationssystems nach dem VPI –Vacuum Pressure Impregnation-Prozess, bei dem ein fester Isolationswerkstoff mit einem Epoxidgruppen-haltigen Imprägnierharz bei erhöhter Temperatur und unter reduziertem Druck imprägniert wird. Die hier erstmals als Additive für Epoxidhaltige Imprägniermittel offenbarten Carbonsäurephenylester ermöglichen auch in Anhydrid-freien Imprägniermitteln bei der Verwendung im VPI Prozess zur Imprägnierung von festen Isolationswerkstoffen mit eingelagerten Härtungskatalysatoren, in Bereichen mit niedriger Härtungskatalysator-Konzentration, also in Depot-fernen Bereichen des Isolationssystems, eine ausreichende Reaktivität zur Aushärtung zum Duromer und damit zur Formstoffbildung.

Description

Beschreibung
Additiv, Verwendungen dazu, Isolationssystem und elektrische Maschine .
Die Erfindung betrifft ein Additiv zum Einsatz in einem Ver fahren zur Herstellung eines Isolationssystems nach dem VPI - Vacuum Pressure Impregnation-Prozess, bei dem ein fester Iso lationswerkstoff mit einem Epoxidgruppen-haltigen Imprägnier harz bei erhöhter Temperatur und unter Druck imprägniert wird .
Der VPI Prozess an sich ist literaturbekannt und wird bislang mit Säureanhydriden und Epoxidharzen als Hauptbestandteilen des Imprägniermittels zur Vakuum-Druck-Imprägnierung eines festen Isolationswerkstoffes, der beispielsweise ein Glimmer band mit darin deponierten Härtungskatalysator ist, bei ca. 70°C Imprägniertemperatur und im Vakuum, also einem Druck kleiner 1 bar, insbesondere kleiner 0,5bar, erfolgreich durchgeführt .
Rotierende elektrische Maschinen umfassen eine elektrische Wicklung innerhalb eines Blechpakets, beispielsweise eine Statorwicklung. Diese setzt sich aus elektrischen Leitern, die gegebenenfalls schon mit einem festen Isolationswerkstoff umgeben sind, und festen Isolationswerkstoffen als Hauptiso lation gegenüber dem Blechpaket zusammen. Ohne weitere Maß nahmen gibt es zwischen dem Blechpaket, den Leitern und der Hauptisolation keine dichte Verbindung, so dass Spalten und Hohlräume verbleiben. Diese Bereiche werden unter atmosphäri schen Normal-Bedingungen mit Luft gefüllt. Bei Anwendungen im Mittel- und/oder Hochspannungsbereich, also beispielsweise bei Generatoren und/oder elektrischen Antrieben, ist dies nicht ausreichend, da elektrische Teilentladungen in den Hohlräumen und Spalten das Isolationssystem in kürzester Zeit zerstören würden. Der resultierende elektrische Durchschlag bedeutet den Ausfall der elektrischen Maschine. Die Wicklung aus einem festen Isolationswerkstoff wird daher üblicherweise mit dem Imprägniermittel in einem VPI Prozess imprägniert. Als Imprägniermittel dient ein härtbares Tränk harz und/oder ein entsprechender Lack. Die festen Isolations werkstoffe können dabei porös ausgeführt sein, um die Tränk harzaufnahme zu erhöhen. Beispiele dafür sind Glimmerbänder, Isolationspapiere und/oder Vliesstoffe.
Der feste Isolationswerkstoff ist beispielsweise in Form von Glimmerbändern realisiert. Die Glimmerbänder weisen einen Bandkleber sowie einen darin gelösten und/oder feinstverteil ten Härtungskatalysator auf. Der Härtungskatalysator wird deshalb auch als im festen Isolationswerkstoff „deponierter Härtungskatalysator" bezeichnet, weil er, bis das auftreffen de - zu dem Zeitpunkt flüssige - Imprägniermittel den Här tungskatalysator aus dem festen Isolationswerkstoff heraus löst, im festen Isolationswerkstoff gelagert ist.
Der Bandkleber dient dabei der Verbindung von Glimmerpapier und Trägermaterialien wie Folien und/oder Glasgeweben, wohin gegen der anteilige „Bandbeschleuniger", wie der deponierte Härtungskatalysator auch genannt wird, die Gelierung des dünnflüssigen Tränkharzes vermittelt und nach dem Gelieren die thermische Härtung der imprägnierten Wicklung aus festem Isolationswerkstoff initiiert und beschleunigt. Hierzu löst das in die Wicklung während des VPI-Prozesses eindringende Tränkharz die Bandkleber/deponierter Härtungskatalysator- Kombination im festen Isolationswerkstoff auf respektive aus den Poren beispielsweise heraus und bewirkt eine Verteilung des deponierten Härtungskatalysators im Imprägniermittel.
Da der deponierte Härtungskatalysator Bestandteil des festen Isolationswerkstoffs ist, kommt es während des VPI-Prozesses in der Regel zu einer Inhomogenität der Verteilung des Här tungskatalysators im zu härtenden Imprägnierharz, weil Berei che im Imprägniermittel mit hoher und niedriger Konzentration an deponiertem oder enthaltenem Härtungskatalysator resultie- ren . Bislang hat man im Imprägniermittel verteilte Säureanhydride, die einerseits als Härter, - Additionspolymerisation in stö chiometrischem Verhältnis zum Imprägnierharz vorliegend - für das Imprägnierharz wirken und andererseits auch die Viskosi tät des Imprägniermittels herabsetzen, weil sie hochviskos sind, so dass die Homogenität der Vermischung mit dem depo nierten Härtungskatalysator bei den bislang üblichen Säurean hydrid-haltigen Imprägniermitteln im VPI-Prozess kein Problem darstellt .
Mittlerweile weiß man jedoch, dass die Säureanhydride aus überwiegend toxischen Gründen zu ersetzen sind und bei den bislang, beispielsweise aus der DE 102014219844.5; DE
102014221715.6; DE 102015205328.8, EP 3227893 Al und der DE 102015204885.3 bekannten Säureanhydrid-freien Formulierungen zur Herstellung von derartigen Isolationssystemen werden die Zusammensetzungen der im festen Isolationswerkstoff enthalte nen Bandkleber und deponierten Härtungskatalysatoren einer seits, sowie die im Imprägniermittel enthaltenen Imprägnier harze mit Härtern und gegebenenfalls auch Härtungskatalysato ren andererseits, neu aufeinander abgestimmt.
Aus den EP 3298611 Al und der WO 2017153113 Al sind bereits Möglichkeiten für anhydridfreie Imprägniermittel und entspre chende Bandkleber und Härtungskatalysatoren bekannt.
Trotzdem ist es bislang nicht gelungen, eine Formulierung für den VPI-Prozess umfassend zumindest einen festen Isolations werkstoff und ein Imprägniermittel zur Verfügung zu stellen, das während des VPI-Verfahrens eine Durchtränkung des festen Isolationswerkstoffes ermöglicht, die so homogen ist, dass keine oder nur wenige Bereiche des Isolationssystems mit ge ringen Konzentrationen an Härtungskatalysatoren resultieren.
In all diesen bereits bekannten Systemen besteht das Problem, dass während des Aufeinandertreffens von festem Isolations werkstoff und Imprägniermittel im VPI Prozess eine inhomogene Verteilung der oder des Härtungskatalysators resultiert, die in der Regel nicht früh genug, also vor der Gelierung und da mit Fixierung der Mischung aufgelöst wird, so dass das durch den VPI-Prozess hergestellte Isolationssystem in der Regel vor der endgültigen Härtung zum Duromer keinen ausreichend homogen verteilten Härtungskatalysator aufweist. Dies führt zu ungleichmäßiger Härtung und damit zu einem unbefriedigen dem Isolationssystem.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Stand der Technik der Säureanhydrid-freien Isolationssysteme, die durch VPI-Prozess herstellbar sind, zu verbessern und insbe sondere ein Additiv anzugeben, das - im Imprägniermittel und/oder im festen Isolationswerkstoff vorliegend - für einen VPI-Prozess geeignet ist, wobei es zur Realisierung einer möglichst vollständigen Härtung der zu polymerisierenden Ver bindung beiträgt.
Die Lösung der Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorlie genden Erfindung, wie er in den Figuren, der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart ist, angegeben.
Dementsprechend ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein fester Isolationswerkstoff und/oder ein Imprägniermittel auf der Basis eines Epoxidgruppen-haltigen Harzes zur Herstellung eines Anhydrid-freien Isolationssystems mittels VPI, das ein Additiv zur besseren Verteilung des oder der Anhydrid-freien Härtungskatalysatoren enthält, wobei das Additiv
- einen oder mehrere Carbonsäurephenylester umfasst
und in einer Menge
- bezogen auf die Epoxidgruppen des im Imprägniermittel enthaltenen epoxidgruppen haltigen Harzes nach Stöchio metrie von zumindest 0,1 % vorliegt. Außerdem ist Gegen stand der Erfindung die Verwendung eines Additivs, wie oben beschrieben, in einem Imprägniermittel und/oder in einem festen Isolationswerkstoff zum Einsatz im VPI Pro zess zur Herstellung eines Isolationssystems einer elektrischen rotierenden Maschine. Schließlich ist Ge- genstand der Erfindung ein Isolationssystem mit einem Additiv wie oben beschrieben und eine elektrische Ma schine mit einem derartigen Isolationssystem.
Ein Isolationssystem zum Einsatz im VPI Prozess zur Herstel lung einer elektrischen rotierenden Maschine umfasst in der Regel einen festen Isolationswerkstoff, der im VPI-Prozess durch Vakuum-Druck-Imprägnierung mit einem Imprägniermittel imprägniert wird, das nachfolgend zum Duromer aushärtet. Das Additiv begünstigt eine homogene Verteilung des oder der An hydrid-freien Härtungskatalysatoren während des VPI-Prozesses und damit die vollständige Härtung auch bei ungleichmäßig verteilter Härtungskatalysatorkonzentration während des VPI- Prozesses, weil es die Reaktivität der reaktiven Gruppen der zu polymerisierenden Verbindung steigert.
Der feste Isolationswerkstoff umfasst einen Träger, wie ein Glasgewebe, einen Barrierewerkstoff wie einen Glimmer, einen Bandkleber zur Verklebung des Barrierewerkstoffes mit dem Träger und schließlich Aufnahmemittel wie Poren, Verwerfungen und/oder Taschen. Dort ist einerseits der deponierte Här tungskatalysator - insbesondere bei Oxirangruppen-freien Bandklebern - als auch das Additiv gemäß der vorliegenden Er findung vorgesehen.
Das Imprägnierharz im Imprägniermittel, welches im VPI- Prozess zunächst über Unterdrück in den festen Isolations werkstoff eingesogen und dann unter Druckbeaufschlagung dort eingepresst wird, ist Epoxidgruppenhaltig und beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe folgender Harze:
- Glycidylether
- Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F- diglycidylether, Epoxy-Novolake, cycloaliphatische Epo xidharze, aliphatische Epoxidharze und/oder epoxidierte Silikone/Siloxane
sowie beliebigen Mischungen, Copolymeren und/oder Blends der vorgenannten Harze. Ein Additiv gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich an die Epoxidgruppen des Harzes addieren und kann diese auch copoly- merisieren. Dadurch wird das Harz modifiziert, weil die Reak tivität seiner reaktiven Gruppen erhöht wird und/oder damit dessen Empfindlichkeit gegenüber niedrigen Härtungskatalysa tor-Konzentrationen dadurch gesteigert ist. Das Additiv gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht insbesondere bei den Säureanhydrid-freien Imprägniermitteln eine vollständige Här tung zum Duromer auch in Härtungskatalysator-armen Bereichen durch die Modifizierung des Harzes auf Epoxidharz-Basis, ins besondere durch Modifizierung der Epoxidgruppen.
Beispiele für die Additive, die hier bevorzugt eingesetzt werden, sind Carbonsäurephenylester nachfolgenden Strukturen:
Figure imgf000008_0001
; als Grundstruktur für einen linearen Carbonsäu- rephenylester ;
Figure imgf000008_0002
; als Grundstruktur für einen cyclischen Carbon- säurephenylester, beispielsweise 6er Zyklus;
Figure imgf000008_0003
; als Grundstruktur für einen cyclischen Carbonsäu rephenylester 5er Cyclus;
Die Addition an die epoxidgruppen des vorliegenden Impräg nierharzes verläuft beispielsweise nach folgendem Schema:
Figure imgf000009_0002
Bei der Verwendung von linearen Carbonsäurephenylestern, wie hier gezeigt, kommt es zu einer Additionsreaktion zwischen einer Oxiran- und einer Estergruppe. Bei einer stöchiometri schen Abmischung von Oxiranfunktionaliät - oder Epoxidgruppe - des Imprägnierharzes zu Esterfunktionalität des Additivs sind daher jeweils mindestens zwei Funktionalitäten pro Mole kül vorhanden sein, damit ein Polymerkettenaufbau realisier bar ist. Zur Herstellung eines duroplastischen Materials, das dreidimensional vernetzt ist, liegen jeweils mindestens drei Funktionalitäten vor.
Figure imgf000009_0001
Bei der Verwendung von cyclischen Carbonsäurephenylestern kommt es zu einer Ringöffnungspolymerisation zwischen Epoxid- und Estergruppen. Hier ist es bei einer stöchiometrischen Ab mischung von Epoxid- und Estergruppen bereits ausreichend auf jeweils monofunktionale Edukte zurückzugreifen, um einen Po lymerkettenaufbau zu realisieren.
Es ist jedoch auch möglich, die Carbonsäurephenylester nicht stöchiometrisch in Bezug auf die Epoxidgruppen einzusetzen. Bereits bei einem unterstöchiometrischen Einsatz nehmen sie signifikant Einfluss auf die Reaktivität gegenüber Impräg niermittel mit niedrigen Härtungskatalysator-Konzentrationen, beispielsweise bei anionischen wie bei kationischen Härtungs- katalysatoren . Das wird in Figur 1 anhand von DSC-Messungen eindrucksvoll gezeigt.
Figur 1 zeigt die DSC-Scans der Vernetzungsreaktion von Abmi- schungen aus einem Epoxidgruppenhaltigem Harz mit steigenden stöchiometrischen Anteilen an einem cyclischen Carbonsäu rephenylester, hier am Beispiel Dihydrocoumarin exemplarisch dargestellt, bei einer hohen Konzentration an Härtungskataly sator von 6,5 Gew% eines anionisch wirkenden Härtungskataly sators. Der in Figur 1 gezeigte Scan zeigt die Auswertung der Reaktionsexothermien .
Figure imgf000010_0001
Dihydrocoumarin
Die in Figur 1 gezeigten 5 Graphen zeigen die DSC-Scans - die Messungen der dynamischen Differenzkalorimetrie oder „diffe rential scanning calorimetry" - DSC - also die thermische Analyse zur Messung von abgegebener oder aufgenommener Wärme menge eine Probe, die kinetischen Betrachtungen einer chemi schen Reaktion, hier den Grad an Vernetzung, zulassen.
Figur 2 zeigt die gleichen DSC-Messungen einer Abmischung aus einem Epoxidgruppenhaltigem Harz mit steigenden stöchiometri schen Anteilen an einem cyclischen Carbonsäurephenylester, auch wieder mit Dihydrocoumarin, bei einer niedrigen Konzent ration an Härtungskatalysator von 0,5 Gew% eines anionisch wirkenden Härtungskatalysators. Der in Figur 2 gezeigte Scan zeigt die mit Figur 1 vergleichbaren Auswertungen der Reakti onsexothermien .
Figur 3 fasst die Ergebnisse der Figuren 1 und 2 zusammen, wobei ersichtlich ist, dass bereits bei stöchiometrischen An teilen von 50% an Additiv aus Carbonsäurephenylester eine deutliche Steigerung der Reaktionsexothermie auch bei kleinen Beschleunigerkonzentrationen erzielt werden kann und die Dif- ferenz in den Reaktionsexothermien, insbesondere beim Ver gleich hohe und niedrige Beschleunigerkonzentration, abnimmt.
Die Figur 3 zeigt eine erste Tabelle, in der zusammengetragen ist, wie sich die Reaktionsenthalpien von Mischungen aus Epo xidhaltigen Imprägniermitteln und Additiv, hier dem cycli schen Carbonsäurephenylester Dihydrocoumarin, bei hoher und niedriger Konzentration an einem Härtungskatalysator bei steigendem stöchiometrischem Verhältnis an Additiv ändern.
Zu erkennen ist auch, sowohl in Figur 2, der unterste Graph, als auch Figur 3, Tabelle, dass es bei der niedrigen Be schleunigerkonzentration ohne Zusatz von Additiv, also un terste Zeile und zweite Spalte von links, zu keiner signifi kanten Vernetzung, „Reaktionsenthalpie -8,3", kommt. Das ist der Beweis dafür, dass es mit einem Additiv gemäß der vorlie genden Erfindung, hier am Beispiel des cyclischen Carbonsäu rephenylesters, zu einer Reaktivitätsmodifikation des Epoxid haltigen Imprägniermittels in Bereichen mit niedriger Här tungskatalysator-Konzentration kommt .
Figur 4 zeigt die DSC-Scans der Vernetzungsreaktion von Abmi schungen aus einem Epoxidgruppenhaltigem Harz mit steigenden stöchiometrischen Anteilen an einem linearen Carbonsäurephe nylester, hier am Beispiel Bisphenol-A-Acetat-Propionat exemplarisch dargestellt, bei einer hohen Konzentration an Härtungskatalysator von 6,5 Gew% eines anionisch wirkenden Härtungskatalysators. Der in Figur 1 gezeigte Scan zeigt die Auswertung der Reaktionsexothermien.
Figure imgf000011_0001
Bisphenol-A-Acetat-Propionat
Die in Figur 4 gezeigten 6 Graphen zeigen die DSC-Scans von Mischungen aus Epoxidgruppen haltigem Harz und dem linearen und zweiwertigen, weil zwei Estergruppen aufweisenden, Car bonsäurephenylester bei hoher Konzentration eines anionisch wirkenden Härtungskatalysator bei steigenden stöchiometri schen Anteilen an Carbonsäurephenylester.
Figur 5 zeigt die gleichen DSC-Messungen einer Abmischung aus einem Epoxidgruppenhaltigem Harz mit steigenden stöchiometri schen Anteilen an einem linearen Carbonsäurephenylester, auch wieder mit Bisphenol A Acetat Propionat, bei einer niedrigen Konzentration an Härtungskatalysator von 0,5% Gew% eines an ionisch wirkenden Härtungskatalysators. Der in Figur 5 ge zeigte Scan zeigt die mit Figur 4 vergleichbaren Auswertungen der Reaktionsexothermien .
Figur 6 fasst die Ergebnisse der Figuren 4 und 5 zusammen, wobei ersichtlich ist, dass bereits bei stöchiometrischen An teilen von 50% an Additiv aus Carbonsäurephenylester eine deutliche Steigerung der Reaktionsexothermie auch bei kleinen Beschleunigerkonzentrationen erzielt werden kann und die Dif ferenz in den Reaktionsexothermien, insbesondere beim Ver gleich hohe und niedrige Beschleunigerkonzentration, abnimmt.
Die Figur 6 zeigt eine Tabelle, in der zusammengetragen ist, wie sich die Reaktionsenthalpien von Mischungen aus Epoxid haltigen Imprägniermitteln und Additiv, hier dem linearen Carbonsäurephenylester Bisphenol-A-Acetat-Propionat, bei ho her und niedriger Konzentration an einem Härtungskatalysator bei steigendem stöchiometrischem Verhältnis an Additiv än dern .
Zu erkennen ist auch, sowohl in Figur 5, der unterste Graph, als auch Figur 6, Tabelle, dass es bei der niedrigen Be schleunigerkonzentration ohne Zusatz von Additiv, also un terste Zeile und zweite Spalte von links, zu keiner signifi kanten Vernetzung, „Reaktionsenthalpie -8,3", kommt. Das ist der Beweis dafür, dass es mit einem Additiv gemäß der vorlie genden Erfindung zu einer Reaktivitätsmodifikation des Epo- xidhaltigen Imprägniermittels in Bereichen mit niedriger Här tungskatalysator-Konzentration kommt .
Die Tabelle aus Figur 6 belegt deutlich, dass bei stöchiomet rischen Anteilen von 50 bis 75% an Carbonsäurephenylester ei ne deutliche Steigerung der Reaktionsexothermie auch bei kleinen Beschleunigerkonzentrationen erzielt werden kann.
Auch die Differenzen in den Reaktionsexothermien, erkennbar durch den Vergleich an hoher und niedriger Beschleunigerkon zentration, nimmt ab.
Entsprechend wird ein Anhydrid-freies Imprägniermittel umfas send zumindest ein oder mehrere Epoxide, beispielsweise aus gewählt aus der Gruppe der Glycidylether, Novolake, cyc- loaliphatischen Epoxidharzen und/oder epoxidierte Silikone und/oder Siloxane, das mit einem oder mehreren Carbonsäu rephenylestern als Additiv, insbesondere mit einem oder meh reren Carbonsäurephenylestern der nachfolgend gezeigten
Strukturen I bis VI , zur Modifizierung der Reaktivität des Imprägniermittels gegenüber niedrigen Härtungskatalysator- Konzentrationen bei der Verwendung im VPI Prozess zur Impräg nierung eines festen Isolationswerkstoffes mit eingelagertem Härtungskatalysator besser komplett zum Duromer durchhärten als ein Imprägniermittel ohne Additiv. Dabei ist diese Wir kung des Additivs unabhängig vom Vorliegen eines Härtungska talysators im Imprägniermittel zu beobachten.
Das Additiv gemäß vorliegender Erfindung ist im Imprägnier mittel zumindest in 0,1% bezogen auf die Stöchiometrie ent halten. Beispielsweise liegt es in einer Konzentration - be zogen auf die Stöchiometrie im Hinblick auf die Epoxidgruppen - von 0,1% bis 100%, insbesondere von 10% bis 100%, bevorzugt im Bereich von 50% bis 100 % und insbesondere bevorzugt im Bereich von 75% bis 100% vor.
Das Additiv liegt bevorzugt in Form einer Verbindung einer oder mehrerer der folgenden Strukturen vor: Struktur I
Figure imgf000014_0001
mit n im Bereich von 1 bis 5, n = 1 - 5;
m im Bereich von 1 bis 10, m = 1 - 10;
RVR2 = gleich oder ungleich und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2
- H
- Alkyl, linear verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen
- Sulfonyl
- Sulfat
- Phosphonyl
- Phosphat oder
- Siloxane linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 50 Si-O-Einheiten;
Siloxane sind Verbindungen mit der allgemeinen Formel
R3Si- [OSiR2] x-0-SiR3. Struktur I I
Figure imgf000015_0001
mit
n im Bereich von 1 bis 5, n = 1 - 5;
m im Bereich von 1 bis 10, m = 1 - 10;
RVR2 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt sind aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem, mit oder ohne Seitenketten;
- Acyl
Struktur : I I I
Figure imgf000015_0002
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1/R2 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
R3 = leer oder
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem;
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
Struktur IV
Figure imgf000016_0001
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
H, - Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
Struktur V
Figure imgf000017_0001
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
- Acyl
- Carboxyl Struktur VI
Figure imgf000018_0001
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
- Acyl
- Carboxyl
Im Folgenden werden noch beispielhafte Aus führungs formen der Erfindung anhand konkreter Verbindungen mit Strukturformeln genannt :
Beispiele abgeleitet von Grundstruktur I
Figure imgf000019_0001
Beispiel abgeleitet von Grundstruktur II
5
Figure imgf000020_0001
Beispiel abgeleitet von Grundstruktur V
Figure imgf000020_0002
Beispiel abgeleitet von Grundstruktur VI
Figure imgf000020_0003
Die hier erstmals als Additive für Epoxidhaltige Imprägnier mittel offenbarten Carbonsäurephenylester ermöglichen auch in Anhydrid-freien Imprägniermitteln bei der Verwendung im VPI Prozess zur Imprägnierung von festen Isolationswerkstoffen mit eingelagerten Härtungskatalysatoren, in Bereichen mit niedriger Härtungskatalysator-Konzentration, also in Depot fernen Bereichen des Isolationssystems, eine ausreichende Re aktivität zur Aushärtung zum Duromer und damit zur Formstoff bildung .

Claims

Patentansprüche
1. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel auf der Basis eines Epoxidgruppen-haltigen Harzes zur Her stellung eines Anhydrid-freien Isolationssystems mittels VPI, das ein Additiv zur besseren Verteilung des oder der Anhydrid-freien Härtungskatalysatoren enthält, wobei das Additiv
- einen oder mehrere Carbonsäurephenylester umfasst
und in einer Menge
- bezogen auf die Epoxidgruppen des im Imprägniermittel enthaltenen epoxidgruppen haltigen Harzes nach Stöchio metrie von zumindest 0,1 % vorliegt.
2. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel
nach Anspruch 1, wobei im Additiv zumindest ein Carbon säurephenylester eine Verbindung gemäß folgender der allgemeinen Struktur I ist:
Struktur I
Figure imgf000021_0001
mit n im Bereich von 1 bis 5, n = 1 - 5;
m im Bereich von 1 bis 10, m = 1 - 10;
RVR2 = gleich oder ungleich und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 - H
- Alkyl, linear verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen
- Sulfonyl
- Sulfat
- Phosphonyl
- Phosphat oder
Siloxan linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 50 Si- O-Einheiten .
3. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel mit Additiv nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Additiv zu mindest ein Carbonsäurephenylester eine Verbindung gemäß folgender der allgemeinen Struktur I I ist:
Struktur I I
Figure imgf000022_0001
mit
n im Bereich von 1 bis 5, n = 1 - 5;
m im Bereich von 1 bis 10, m = 1 - 10;
RVR2 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt sind aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 = H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem, mit oder ohne Seitenketten;
Acyl .
4. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Additiv zumindest ein Carbonsäurephenylester eine Verbindung gemäß folgender der allgemeinen Struktur I I I ist :
Struktur I I I
Figure imgf000023_0001
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1/R2 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
R3 = leer oder
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem; Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
Biphenyl .
5. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Additiv zumindest ein Carbonsäurephenylester eine Ver bindung gemäß folgender der allgemeinen Struktur IV ist:
Struktur IV
Figure imgf000024_0001
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl .
6. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Additiv zumindest ein Carbonsäurephenylester eine Ver bindung gemäß folgender der allgemeinen Struktur V ist:
Struktur V
Figure imgf000025_0001
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
- Acyl
- Carboxyl
7. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Additiv zumindest ein Carbonsäurephenylester eine Ver bindung gemäß folgender der allgemeinen Struktur VI ist:
Struktur VI
Figure imgf000026_0001
wobei
n im Bereich von 1 bis 10 liegt, n = 1 - 10;
R1 = gleich oder ungleich sind und
ausgewählt aus der Gruppe folgender Reste
R1 =
- H,
- Alkyl, linear, verzweigt oder cyclisch mit 1 bis 12 Koh lenstoffatomen, oder
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, mit oder ohne Sei tenketten;
R2 =
- Aryl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen im aromatischen Sys tem,
- Alkylaryl mit 2 bis 4 Phenyleinheiten
- Biphenyl
- Acyl
- Carboxyl .
8. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Additiv zumindest ein Carbonsäurephenylester ausgewählt ist aus der Gruppe folgender Verbindungen:
Figure imgf000027_0001
9. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermittel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Additiv zumindest ein Carbonsäurephenylester ausgewählt ist aus der Gruppe folgender Verbindungen:
Figure imgf000028_0001
10. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermit tel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Additiv, bezogen auf die Epoxidgruppen des im Imprägniermittel enthaltenen epoxidgruppen haltigen Har zes nach Stöchiometrie in einer Menge im Bereich von 10 % bis 100% vorliegt.
11. Fester Isolationswerkstoff und/oder Imprägniermit tel mit Additiv nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Additiv, bezogen auf die Epoxidgruppen des im Imprägniermittel enthaltenen epoxidgruppen haltigen Har zes nach Stöchiometrie in einer Menge im Bereich von 50 % bis 100% vorliegt.
12. Verwendung eines Additivs nach einem der Ansprüche 2 bis 9 in einem Imprägniermittel zum Einsatz im VPI Prozess zur Herstellung eines Isolationssystems einer elektrischen rotierenden Maschine.
13. Verwendung eines Additivs nach einem der Ansprüche 2 bis 9 in einem festen Isolationswerkstoff zum Einsatz im VPI Prozess zur Herstellung eines Isolationssystems einer elektrischen rotierenden Maschine.
14. Isolationssystem für eine elektrische rotierende Maschine das einen festen Isolationswerkstoff und/oder ein Imprägniermittel mit Additiv nach einem der Ansprü che 1 bis 11 umfasst.
15. Elektrische Maschine mit einem Isolationssystem nach Anspruch 14.
PCT/EP2020/059990 2019-05-28 2020-04-08 Additiv, verwendung dazu, isolationssystem und elektrische maschine WO2020239309A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20721443.8A EP3953418A1 (de) 2019-05-28 2020-04-08 Additiv, verwendung dazu, isolationssystem und elektrische maschine
US17/614,683 US20220238252A1 (en) 2019-05-28 2020-04-08 Additives, Corresponding Uses, Insulation Systems, and Electric Machines
CN202080051076.0A CN114096600B (zh) 2019-05-28 2020-04-08 添加剂、其用途、绝缘体系和电机

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019207771.4A DE102019207771A1 (de) 2019-05-28 2019-05-28 Additiv, Verwendung dazu, Isolationssystem und elektrische Maschine
DE102019207771.4 2019-05-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020239309A1 true WO2020239309A1 (de) 2020-12-03

Family

ID=70464988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/059990 WO2020239309A1 (de) 2019-05-28 2020-04-08 Additiv, verwendung dazu, isolationssystem und elektrische maschine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220238252A1 (de)
EP (1) EP3953418A1 (de)
CN (1) CN114096600B (de)
DE (1) DE102019207771A1 (de)
WO (1) WO2020239309A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140077129A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Epoxy resin composition for printed circuit board, insulating film, prepreg, and multilayer printed circuit board
WO2015062660A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 Abb Research Ltd. Composite high voltage insulation materials and methods for preparing the same
US20150305152A1 (en) * 2012-11-30 2015-10-22 Lg Innotek Co., Ltd. Epoxy resin composition and printed circuit board including insulating layer using the epoxy resin composition
WO2017012739A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Fester isolationswerkstoff, verwendung dazu und damit hergestelltes isolationssystem
WO2017012735A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Fester, insbesondere bandförmiger, isolationswerkstoff, formulierung für ein imprägniermittel zur herstellung eines isolationssystems in einem vakuumimprägnierverfahren damit und maschinen mit derartigem isolationssystem
WO2017153113A1 (de) 2016-03-09 2017-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Fester isolationswerkstoff, verwendung dazu und damit hergestelltes isolationssystem
EP3227893A1 (de) 2015-02-05 2017-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Isolierband für eine spule und wickelband-isoliersystem für elektrische maschinen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4395521A (en) * 1982-01-20 1983-07-26 Union Carbide Corporation Process for curing thermoset resins using phenyl esters of carboxylic acids as latent catalysts
DE4040471A1 (de) * 1990-08-01 1992-02-06 Bayer Ag Haertbare mischungen zur herstellung von epoxidnetzwerken, verfahren zu deren herstellung und verwendung

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140077129A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Epoxy resin composition for printed circuit board, insulating film, prepreg, and multilayer printed circuit board
US20150305152A1 (en) * 2012-11-30 2015-10-22 Lg Innotek Co., Ltd. Epoxy resin composition and printed circuit board including insulating layer using the epoxy resin composition
WO2015062660A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 Abb Research Ltd. Composite high voltage insulation materials and methods for preparing the same
EP3227893A1 (de) 2015-02-05 2017-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Isolierband für eine spule und wickelband-isoliersystem für elektrische maschinen
WO2017012739A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Fester isolationswerkstoff, verwendung dazu und damit hergestelltes isolationssystem
WO2017012735A1 (de) * 2015-07-17 2017-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Fester, insbesondere bandförmiger, isolationswerkstoff, formulierung für ein imprägniermittel zur herstellung eines isolationssystems in einem vakuumimprägnierverfahren damit und maschinen mit derartigem isolationssystem
EP3298611A1 (de) 2015-07-17 2018-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Fester isolationswerkstoff, verwendung dazu und damit hergestelltes isolationssystem
WO2017153113A1 (de) 2016-03-09 2017-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Fester isolationswerkstoff, verwendung dazu und damit hergestelltes isolationssystem

Also Published As

Publication number Publication date
CN114096600B (zh) 2023-12-01
EP3953418A1 (de) 2022-02-16
DE102019207771A1 (de) 2020-12-03
CN114096600A (zh) 2022-02-25
US20220238252A1 (en) 2022-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3175462B1 (de) Isolationssystem für elektrische maschinen
EP3245657B1 (de) Isolationssystem, verwendungen dazu, sowie elektrische maschine
EP1303567B2 (de) Volumenmodifizierte vergussmassen auf der basis polymerer matrixharze
EP3189524B1 (de) Leiteranordnung, elektrische spule und elektrische maschine
EP1168372B1 (de) Vergussmassen für die Herstellung von elektrischen Isolierungen
DE4340834A1 (de) Phosphormodifizierte Epoxidharze, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
DE2628096A1 (de) Blatt- oder streifenfoermiges isolationsmaterial
DE102009053253A1 (de) Tränkharz für Verbundisolatoren
DE3824254A1 (de) Isolierband zur herstellung einer mit einer heisshaertenden epoxid-saeureanhydrid-mischung impraegnierten isolierhuelse fuer elektrische leiter
EP0412425B1 (de) Flammwidrige Giessharzformstoffe
DE2627463A1 (de) Verfahren zur herstellung von wicklungen fuer elektrische maschinen und apparate
DE2619957A1 (de) Epoxid-kunstharz
WO2020094328A1 (de) Elektrisches betriebsmittel mit isolationssystem, sowie verfahren zur herstellung des isolationssystems
WO2019057601A1 (de) Elektrisches isolationsmaterial und/oder imprägnierharz für die wickelbandisolierung einer mittel- und/oder hochspannungsmaschine sowie ein isolationssystem daraus
DE2249871A1 (de) Loesungsmittelfreie kombination aus epoxyharz, haerter und verduenner als elektrisches isolier- und/oder impraegniermittel
DE2811096C3 (de) Epoxyharzmasse
WO2020239309A1 (de) Additiv, verwendung dazu, isolationssystem und elektrische maschine
EP3391385A1 (de) Fester isolationswerkstoff, verwendung dazu und damit hergestelltes isolationssystem
WO2022048992A1 (de) Pulverlack-formulierung für ein isolationssystem einer elektrischen maschine, elektrische maschine mit einem solchen isolationssystem und verfahren zum herstellen eines solchen isolationssystems
DE2848319A1 (de) Elektrisch isolierende fluessigkeit
WO2019057604A1 (de) Elektrisches isolationsmaterial und/oder imprägnierharz für die wickelbandisolierung einer mittel- und/oder hochspannungsmaschine, isolationsstoff sowie isolationssystem daraus
DE1251450B (de) Flammschutzmittel fur Epoxyharzlacke
EP2920225A2 (de) Reaktionsbeschleuniger für eine copolymerisation, elektroisolationsband, elektroisolationskörper und konsolidierungskörper
WO2020259963A1 (de) Imprägnierformulierung, isolationsmaterial, verfahren zum herstellen eines isolationsmaterials und elektrische maschine mit einem isolationsmaterial
RU2800608C2 (ru) Присадка, варианты ее применения, система изоляции и электрическая машина

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20721443

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020721443

Country of ref document: EP

Effective date: 20211112

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE