DE1540109A1 - Glimmerhaltiges Isolierband mit einem bei Raumtemperatur lagerfaehigen,in der Hitze haertbaren fluessigen Bindemittel auf Epoxydharzbasis - Google Patents

Description

• Glmmerhaltiges Isolierband mit einem bei Raumtemperatur lagefähigen, in der Hitze hartbaren flüssigen Bindemittel auf Epoxydharzbasis. Die vorliegende'Erfndung bezieht sich auf ein glmmerhaltiges Isolierband, wie es beispielsweise zur Isolierung von Leiterstäben von Generatoren oder anderen elektrischen NLaschine.n verwendet wird, das ein eine klebrige Konsistenz aufweisendes Bindemittel auf Epoxydharzbasis enthält und das eine ausreichende.Lagerfähigkeit besitzt und in kurzen Zeiten bei. erhÖhten Temperaturen vom flüssigen in den gehärteten Zustand überführt werden kann..
• Es ist bereits bekannt, Epoxydharze mit geeigneten Härtern als Bindemittel für Isolierbänder für die Isolation won Leiterstäben zu verwenden. Derartige Isolierbänder enthalten meistens das Bindemittel in einer klebfreien, trockenen. Form, das bei Temperaturerhöhung wieder erweicht bzw. in den flüssigen Zustand kurzzeitig überführt werden kann. Derartige Isolierbänder werden als sogenannte "Prepregs" bezeichnet. Obwohl Isolierbänder bzw. glimmerhaltige Bänder in Form von sogenannten Mkafolien mit bei Raumtemperatur genügend lagerfähigem Bindemittel vorhanden sind, weist diese Verarbeitungstechnik noch mäneherlei Schwierigkeiten auf. Sie beruhen einmal in der gezielten Einstellung des Trocknungsgrades, zum anderen in der häufigen Notwendigkeit der Mitverwendung von nur schwer wieder vollständig entfernbaren Lösungsmitteln und schließlich in zusätzlich erforderlichen Verfahrensschritten zur Erreichung einer genügend. geringen Imprägnierviskosität, Es wurden daher auch Isolierbänder entwickelt, deren Bindemittel in einer zähflüssigen, klebrigen Konsistenz vorliegen und die eine bessere Durchmprägnierung der ätabisolation gewährleisten, Sie weisen jedoch noch den Nachteil auf, da.( die Viskosität des Harz/Härter-Gemisches bei Raumtemperatur häufig zu hoch ist und damit bei der Herstellung der Bänder ein Lösungsmittel mit verwendet werden muß, um eine genügende Harzaufnahme des Trägermaterials und der Glimmerfolie 2u erreichen, Weiterhin besitzen die bekanntem Isolierbänder mit klebrigem Bindemittel Selbst bei Lagerung bei niedrigen Temperaturen eine begrenzte Lagerfähigkeit, wenn eine Härtung in wirtschaftlich kurzen Zeiten im Temperaturbereich von 130 °C bis 160 0 0 erfolgen soll, Eine Verbesserung der Lagerfähigkeit könnte durch Verminderung der üblichen Beschleunigerzusätze erreicht werden, wodurch jedoch lange Härtungszeiten erforderlich vrerden, -Die vorgenannten Nachteile können weitgehend. behoben werden, wenn als Bindemittel für ein GlimmerbanserfindungsgemäJ3 ein Gemisch aus einer-flüssigen Polyepoxyäverbindung auf Bsphanol-Basis mit einem bpoxydäquivalent von 180 bis 250, einer cycloaliphatischen Polyepaxydverhindung auf Basis von Vinylcyclohexendepoxyderi, einem flüssigen. Dicarbonsäureanhydrid sowie geringen Mengen einesleroadcuktes eines tertiären aliphatischen Amins verwendet wird..
• Durch den Zusatz einer f_ T.ssgen cycloallphatischen Epoxydverbindung wird eine solche Viskosität der Mischung erhalten, daß sich eine Mitverwendung von Lösungsmitteln bei der Herstellung des Isolierbandes erübrigt. Weiterhin-bewirkt der Zusatz der Aminverbindung eine für die betrieblichen Belange ausreichende Iagerfähigkeit bei gleichzeitig kurzen Härtungszeiten im Temperaturbereich von 130 °C bis 'f60 o C. Darüber hinaus wird durch den Zusatz dieser Komponenten die Formbeständigkeit in der Wärme der Isolation nach der Härtung und die Temperaturabhängigkeit der dielektrischen Eigenschaftswerte verbessert.
• Als Epoxydharz für die Herstellung eines derartigen Bindemittels sind niedermolekulare Umsetzungsprodukte aus Bisphenol-A und Epichlorhydrin geeignet, die ein L,poxydäquivalent von 180 bis 250 aufweisen und bei Raumtemperatur in einem zähflüssigen Zustand vorliegen.
• Als knhydridhärter haben sich bei Raumtemperatur flüssige bzw. bei niedrigen Temperaturen schmelzbare Dicarbonsäureanhydride, wie Hexahydroplithalsäureanliydrid, Methylhexahydrophthalsdureanhydrd oder L:ethylendomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid bzw: Gemische derselben als brauchbar erwiesen. Vorzugsweise wird jedoch Metliylliexahydrophtiialsäureanh,;drid. verwendet, das bei Raumtemperatur niedrigviskos. ist und eine fenügend hohe Reaktivität ab 120 °C aufweist.
• Wegen des günstigen i-iterunt;sver::ialtens und der guten elektrischen Eigenschaften der gehärteten Produkte kommen in erster Linie nichtaromatis-clie liärtungsmittel iii Frage. Als zweite epoxyd-@;ruppenhaltige Komponente in der Bindemittelmi schung finden cycloaliphatische Polyepoxydverbindungen auf Basis von Vinylcyclohexendiepoxyden Anwendung, deren Viskosität bei Raumtemperatur 20 cP beträgt. Als besonders bevorzugt findet 1-ePoxyäthyl-3,4-epoxycyclohexan Anwendung; als weitere cycloaliphatische Komponente kann 1-epoxvisoprop@=1-4-Methyl-3.4-epoxycyalohexan verwendet werden. Wie Versuche gezeigt haben, wird eine erhebliche Steigerung der Reaktivität der Mischung in der Hitze unter weitgehender Erhaltung der Lagerfähigkeit bei Raumtemperatur erreicht, wenn als BeschleuniGerkomponente eine Aminverbindung aus einem aliphatischen tertiären Amin, das mit Phenol verkappt ist, eingesetzt wird. Derartige Verbindungen sind im Handel unter der Bezeichnung DY 063 der Firma Ciba erhältlich. Die Konzentration der Aminverbindung wird so gewählt, daß in der gesamten Mischung 0,05 bis@0,5 % vorhanden sind.
• Die Menge des dem Harz/Härter-Gemisch zugesetzten Anteiles der niedrig viskosen cycloaliphatischen Epoxydverbindungen sind von der Dicke der auf den Leiterstab aufzubringenden Isolierschicht abhängig. Vorteilhaft werden dem Harz/Härter-Gemisch 2 bis 10 % der zweiten Epoxydverbindung zugesetzt. Für das Bindemittel, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann' beispielsweise folgende Zusammensetzung Anwendung finden: 100 Gew.-T1. einer flüssigen Polyepoxydverbindung auf Bisphenolbasis mit-einem Epoxydäquivalent von 190 10 Gew.-T1. einer Polyepoxydverbindung aus 1-epoxyaethyl-3.4-epoxy-cyclohexan mit einem Bpoxydäquivalent von 75 und einer Viskosität von 8 cp- bei 20 o C.
• 100 Gew.-T1. eines Methylhexahydrophthalsäureanhydrids 0,5 Gew.-T1. eines tertiären aliphatischen Amins, das mit einer phenolischen Verbindung verkappt ist, . (DY 063 der Ciba) Diese Bindemittelmischung weist bei 20 °C eine Viskosität von ca. 700 cP auf, die günstige Voraussetzungen für die Durchtränkung eines Isolierbandes auf Glimmerbasis bietet. Derartige mit der Bndemittelmischung imprägnierte Glimmerbänder weisen bei Raumtemperatur eine Lagerfähigkeit von mehreren Wochen auf, die durch Kühllagerung bei 0 bis 10 0C auf 2 bis 4 Monate gesteigert werden kann. Hochspannungswicklungen unter Verwendung von- Isolierbändern mit der erfindungsgemäßen Bindemittelmischung lassen sich bei

  Temperaturen von etwa 130 bis 150 0C in 1 bis 3 Stunden zu

  einer homogenen Hochspannungsisolation härten. Als Glimmerbänder finden die bekannten Isolierbänder mit und ohne Trägerkörper Verwendung. Besonders geeignet sind Glimmerbänder, die nach den Methoden der Papierfabrikation aus thermisch und/oder mechanisch aufbereitetem Glimmer hergestellt worden sind. Als Trägerkörper für den Glimmer kann vorteilhaft Glasgewebe verwendet werden. Diese Glimmerbänder aus sogenanntem Feinglimmer, die mit einem Bindemittel nach der Erfindung imprägniert sind, eignen sich besonders für die Herstellung und Isolation von Hochspannungswicklungen.

Claims (4)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Glimmerhaltiges Isolierband mit einem in der Hitze härtbaren flüssigen Bindemittel auf Epoxydharzbasis unter Zusatz von Anhydridhärtern und Beschleunigern auf Aminbasis, dadurch gekennzeichnet,.daß als Bindemittel ein Gemisch aus einer flüssigen Polyepoxydverbindun; auf Bisphenolbasis mit einem Epoxydäquivalent von 180 bis. 250, einer c,icloaliphatischen Polyepoxydverbindung auf Basis von Vinllc.Icloäex&ndieporyden, einem flüssigen Dicarbonsäureanh;;rdrid sol,rie geringen i:en@,@:en Phenoladduktes eines tertiären aliphatische@z -,_#-<ns ver@=°er#, det wird.
2. 2. Glimmerisolierband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, CD daß als cycloaliphatische Komponente ein 1-epo:,_yäth.,rl-3.4-epoxycyclohexan verwendet wird.
3. 3. Glimmerisolierband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als cycloaliphatische Komponente ein 1-epoxyisopropyl-4-hiethyl-3.4-epoxycyclohexan verwendet wird.
4. 4. Glimmerisolierband nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Härter Methylhexahydrophthalsäureanhydrid verwendet wird.-