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DE19813315A1 - Verfahren zum Fixieren von Wickelgütern - Google Patents

Verfahren zum Fixieren von Wickelgütern

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Publication number
DE19813315A1
DE19813315A1 DE19813315A DE19813315A DE19813315A1 DE 19813315 A1 DE19813315 A1 DE 19813315A1 DE 19813315 A DE19813315 A DE 19813315A DE 19813315 A DE19813315 A DE 19813315A DE 19813315 A1 DE19813315 A1 DE 19813315A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
impregnation
acid
sum
winding
anhydride
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19813315A
Other languages
English (en)
Inventor
Horst Conrad
Gerhard Kiesling
Raimund Pillath
Stefan Reuther
Anja Richter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Axalta Coating Systems Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Herberts GmbH
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 Herberts GmbH filed Critical Herberts GmbH
Priority to DE19813315A priority Critical patent/DE19813315A1/de
Publication of DE19813315A1 publication Critical patent/DE19813315A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10—Esters
    • C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
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Abstract

Verfahren zur Fixierung von Wickelgütern aus elektrisch leitfähigen Materialien durch Imprägnieren mit radikalisch polymerisierbarem Imprägniermaterial, thermisches Härten und Aushärten gleichzeitig mit oder nach dem thermischen Härten durch energiereiche Strahlung, wobei als Imprägniermaterial eine Zusammensetzung verwendet wird, welche enthält DOLLAR A A) 20 bis 80 Gew.-% ungesättigte Polyester und/oder Polyesterimide DOLLAR A B) 20 bis 80 Gew.-% ungesättigte Monomere und/oder Oligomere und DOLLAR A C) 1 bis 10 Gew.-% einer Hilfsstoffkombination aus Acylphosphinoxiden, C-C-labilen Initiatoren sowie Stabilisatoren und die Wickelgüter während des Imprägnierens durch Anlegen von elektrischem Strom an deren Wicklungen erwärmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung von Wickelgütern, insbesondere von Drahtwicklungen elektrischer Betriebsmittel mit radikalisch polymerisierbaren Massen. Sie betrifft auch hierfür geeignete radikalisch polymerisierbare Massen.
Wicklungen von elektrischen Betriebsmitteln werden mit radikalisch polymerisierbaren Massen imprägniert und anschließend ausgehärtet, um eine Fixierung der Wicklungen und damit ein Aufrechterhalten der Funktionsweise derartiger Wickelgüter zu erreichen. Die zum Härten notwendige Energie kann durch Wärmezufuhr in einem Ofen, durch induktives Beheizen oder durch Beheizen mit elektrischem Strom erfolgen. Ein Vor-, Nach- und/oder Aushärten der imprägnierten Massen kann darüber hinaus durch Zufuhr von energiereicher Strahlung, beispielsweise UV-Licht oder Elektronenstrahlung, geschehen.
Beispielsweise ist gemäß DE-A 40 22 232 bekannt, elektrische Wickelgüter mit Tränkmitteln zu beschichten und die Oberfläche mit UV-Strahlen zu härten. Zum Aushärten der imprägnierten Wicklungen ist eine anschließende energie- und zeitaufwendige Wärmebehandlung in einem Ofen erforderlich.
Desweiteren ist bekannt, nach dem Imprägnieren der Wickelgüter Strom durch die elektrisch leitenden Wicklungen zu leiten, der die notwendigen Temperaturen zum Härten der Tränkharze an und in den Drahtwicklungen erzeugt. Durch dieses Verfahren können Masseteile, in denen kein Strom fließt, nicht ausreichend gehärtet werden, und es ist ein zusätzliches Härten durch Wärmezufuhr mittels eines Ofens erforderlich.
Gemäß EP-A 0 643 467 wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem die getränkten Wickelgüter gleichzeitig mit oder nach dem thermischen Härten durch energiereiche Strahlung ausgehärtet werden. Vorzugsweise erfolgt das thermische Härten durch Anlegen von elektrischem Strom an die elektrisch leitenden Wicklungen. Die Wickelgüter können bereits im vorerwärmten Zustand imprägniert werden, wobei die Erwärmung vor dem Imprägnieren ebenfalls vorzugsweise durch Stromfluß in den elektrischen Leitungen verursacht wird. Durch die Vorerwärmung ist es möglich, unmittelbar beim Tränken schon eine Fixierung der Tränkmittel einzuleiten und somit den Übergang von flüchtigen reaktiven Bestandteilen der Tränkmittel in die Dampfphase zu verzögern bzw. zu verhindern. Als Tränkmittel sind radikalisch polymerisierbare Massen verwendbar, welche eine Hilfsstoffkombination aus Acylphosphinoxiden, C-C-labilen Initiatoren und Stabilisatoren enthalten. Auf Grund gestiegener Qualitätsanforderungen an die Imprägnierung - höherer Füllfaktor in den Wicklungen und verbesserte Harzverteilung - sowie zur Minimierung sicherheitstechnischer Risiken ist es erforderlich, neue Verfahrenstechniken und Materialien anzuwenden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Wirtschaftlichkeit derartiger Verfahren durch minimierte Emissions- und Abtropfverluste zu erhöhen bei gleichzeitig verbessertem Eindringen und Fixieren der Tränkmittel in den Wicklungen sowie Brand- und Explosionsgefahren zu vermeiden.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann durch ein Imprägnierverfahren zur Fixierung von Wickelgütern aus elektrisch leitfähigen Materialien, bei denen das Imprägniermaterial gleichzeitig mit oder nach dem thermischen Härten durch energiereiche Strahlung ausgehärtet wird, wobei die Wickelgüter während des Imprägnierens erwärmt werden und als Imprägniermaterial eine Zusammensetzung verwendet wird, welche enthält
A 20 bis 80 Gew.-% ungesättigte Polyester und/oder Polyesterimide,
B 20 bis 80 Gew.-% ungesättigte Monomere und/oder Oligomere und
C 1 bis 10 Gew.-% einer Hilfsstoffkombination aus Acylphosphinoxiden, C-C-labilen Initiatoren sowie Stabilisatoren.
Die Besonderheit des Verfahrens besteht darin, daß während des Imprägniervorganges die Wickelgüter erwärmt werden durch Anlegen von elektrischem Strom an die Wicklungen der Wickelgüter. Diese Verfahrensweise ist anwendbar für die üblichen Imprägnierverfahren wie Tauchen, Fluten, Vakuumimprägnieren, Vakuumdruckimprägnieren oder Träufeln.
Die Wickelgüter können im vorerwärmten Zustand oder ohne Vorerwärmung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
Auch die Vorerwärmung kann durch Anlegen von elektrischem Strom an die Wicklungen der Wickelgüter erfolgten. Es ist beispielsweise möglich, die Wickelgüter auf Temperaturen von bis zu 180°C vorzuerwärmen. Erfindungsgemäß kann dann so vorgegangen werden, daß die vorerwärmten Wickelgüter während des Imprägnierens weiter erwärmt werden unter Beibehaltung oder Senkung der Temperatur.
Erfindungsgemäß erfolgt ein Erwärmen während des Imprägniervorganges, bevorzugt durch Anlegen von elektrischem Strom an die Wicklungen. Die Temperatur kann dabei über den Stromfluß geregelt werden. Sie wird so gewählt, daß das Eindringen der Tränkmittel in die Wicklungen ungehindert erfolgen kann und vollständig imprägnierte Wicklungsbereiche am gesamten Wickelgut resultieren. Dabei kann auch mit Materialien von höherer Viskosität gearbeitet werden, deren Eindringvermögen sich durch die erhöhte Temperatur verbessert.
Die Erwärmung der Wicklungen während des Imprägniervorganges erfolgt in einem Bereich von 60 bis 150°C, bevorzugt zwischen 100 und 120°C. Die Zeitdauer der Erwärmung beträgt beispielsweise 1 bis 20, bevorzugt 1 bis 10 Minuten.
Nach dem Imprägniervorgang werden die getränkten Wickelgüter ausgehärtet durch thermisches Härten mit gleichzeitiger oder nachgeschalteter Aushärtung durch energiereiche Strahlung.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden radikalisch polymerisierbare Massen eingesetzt auf der Basis einer Zusammensetzung, welche enthält ungesättigte Polyester und/oder Polyesterimide, ungesättigte Monomere und/oder Oligomere und eine Hilfsstoffkombination, welche enthält Acylphosphinoxide, C-C-labile Initiatoren und Stabilisatoren. Derartige Zusammensetzungen sprechen sowohl auf energiereiche Strahlung als auch auf Wärme an.
Als erfindungsgemäß zu verwendende Komponente A sind insbesondere geeignet: ungesättigte Polyester und/oder Polyesterimide mit Säurezahlen zwischen 5 und 30, bevorzugt 10 bis 20 mg KOH/g aus Fumarsäure und/oder Maleinsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, sowie gegebenenfalls weiteren Mono- und Polycarbonsäuren sowie ein- und/oder mehrwertigen Alkoholen und/oder Hydroxycarbonsäuren, die insbesondere folgenden Spezifikationen entsprechen:
a/(a - b) = 3 bis 20; bevorzugt 5 bis 10
c/b = 1,0 bis 2,0; bevorzugt 1,0 bis 1,2
(a - b)/d = 0,2 bis 1,1; bevorzugt 0,5 bis 1,0
a = Summe der Mole der zur Herstellung eingesetzten Säuren und Alkohole
b = Summe der Carboxyl-Equivalente (Anhydrid = 2 Carboxyl-Equivalente)
c = Summe der Hydroxyl-Equivalente
d = Summe der Mole Maleinsäure(anhydrid) und Fumarsäure.
Als Polycarbonsäuren können z. B. verwendet werden: aliphatische Polycarbonsäuren wie Adipinsäure, Sebacinsäure, dimerisierte Fettsäuren, aromatische Polycarbonsäuren wie Isophthalsäure und Trimellithsäure(anhydrid).
Als Alkohole kommen z. B. in Frage: Diole wie Ethylenglykol, Neopentylglykol, Polyetherglykole, Polyalkohole wie Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Tris(hydroxyethyl)isocyanurat. Als Polyalkohole werden auch Fettsäuremono- und -diglyceride sowie hydroxyfunktionelle Öle wie z. B. Ricinusöl gerechnet.
Die Monocarbonsäuren sowie Monoalkohole können auch einkondensierte fünfgliedrige cyclische Imidringe enthalten, die nach bekannten Verfahren (z. B. EP-A-0 549 923) hergestellt werden können. Bevorzugter Monoalkohol ist das Umsetzungsprodukt aus Tetrahydrophthalsäure(anhydrid) und Monoethanolamin, bevorzugte Hydroxycarbonsäure ist das Umsetzungsprodukt aus Trimellithsäure(anhydrid) und Ethanolamin.
Imidhaltiger Monoalkohol bzw. Monocarbonsäure aus Tetrahydrohthalsäure(anhydrid) und Monoethanolamin bzw. Aminoessigsäure.
Imidhaltige Hydroxycarbonsäure bzw. Dicarbonsäure aus Trimellithsäure(anhydrid) und Ethanolamin bzw. Aminoessigsäure.
Dabei betragen die zahlenmittleren Molmassen (Mn), die man über gelpermeationschromatografische Methoden bestimmen kann, beispielsweise 600 bis 3000 Da, bevorzugt 800 bis 1500 Da.
Als Komponente B werden insbesondere ungesättigte Monomere und/oder Oligomere folgender Zusammensetzung verwendet.
X-Y-X'
wobei X und Y folgende Bedeutung haben:
Y = -(CH2)n-, -[CHR'-CH2-O-]m-CHR'-CH2-
n = 4-8, bevorzugt n = 6; m = 0-3, bevorzugt m = 1; R' = -H, -CH3
X = -O-CO-CR''=CH2
X' = -H, -OH, -O-CO-CR''=CH2
R'' = -H, -CH3
wobei die Summe Y und X zusammengenommen 200 bis 800 g/mol (des Gesamtmoleküls X-Y-X'), bevorzugt 200 bis 400 g/mol beträgt.
Insgesamt können 0 bis 20 Mol-% der Verbindung X-Y-X durch Triacrylate, z. B. Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrittriacrylat ersetzt werden.
Die olefinisch ungesättigten Monomere/Oligomere dienen als Reaktivverdünner/Copolymerisationspartner für die olefinisch ungesättigten Polyester und/oder ungesättigten Polyesterimide der Komponente A.
Die als Komponente C zu verwendende Hilfsstoffkombination enthält Acylphosphinoxide, C-C-labile Initiatoren und Stabilisatoren.
Die Acylphosphinoxide sind als Photoinitiatoren einsetzbar und dem Fachmann geläufig. Bevorzugt werden Acylphosphinoxide eingesetzt mit der folgenden allgemeinen Formel:
mit RA gleich Alkylrest C1 bis C6, RB gleich Alkylreste C1 bis C6, Aryloxy, Arylalkoxy, mit RA zu einem o-Phenylen-dioxyrest verbunden und RC, RD, RE gleich Alkyl, Alkoxy, Alkylthio mit C1 bis C6.
Die Acylphosphinoxide können allein oder im Gemisch eingesetzt werden.
Die C-C-labilen Verbindungen sind auf Wärme ansprechende Initiatoren. Dabei handelt es sich beispielsweise um 1,2-substituierte Ethane der allgemeinen Formel,
worin R1 und R3 aromatische Reste, R2 ein Wasserstoffatom oder aliphatische oder aromatische Reste, R4 aliphatische oder aromatische Reste und X und Y unabhängig voneinander OH, OCH3, OC6H5, CH3, CN, NH2, OSi(CH3)3, OSi(CH3)2O oder Halogene sind. Darüber hinaus können R1 und R2 sowie X und Y sein -COOR mit R gleich Wasserstoff oder Alkyl, wobei R1 und R2 auch ersetzt sein können durch CN-Gruppen.
Vorzugsweise werden als C-C-labile Initiatoren oligomere Benzpinakolsilylether eingesetzt. Wie schon für die Photoinitiatoren beschrieben, können auch die thermisch aktivierbaren Initiatoren als Gemisch eingesetzt werden.
Als Stabilisatoren können übliche, dem Fachmann geläufige, zum Einsatz kommen, bevorzugte Beispiele sind Hydrochinone, Chinone, Alkylphenole und/oder Alkylphenolether, z. B. Hydrochinon, Methylhydrochinon, Tert.-Butylphenol, Oktylphenyl, butylierte Xynelole oder Kresole. Dabei ist es günstig, die Stabilisatoren als Gemische einzusetzen, um zu gewährleisten, daß einerseits eine Thermostabilität der Imprägnierharze bis zu einer Temperatur unter 50°C über lange Zeit gegeben ist und andererseits bei einer Härtungstemperatur oberhalb von 90°C eine Reaktion der Tränkharzmassen nicht mehr verhindert wird. Die Mengenverhältnisse zwischen den Stabilisatoren kann in weiten Bereichen variieren, sie können beispielsweise bei einem Verhältnis von 1 : 1 bis 20 : 1, bevorzugt bei 1 : 1 bis 10 : 1 und umgekehrt liegen.
Besonders geeignet sind Mischungen von Stabilisatoren vom Chinontyp mit solchen vom Alkylphenoltyp.
Die als Photoinitiatoren zu verwendenden Acylphosphinoxide und die C-C-labilen, auf Wärme ansprechenden Initiatoren können in ihrer Gesamtmenge beispielsweise 1 bis 10, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Tränkmittel, betragen. Die Mengenverhältnisse von Acylphosphinoxid zu thermisch labilem Initiator können dabei beispielsweise liegen bei 1 : 1 bis 20 : 1, bevorzugt bei 1 : 1 bis 10 : 1 und umgekehrt.
Die Menge der Acylphosphinoxide wird so gewählt, daß nach dem thermischen Vernetzen noch eine ausreichende Vernetzung der nicht oder nur gering vernetzten Teile durch energiereiche Strahlung möglich ist.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten radikalisch polymerisierbaren Massen auf der Basis der erfindungsgemäßen Zusammensetzung werden die ungesättigten Polyester und/oder ungesättigten Polyesterimide in dem Monomer/Oligomer oder dem Gemisch davon vorgelegt und mit dem Acylphosphinoxiden, den C-C-labilen Initiatoren und den Stabilisatoren vermischt. Die Vermischung kann in unterschiedlicher Reihenfolge geschehen. Vorzugsweise werden zunächst die eingesetzten Stabilisatoren in das Harz-/Monomer-Gemisch eingearbeitet. Dann erfolgt die Zugabe der Initiatoren.
Zusätzlich kann die erfindungsgemäß verwendete Zusammensetzung übliche Zusatzstoffe enthalten, wie Pigmente, Füllstoffe, Streckmittel, plastifizierende Komponenten, Beschleuniger (z. B. Metallsalze, substituierte Amine).
Die erfindungsgemäß zu verwendende Zusammensetzung kann darüber hinaus gegebenenfalls weitere radikalisch polymerisierbare Massen sowie Radikalinitiatoren und Stabilisatoren enthalten.
Als radikalisch polymerisierbare Massen können dazu die üblicherweise verwendbaren Massen auf der Basis von Monomeren, Oligomeren, Polymeren, Copolymeren oder Kombinationen davon mit einer oder mehreren olefinischen Doppelbindungen zum Einsatz kommen, beispielsweise (Meth)acrylsäureester, Polyether(meth)acrylate, Urethan(meth)acrylate, Amin(meth)acrylate, Polyester(meth)acrylate, ungesättigte Polyurethane, Silikon(meth)acrylate, Epoxy(meth)acrylate.
Als weitere Radikalinitiatoren sind beispielsweise Photoinitiatoren wie chlorhaltige aromatische Verbindungen, aromatische Ketone, Hydroxyalkylphenone, OH-funktionelle aromatische Verbindungen einsetzbar.
Generell sind gegebenenfalls auch weitere Typen von Stabilisatoren verwendbar.
Die erfindungsgemäße Imprägniermasse kann durch Tauchimprägnieren, durch Fluten, durch Vakuumimprägnieren und Vakuumdruckimprägnieren oder durch Träufelimprägnieren auf die Wickelgüter aufgebracht werden. Diese Verfahren sind dem Fachmann bekannt.
Gegebenenfalls ist es auch möglich, das Imprägniermittel zu erwärmen, um zusätzlich das Eindringen in die Wickelgüter zu verstärken.
Nach dem Imprägnieren wird das Objekt erhitzt, um die Tränkharzmasse zu härten. Die Vernetzungswärme wird vorzugsweise über Stromfluß in den Wicklungen erzeugt. Die Temperatur kann dabei über den Stromfluß geregelt werden. Sie wird so gewählt, daß eine ausreichende Vernetzung der Tränkmittel erzielt wird. Die Vernetzungswärme kann aber auch über eine separate Wärmequelle, z. B. einen Ofen oder über eine Infrarotquelle erzeugt werden. Die Aushärtungsreaktion kann online bzw. diskontinuierlich durchgeführt werden beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 180°C bei Reaktionszeiten, die je nach dem zu härtenden System variieren, beispielsweise von 1 Minute bis 180 Minuten.
Nach dem thermischen Härten oder parallel zu der thermischen Vernetzung erfolgt eine Härtung an der Oberfläche des zu fixierenden Substrates sowie an den nicht erwärmten Masseteilen mittels einer Strahlenquelle, die energiereiche Strahlung imitiert z. B. einer Strahlenquelle für UV-Licht oder für Elektronenstrahlung. Hier können die üblichen geeigneten Quellen eingesetzt werden, z. B. Quecksilberhochdruckstrahler oder Quecksilbermitteldruckstrahler. Die Strahlenhärtung kann beispielsweise in einem Zeitraum von 5 Sekunden bis 15 Minuten erfolgen. Dabei werden die noch nicht thermisch ausgehärteten Teile des Tränkmittels vernetzt bzw. nachvernetzt.
Es entstehen Wickelgüter mit einer einheitlich vernetzten Oberfläche.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zur Fixierung von Wickelgütern, insbesondere zur Fixierung von elektrischen Wicklungen wie sie in elektrischen Betriebsmitteln eingesetzt werden, beispielsweise in Rotoren, Statoren, Transformatoren. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch zur Fixierung von Wickelgütern verwendet werden, die Metallfolien, beispielsweise aus Kupfer, aufweisen.
Es ist überraschend, daß die eingesetzte Zusammensetzung, obwohl sie eine einkomponentige Formulierung ist und bereits bei relativ milden Temperaturen von ca. 100°C innerhalb von ca. 10 Minuten geliert, die außerordentlich hohe thermische Belastung, die durch das Härten im Harz auftritt, verträgt, und nicht vorzeitig unbrauchbar wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Imprägnierqualität erheblich verbessert werden, da durch die Erwärmung während des Imprägniervorganges die Imprägniermittel in den Wicklungen gelieren und dadurch ihre Fließfähigkeit verlieren. Gleichzeitig werden die monomeren/oligomeren Reaktivverdünner/Copolymerisationspartner durch die beginnende Vernetzungsreaktion so stark fixiert, daß im nachfolgenden Härtungsschritt nur noch äußerst geringe Härtungsverluste auftreten.
Das erfindungsgemäß zu verwendende Imprägniermaterial übersteht dabei durch die besondere Kombination der Komponenten die Erwärmung der Wickelgüter während des Imprägnierens bis zu einer Temperatur von 130°C. Das war insofern überraschend, als daß bei derartigen Temperaturen bereits eine Alterung bzw. Gelierung der Imprägniermittel einsetzt, welche dadurch üblicherweise unbrauchbar werden. Auch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Imprägnieren abtropfenden Reste- an erfindungsgemäßem Imprägniermittel sind ohne weiteres wiederverwendbar. Dadurch werden die insgesamt auftretenden Härtungsverluste, die üblicherweise bei ca. 50% liegen, auf 1-4% reduziert. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren durch die erfindungsgemäße Erwärmung ein vollständiges Durchimprägnieren aller Wicklungsbereiche. Insbesondere gelingt es in einer bisher nicht bekannten und überraschenden Weise, auch die oberen Teile der Wicklungsgüter (z. B. die oberen Wickelköpfe von Statoren), die bei herkömmlichen Verfahren zumeist nur eine befriedigende bis schlechte Imprägnierqualität und Harzdurchdringung aufweisen, satt und ausgezeichnet durchzuimprägnieren. Dieser Verfahrensschritt läßt sich hervorragend durch Vorwahl der Temperatur und der Zeit, mit der im Harz geheizt wird, steuern. Dadurch kann zielgerichtet die Imprägnierqualität in allen Bereichen der elektrischen Wicklung vorprogrammiert und in automatische Fertigungen integriert werden. Es resultiert eine erhöhte Imprägnierqualität bei gleichem Materialverbrauch. Durch die hohe Reaktivität der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, die trotz einer ausgezeichneten Beständigkeit während des Betriebs der Anlagen bei 90-130°C ein schnelles Gelieren ergeben, wodurch die Taktzeiten insbesondere von kontinuierlich arbeitenden Verfahren verkürzt werden. Somit führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer erheblichen weiteren Steigerung der Wirtschaftlichkeit und zu bisher nicht bekannten Verbesserungen der Imprägnierqualität in den Problembereichen einer elektrischen Wicklung.
Beispiel 1
In einem 2-L-Dreihalskoben, der mit einem Rührwerk, Thermometer, Wasserabscheider und Kondensator ausgerüstet ist, werden 274 g Triethylenglykol, 222 g Trimellithsäureanhydrid (TMA), 352 g Tetrahydrophthalsäureanhydrid (THPSA), 212 g Monoethanolamin unter Stickstoffabdeckung und Abspaltung von 56 g Wasser auf 160°C geheizt. Danach werden 115 g THPSA und 211 g Maleinsäureanhydrid (MSA) zugesetzt. Die Temperatur wird nun auf 205°C gesteigert und dann gehalten, bis die Säurezahl auf 40 mg KOH/g gefallen ist. Nach Zugabe von 60 g Xylol wird nun das restliche Reaktionswasser bei 200°C im azeotropen Kreislauf abdestilliert, bis die Säurezahl unter 25 gefallen ist. Nach Abdestillation des Xylols unter Vakuum werden bei 160°C 0,2 g Toluhydrochinon und 0,1 g p-Benzochinon eingerührt. Die Schmelze wird nun auf 100°C gekühlt und mit 600 g Dipropylenglykoldiacrylat verdünnt. Die Lösung besitzt eine Viskosität von 3100 mPas/25°C.
a/(a-b) = 6,64
b = 1,02
(a-b)/d = 0,57.
Beispiel 2
In einem analog Beispiel 1 ausgestatteten 2-L-Dreihalskoben werden 312 g Polyethylenglykol 1000 (Polyethylenglykol der Firma Hoechst AG mit einer mittleren Molmasse von 950-1050), 65 g Neopentylglykol, 120 g TMA, 189 g THPSA und 114 g Monoethanolamin unter Stickstoffabdeckung und Abspaltung von 50 g Wasser auf 160°C geheizt. Danach werden 142 g THPSA, 61 g Maleinsäureanhydrid (MSA) und 0,05 g Toluhydrochinon zugesetzt. Die Temperatur wird nun auf 205°C gesteigert und dann gehalten, bis die Säurezahl auf 30 mg KOH/g gefallen ist. Nach Zugabe von 50 g Xylol wird nun das restliche Reaktionswasser bei 200°C im azeotropen Kreislauf abdestilliert, bis die Säurezahl auf 23 gefallen ist. Nach Abdestillation des Xylols unter Vakuum werden bei 160°C 0,2 g Toluhydrochinon und 0,1 g p-Benzochinon eingerührt. Die Schmelze wird nun auf 100°C gekühlt und mit 400 g Hexandioldiacrylat verdünnt. Die Lösung besitzt eine Viskosität von 2500 mPas/25°C.
a/(a-b) = 6,99
b = 1,00
(a-b)/d = 1,00.
Vergleichsbeispiel 1
Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, und man versetzt im letzten Verfahrensschritt die 100°C warme Harzschmelze anstelle 600 g Dipropylenglykoldiacrylat mit 600 g Styrol.
Die Lösung besitzt eine Viskosität von 800 mPas/25°C.
Vergleichsbeispiel 2
Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, und man versetzt im letzten Verfahrensschritt die 100°C warme Harzschmelze anstelle 400 g Hexandioldiacrylat mit 400 g Styrol.
Die Lösung besitzt eine Viskosität von 500 mPas/25°C.

Claims (4)

1. Verfahren zur Fixierung von Wickelgütern aus elektrisch leitfähigen Materialien, durch Imprägnieren mit radikalisch polymerisierbarem Imprägniermaterial, thermisches Härten und Aushärten gleichzeitig mit oder nach dem thermischen Härten durch energiereiche Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägniermaterial eine Zusammensetzung verwendet wird, welche enthält
  • A) 20 bis 80 Gew.-% ungesättigte Polyester und/oder Polyesterimide,
  • B) 20 bis 80 Gew.-% ungesättigte Monomere und/oder Oligomere und
  • C) 1 bis 10 Gew.-% einer Hilfsstoffkombination aus Acylphosphinoxiden, C-C-labilen Initiatoren sowie Stabilisatoren und daß die Wickelgüter während des Imprägnierens durch Anlegen von elektrischem Strom an deren Wicklungen erwärmt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigten Polyester und/oder Polyesterimide der Komponente A) Säurezahlen von 5 bis 30 aufweisen und aufgebaut sind aus Fumarsäure, Maleinsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, sowie zwei- und gegebenenfalls mehrwertigen Alkoholen, sowie gegebenenfalls weiteren Mono- und Polycarbonsäuren sowie ein- und/oder mehrwertigen Alkoholen und/oder Hydroxycarbonsäuren, die insbesondere folgenden Spezifikationen entsprechen:
a/(a-b) = 3 bis 20; bevorzugt 5 bis 10
c/b = 1,0 bis 2,0; bevorzugt 1,0 bis 1,2
(a-b)/d = 0,2 bis 1,1; bevorzugt 0,5 bis 1,0
a = Summe der Mole der zur Herstellung eingesetzten Säuren und Alkohole
b = Summe der Carboxyl-Equivalente (Anhydrid = 2 Carboxyl-Equivalente)
c = Summe der Hydroxyl-Equivalente
d = Summe der Mole Maleinsäure(anhydrid) und Fumarsäure.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Wicklungen während des Imprägnierens auf 60 bis 150°C erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß während 1 bis 20 Minuten erwärmt wird.
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