CH642767A5

CH642767A5 - Verfahren zur herstellung elektrischer wicklungen.

Info

Publication number: CH642767A5
Application number: CH507079A
Authority: CH
Inventors: Masahiko Sakai; Toshikazu Narahara; Toru Koyama; Shinichi Toyoda; Kazuo Goto
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1979-05-31
Publication date: 1984-04-30
Also published as: SE445502B; GB2023682B; SE7904851L; US4222802A; DE2922065A1; CA1120219A; AU4708979A; IN151956B; FR2427673B1; DE2922065C2; AU512254B2; GB2023682A; JPS54157201A; JPH0135587B2; FR2427673A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wicklungen insbesondere für elektrische Maschinen und Geräte mit hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit sowie ausgezeichneten Isolationseigenschaften auch bei hoher Feuchtigkeit und hohen Temperaturen.

Im Zusammenhang mit der Leistungserhöhung oder der Verkleinerung und Gewichtsersparnis bei elektrischen Maschinen und Geräten oder im Zusammenhang mit dem Einsatz derartiger Maschinen oder Geräte unter harten Arbeitsbedingungen werden in jüngster Zeit für elektrische Maschinen und Geräte und dergleichen, beispielsweise solche mit elektromotorischem Antrieb, hoch feuchtigkeitsbeständige und hitzefeste elektrische Wicklungen mit ausgezeichneten Isolationseigenschaften auch bei hoher Feuchtigkeit und hohen Temperaturen verlangt. Um die obigen Forderungen zu erfüllen, wurde versucht, elektrische Wicklungen mit einer

Hitzefestigkeit von Klasse H bis Klasse C durch Kombination von Isoliermaterialien, die durch Verbinden hitzebeständiger Materialien wie Glasband, Glimmerband, Polyimidband, Polyamidband und dergleichen unter jeweiliger Verwendung hitzefester Kunstharzkleber wie von Polyimidharzen, Polyamidharzen, Siliconharzen, Diphenylätherharzen, Epoxy-harzen und dergleichen erhalten waren, mit hitzefesten Kunstharz-Isolierlacken wie etwa Polyimidharzen, Siliconharzen, Epoxyharzen und dergleichen herzustellen. Auf diese Weise Hessen sich jedoch keine elektrischen Wicklungen mit hoher Hitzefestigkeit gemäss Klasse C erhalten.

Von den oben angegebenen zahlreichen Kombinationen lassen sich elektrische Wicklungen mit der besten Hitzefestigkeit bei Verwendung von Siliconharzen erhalten. In diesen Fällen besteht jedoch noch weiter Raum zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit sowie der Feuchtigkeitsbeständigkeit der Siliconharze selbst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung hoch feuchtigkeitsbeständiger und hitzefester elektrischer Wicklungen mit einer Hitzefestigkeit von Klasse H bis Klasse C und ausgezeichneter Feuchtigkeitsbeständigkeit anzugeben, wobei zugleich die oben erläuterten Nachteile herkömmlicher Wicklungen vermieden werden.

Die Aufgabe wird durch folgende Schritte gelöst:

- Umwickeln eines elektrischen Leiters mit einem durch Verbinden von mindestens zwei Isoliermaterialien mit mindestens einem OH-gruppenhaltigen Siliconharz erhältlichen zusammengesetzten Isoliermaterial,

- Imprägnieren des herumgewickelten zusammengesetzten Isoliermaterials mit einem 1 Äquivalent einer polyfunktionellen Epoxyverbindung und 2,5 bis 25 Äquivalent mindestens eines polyfunktionellen Isocyanats enthaltenden Isolierlack und

- Härten des resultierenden imprägnierten zusammengesetzten Isoliermaterials.

Wenn bei elektrischen Maschinen oder Geräten in dem bzw. den Isolierüberzügen ein oder mehrere Hohlräume erzeugt wurden, tritt durch Koronaentladung ein beschleunigter Abbau des Materials um die entsprechenden Hohlräume herum auf. Gleichzeitig entstehen durch die Abbaureaktionen Gase, die sich unter Erhöhung des Innendrucks ausdehnen, was zur Ablösung der Isolierschichten und damit zur Verschlechterung der Isolationseigenschaften führt. Die Eigenschaftsverschlechterung wird in derartigen Fällen noch grösser, wenn die Wicklungen unter extrem hohen Temperaturen eingesetzt werden, beispielsweise in Fällen von Wicklungen mit einer Hitzefestigkeit der Klasse C.

Aus diesem Grund müssen hierfür Isoliermaterialien mit besonders ausgezeichneten Eigenschaften verwendet werden, die mit einem Lack imprägniert sind.

Zur Erfüllung dieser besonderen Anforderungen werden spezielle zusammengesetzte Isoliermaterialien etwa aus einer Kombination von Glas- und Glimmerband, einer Kombination eines Polymer-Flachmaterials mit Imidringen in der Molekularstruktur mit Glimmer-Flachmaterial und dergleichen verwendet, wobei auch die Hitzefestigkeit der Materialien berücksichtigt wird.

Unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit des zusammengesetzten Isoliermaterials beim Herumwickeln um elektrische Leiter sollte das zusammengesetzte Isoliermaterial andererseits einstückig sein und ausgezeichnete Flexibilität aufweisen. Zur Erfüllung dieser Forderungen ist die Auswahl von Klebern zur Verbindung von mindestens zwei Isoliermaterialien zur Herstellung zusammengesetzter Isoliermaterialien von grosser Wichtigkeit.

Diese Kleber sollten ferner auch die Entstehung sehr kleiner Hohlräume verhindern, die zur Ablösung der Isolierschichten von der Wicklung führen könnten.

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Zur Erfüllung dieser Forderungen wird ein Siliconharz verwendet, das Hydroxylgruppen in der Molekularstruktur aufweist (im folgenden kurz als OH-gruppenhaltiges Siliconharz bezeichnet).

OH-gruppenhaltige Siliconharze unterscheiden sich von 5 durch Additionspolymerisation zugänglichen Siliconharzen darin, dass erstere an zwei oder mehr Isoliermaterialien sehr stark haften können und sich so wirksam zur Verhinderung des Abblätterns der resultierenden laminierten Isoliermaterialien aufgrund ungenügender Haftungsfestigkeit eignen. 10

OH-gruppenhaltige Siliconharze besitzen ferner gute Hitzefestigkeit aufgrund des Vorliegens von Siloxanbindungen in der Molekülhauptkette, so dass die Entstehung von Zersetzungsgasen durch Abbaureaktionen nur in sehr geringem Umfang eintritt, was wiederum nur in ausserordentlich selte- 15 nen Fällen zu einer Ablösung von laminierten Isoliermaterialschichten durch Ansammlung von Zersetzungsgasen in den Schichten des laminierten Isoliermaterials führt.

Da die OH-gruppenhaltigen Siliconharze ferner aufgrund ihrer Molekularstruktur im Vergleich zu anderen organischen 20 Materialien einen bemerkenswert höheren Gaspermeations-koeffizienten aufweisen, können durch Abbaureaktionen freigesetzte Gase leicht aus dem Isolierschichtensystem austreten, weshalb es kaum zur Ablösung des laminierten Isoliermaterials durch Ansammlung von Zersetzungsgasen in den 25 laminierten Isoliermaterialschichten kommt.

Das wichtigste Merkmal bei der Verwendung von OH-gruppenhaltigen Siliconharzen ist schliesslich, dass die OH-Gruppen in derartigen Siliconharzen leicht mit Isocyanat-gruppen von Kunstharzen aus der Epoxy-Isocyanat-Reihe 30 reagieren können, wie sie als Isolierlacke zur Imprägnierung unter Erzeugung einer festen und zähen Isolierschicht durch einstückige Kombination der Isoliermaterialien und des Isolierlacks verwendet werden.

Aufgrund der Ergebnisse von Tests zur Hitzefestigkeit 35 können bei elektrischen Wicklungen keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden, wenn als Kleber zur Verbindung von zwei oder mehr Isoliermaterialien hitzefeste Kleber wie etwa Siliconharze vom Additionspolymerisationstyp ohne Hydroxylgruppen, Polyimidharze, Polyamidharze, Diphenyl- 40 ätherharze und dergleichen herangezogen werden.

Als Isoliermaterialien zur Herstellung der zusammengesetzten Isoliermaterialien können handelsübliche Glas-Iso-liermaterialien wie etwa Glasband und dergleichen, handelsübliche Glimmermaterialien wie etwa Glimmerplättchen und 45 dergleichen, Imidringe enthaltende Polymere wie etwa entsprechende Polymer-Flachmaterialien, beispielsweise Poly-imidfilme, Polyamid-imid-Filme und dergleichen, herangezogen werden. Hierunter sind die Kombination von Glasband und Glimmer-Flachmaterial, beispielsweise mit Glasband 50 rückseitig verstärkte Glimmer-Flachmaterialien und dergleichen, sowie die Kombination von Imidringe enthaltenden Polymer-Flachmaterialien und Glimmer-Flachmaterial, beispielsweise Glimmer-Flachmaterialien mit rückseitiger Verstärkung aus Polyimidfilm oder Polyamidimid-Film und der- 55 gleichen, bevorzugt.

Als Glimmer-Flachmaterial können vorzugsweise Glim-mer-Plättchen aus weichem oder hartem Glimmer ohne oder nach Calcinierung verwendet werden.

Als Imidringe enthaltende Polymere können Reaktions- 60 Produkte von Tetracarbonsäureanhydriden mit Diaminen, Reaktionsprodukte von Carbonsäureanhydriden mit Diisocy-anaten, Reaktionsprodukte von Bisphthalimiden oder Bis-maleinimiden mit Diaminen, Reaktionsprodukte von Bisphthalimiden oder Bismaleinimiden mit Vinylverbindungen 65 und dergleichen finden.

Als Polyamidimide sind beispielsweise Reaktionsprodukte verwendbar, die durch Umsetzung eines Reaktionsprodukts aus einem überschüssigen primären Diamin und einem Dicarbonsäurechlorid mit einem Tetracarbonsäureanhydrid zugänglich sind, ferner Reaktionsprodukte, die durch Umsetzung eines Reaktionsprodukts eines Tetracarbonsäureanhydrids mit einem überschüssigen Diamin mit einem Dicarbonsäurechlorid zugänglich sind, ferner Reaktionsprodukte primärer Diamine mit Trimellitsäureanhydrid und dergleichen.

Ferner sind Polyesterimidverbindungen verwendbar, die aus Reaktionsprodukten von Trimellitsäureanhydrid mit Dio-len als Zwischenprodukte unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise zugänglich sind, wie sie oben für die Herstellung von Polyamidimidverbindungen angegeben ist.

Unter den Imidringe enthaltenden Polymeren können unter dem Gesichtspunkt etwa der Zugänglichkeit, der Verar-beitbarkeit sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften die Produkte Kapton (Polyimidfilm, Hersteller E.I. du Pont de Nemours & Co.), Pifron II (Polyamidimid-Film, Hersteller Hitachi Chemical Co., Ltd.) und dergleichen vorzugsweise herangezogen werden.

Als OH-gruppenhaltiges Siliconharz können Produkte Verwendung finden, die nach herkömmlichen Verfahren erhältlich sind, beispielsweise durch Formulierung von Sila-nen der Formeln RSÌX3, R2SÌX2 und RjSiX, wobei R Wasserstoff, eine Alkylgruppe wie Methyl, Äthyl und dergleichen, eine aromatische Gruppe wie Phenyl, Tolyl und dergleichen und X Halogen oder eine hydrolysierbare Gruppe wie eine Alkoxygruppe bedeuten, in der jeweils vom Verwendungszweck abhängigen Zusammensetzung, Hydrolyse der resultierenden Zusammensetzung durch Zugabe von Wasser, partielle dehydrierende Kondensation der an Si-Atome gebundenen OH-Gruppen durch Erhitzen oder in Gegenwart eines Katalysators sowie durch Erhöhung des Polymerisationsgrads auf einen geeigneten Wert erhaltene Siliconharze.

Derartige OH-gruppenhaltigen Siliconharze sind im Handel erhältlich. So können z.B. vorzugsweise die Siliconharze KR-275 (OH-Gehalt 0,5 bis 1 Gew.-%), KR-272 (OH-Gehalt 2 Gew.-%), KR-214 (OH-Gehalt 4 Gew.-%) und KR-216 (OH-Gehalt 6 Gew.-%) (Hersteller jeweils Shin-etsu Silicone Co., Ltd.) zusammen mit Aminkatalysatoren wie Triäthanolamin und dergleichen oder Organometallsalzkatalysatoren wie etwa Zinkoctoat und dergleichen verwendet werden. Vorzugsweise werden Siliconharze eingesetzt, die OH-Gruppen in einer Menge von mindestens 0,5 Gew.-°/o und noch bevorzugter bis zu 6 Gew.-% enthalten. Die Siliconharze können dabei allein oder in Form von Gemischen von zwei oder mehreren verwendet werden. Bei zu hohen OH-Gehalten sind die Siliconharze bei Raumtemperatur fest, weshalb zu hohe OH-Gehalte unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit nicht bevorzugt sind.

Die Menge des auf die Isoliermaterialien wie beispielsweise Glimmer-Flachmaterial aufzubeschichtenden Siliconharzes unterliegt keiner besonderen Beschränkung; unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit, der Imprägniereigenschaften mit dem Lack sowie der elektrischen Wicklungseigenschaften ist es allerdings bevorzugt, 1 bis 35 Gew.-% Siliconharz, bezogen auf das Gesamtgewicht von Siliconharz und Isoliermaterialien wie beispielsweise Glimmer-Flachmaterial und Glasband, zu verwenden.

Das zusammengesetzte Isoliermaterial kann in herkömmlicher Weise hergestellt werden und wird nach herkömmlichen Verfahren um elektrische Leiter herumgewickelt.

Anschliessend wird das herumgewickelte zusammengesetzte Isoliermaterial mit dem Isolierlack imprägniert, der eine polyfunktionelle Epoxyverbindung und eine polyfunktionelle Isocyanatverbindung in speziellen Mengenverhältnissen enthält.

Verwendbare polyfunktionelle Epoxyverbindungen sind

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etwa bifunktionelle Epoxide wie beispielsweise Diglycidyl-äther von Bisphenol A, Butadiendiepoxid, 3,4-EpoxycycIo-hexylmethyl-(3,4-epoxy)-cyclohexancarboxylat, Vinylcyclo-hexendioxid, 4,4'-Di(l ,2-epoxyäthyl)-diphenyläther, 4,4'-Di(l ,2-epoxyäthyl)-diphenyl, 2,2-Bis(3,4-epoxycyclo-hexyl)-propan, Diglycidyläther von Resorcin, Diglycidyläther von Phloroglucin, Diglycidyläther von Methylphloroglucin, Bis(2,3-epoxycyclopentyl)-äther, 2-(3,4-epoxy)-cyclohe-xan-5,5-spiro(3,4-epoxy)-cyclohexan-m-dioxan, Bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl)-adipat, N,N'-m-Phenylen bis (4,5-epoxy-f 1,2-cyclohexandicarboximid und dergleichen sowie tri- oder höherfunktionelle Epoxyverbindungen wie etwa Triglycidyläther von p-Aminophenol, Polyallyglycidyl-äther, l,3,5-Tri(l,2-epoxyäthyl)-benzol, 2,2',4,4'-Tetraglycid-oxybenzophenon, Tetraglycidoxytetraphenyläthan, Polygly-cidyläther von Phenol-Formaldehyd-Novolaken, Triglycidyläther von Glycerin, Triglycidyläther von Trimethylolpropan und dergleichen. Weitere Epoxyverbindungen sind beispielsweise in der Monographie von Henry Lee «Epoxy Resins», American Chemical Society, 1970, sowie im «Handbook of Epoxy Resins», Henry Lee und K. Neville, McGraw Hill Book Co., 1967, beschrieben.

Von den oben genannten mehrwertigen Epoxiden besitzen Bisphenol-A-Diglycidyläther und Phenol-Formaldehyd-Novolak-Polyglycidäther besonders gute Reaktivität. Sie sind daher günstig geeignet. Ferner können auch Halogenide dieser Verbindungen eingesetzt werden.

Verwendbare polyfunktionelle Isocyanatverbindungen sind beispielsweise bifunktionelle Isocyanate wie etwa Methandiisocyanat, Butan-l,l-diisocyanat, Äthan-1,2-diiso-cyanat, Butan-1,2-diisocyanat, trans-Vinylendiisocyanat, Pro-pan- 1,3-diisocyanat, Butan-1,4-diisocyanat, 2-Buten-l,4-diiso-cyanat, 2-Methylbutan- 1,4-diisocyanat, Pentan-l,5-diisocy-anat, 2,2-Dimethylpentan-l,5-diisocyanat, Hexan-l,6-diisocy-anat, Heptan-l,7-diisocyanat, Octan-l,8-diisocyanat, Nonan-1,9-diisocyanat, Decan-l,10-diisocyanat, Dimethylsilandiiso-cyanat, Diphenylsilandiisocyanat, (o,co'-l,3-Dimethylbenzol-diisocyanat, co,œ'-l,4-Dimethylbenzoldiisocyanat, œ,co'-1,3-Dimethylcyclohexandiisocyanat, ra,co'-1,4-Dimethylcy-clohexandiisocyanat, a,co'-1,4-Dimethylbenzoldiisocyanat, co,co'-1,4-Dimethylnaphthalindiisocyanat, œ,co'-1,5-Dimethyl-naphthalindiisocyanat, Cyclohexan-l,3-diisocyanat, Cyclohe-xan-1,4-diisocyanat, DicycIohexyImethan-4,4'-diisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat, 1-Methyl-benzol-2,4-diisocyanat, l-Methylbenzol-2,5-diisocyanat, 1 -Methylbenzol-2,6-diisocyanat, 1 -Methylbenzol-3,5-diisocy-anat, Diphenyläther-4,4'-diisocyanat, Diphenyläther-2,4-di-isocyanat, Naphthalin-1,4-diisocyanat, Naphthalin-1,5-di-isocyanat, Diphenyl-4,4'-diisocyanat, 3,3'-Dimethyldiphenyl~ 4,4'-diisocyanat, 2,3'-Dimethoxydiphenyl-4,4'-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diiso cy anat, 3,3'- Dimethoxy diphenyl-methan-4,4'-diisocyanat, 4,4'-Dimethoxydiphenylmethan 3,3'-diisocyanat, Diphenylsulfid-4,4'-diisocyanat, Diphenyl-sulfon-4,4'-diisocyanat und dergleichen sowie tri- oder höherfunktionelle Isocyanate wie etwa beispielsweise Polymethy-lenpolyphenylisocyanat, Triphenylmethantriisocyanat, Tris-(4-isocyanatophenyl)-thiophosphat, 3,3',4,4'-Diphenylme-thantetraisocyanat und dergleichen.

Dimere und Trimere der oben genannten mehrwertigen Isocyanat sind ebenfalls günstig verwendbar. Derartige Dimere und Trimere besitzen endständige freie Isocyanat-gruppen und enthalten einen oder mehrere Isocyanurat- und/ oder Uretdionringe.

Verfahren zur Herstellung verschiedener Arten solcher Trimerer und Uretdione sind beispielsweise in den US-PSen 3494888,3108100 und 2977370 beschrieben.

Flüssige Polyisocyanate eigenen sich ebenfalls zur Herstellung entsprechend zusammengesetzter Lacke. Von den flüssigen Polyisocyanaten sind Gemische von Polyisocyana-ten und Carbodiimid-Polyisocyanaten bevorzugt, wie sie etwa in folgenden Druckschriften beschrieben sind: DE-OS 2601927; BE-PS 678773; DE-OS 1904575; W. Neuman, P. Fischer, Angewandte Chemie 74 (1962) 803 ; F. Kurzer, K. Douraghi-Zadahi, Chemical Reviews 67 (1967) 110 bis 120; US-PSen 3657161,3157662,2491983,3426025 und 3406198 und dergleichen.

Die Carbodiimid-Polyisocyanate besitzen die allgemeine Formel

OCN-(-R-N = C = N-HR-NCO,

in der R einen Polyisocyanatrest und n eine ganze Zahl > 1, vorzugsweise 1 bis 4, bedeuten.

Die Mengenverhältnisse von Epoxyverbindung und Iso-cyanatverbindung im Isolierlack sollten zur Erzielung ausgezeichneter Hitzefestigkeit der gehärteten Gegenstände innerhalb begrenzter Bereiche liegen. Die Mengenverhältnisse betragen dabei 2,5 bis 25 Äquivalent der Isocyanatverbindung pro Äquivalent der Epoxyverbindung.

Wenn die Mengenverhältnisse ausserhalb des obigen Bereichs liegen, sind der Gewichtsverlust beim Erhitzen, die elektrischen Eigenschaften sowie die mechanischen Eigenschaften und dergleichen bei den resultierenden gehärteten Gegenständen nicht ausgeglichen, was zu einer Verschlechterung der Isoliereigenschaften entsprechender elektrischer Wicklungen führen kann.

Zur Erzeugung von Isocyanuratringen und Oxazolidon-ringen in der Molekularstruktur durch Umsetzung der Epoxyverbindung mit der Isocyanatverbindung im Isolierlack durch Erhitzen ist es erforderlich, einen Katalysator zur Erzeugung von Heteroringen zu verwenden. Als derartige Katalysatoren eignen sich organische Verbindungen mit mindestens einem Atom eines Elements der Gruppe Va des Periodensystems im Molekül.

Beispiele für geeignete derartige Katalysatoren sind tertiäre Amine wie Trimethylamin, Triäthylamin, Tetramethyl-butandiamin, Tetramethylpentandiamin, Tetramethylhexan-diamin, Triäthylendiamin, N,N'-Dimethylanilin und dergleichen; Oxyalkylamine wie etwa Dimethylaminoäthanol, Dimethylaminopentanol und dergleichen; Amine wie Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol, N-Methylmorpholin, N-Äthylmorpholin und dergleichen; quatemäre Ammoniumsalze wie Cetyltrimethylammoniumbromid, Cetyltrimethyl-ammoniumchlorid, Dodecyltrimethylammoniumjodid, Tri-methyldodecylammoniumchlorid, Benzyldimethyltetradecyl-ammoniumchlorid, Benzyldimethylpalmitylammoniumchlo-rid, Allyldodecyltrimethylammoniumbromid, Benzyldime-thylstearylammoniumbromid, Benzyldimethyltetradecylam-moniumacetat und dergleichen; Imidazole wie 2-Methylimi-dazol, 2-Äthylimidazol, 2-Undecylimidazol, 2-Heptadecylimi-dazol, 2-Methyl-4-äthylimidazol, 1-Butylimidazol, 1-Propyl-2-methylimidazol, 2-Benzyl-2-methylimidazol, 1-Cyanoäthyl-2-methylimidazol, 1 -Cyanoäthyl-2-undecylimidazol, 1 -Cyanoäthyl-2-phenylimidazol, 1 -(4,6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-äthylimidazol, 1 -(4,6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-phenylimidazol, 1 -(4,6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-iso-propylimidazol, 2-Phenylimidazol, l-(4,6-Diamino-s-triazi-nyl-2-äthyl)-2-äthylimidazol, 1 -(4,6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-methylimidazol, 1 -(4,6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-undecylimidazol und dergleichen sowie etwa tetrasubstituierte Boratverbindungen von Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Wismut wie etwa

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wobei Ri, R2, Rj, R4 und Re unabhängig Wasserstoff, Ci bis Cs Alkyl, C2 bis Ce Alkenyl, Phenyl oder substituiertes Phenyl wie etwa Ci- bis C4-alkylsubstituierte Phenylgruppen, Ci- bis C4-alkoxysubstituierte Phenylgruppen und Rs eine Phenyl-gruppe oder eine substituierte Phenylgruppe wie etwa Ci- bis Gi-alkylsubstituiertes Phenyl oder Ci- bis C4-alkoxysubstitu-iertes Phenyl bedeuten.

Unter den obigen Verbindungen eignen sich diejenigen mit Stickstoff oder Phosphor unter dem Gesichtspunkt der Zugänglichkeit und Verarbeitbarkeit besonders.

Diese Katalysatoren werden vorzugsweise in einer Menge von 0,001 bis 10,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Isolierlacks, eingesetzt.

Wenn die Katalysatormenge ausserhalb des obigen Bereichs liegt, zeigen die resultierenden gehärteten Gegenstände eine Tendenz zum Brüchigwerden oder zu verstärkter Gasbildung durch thermische Zersetzung.

In manchen Fällen kann der Katalysator für den Isolierlack mit den OH-gruppenhaltigen Siliconharzen gemischt und den Isoliermaterialien vor der Imprägnierung mit dem Isolierlack zugesetzt werden. In diesen Fällen ist es zur Verbesserung der Eigenschaften der resultierenden elektrischen Wicklungen sehr wichtig, die Kondensationsreaktion des Siliconharzes unter Erhitzen auf eine Temperatur durchzuführen, bei der keine thermische Zersetzung des Katalysators und gleichzeitig keine Verringerung der Flexibilität des zusammengesetzten Isolierbands eintreten. Wenn nämlich die Kondensationsreaktion des Siliconharzes in den Isolierschichten elektrischer Wicklungen durchgeführt wird, können sehr kleine Hohlräume durch Entstehung von Kondenswasser in den Isolierschichten entstehen, wobei der Materialabbau um solche Hohlräume durch Koronaentladungen an diesen Stellen beschleunigt wird, und durch Abbaureaktionen entstehende Gase zur Expansion und Erhöhung des Innendrucks führen, wodurch eine Ablösung zwischen den Isolierschichten und somit eine Verschlechterung der Isolationseigenschaften der Wicklung eintreten können.

Aus diesem Grund ist es bevorzugt, das die Isoliermaterialien verbindende Siliconharz unter Erhitzen auf eine Temperatur von 80 bis 160°C zu härten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, in denen alle Teile und Prozentangaben gewichtsbezogen sind, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiele 1 bis 3

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein 25 mm breites Glimmerband mit Glasverstärkung wurde durch Aufbringen von nicht calciniertem, weichem Glimmer-Flachmaterial auf ein Glasband, Dazwischenbe-schichten einer Toluol- oder Xylollösung eines OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (OH-Gehalt 2%, KR-272, Hersteller Shinetsu Silicone Co., Ltd.) in der Weise, dass die Menge des Siliconharzes als Feststoff 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden überstehender Teile hergestellt. Als Härtungskatalysator wurde Zinkoctoat in das Siliconharz in einer Menge von 1% zusammen mit 2-Äthyl-4-methylimidazol (2E4MZ, Hersteller Shikoki Kasei Co., Ltd.) als Härtungskatalysator für den Isolierlack in einer Menge wie in Tabelle 1 angegeben zugesetzt. Das glasverstärkte Glimmerband wurde 15 h unter Erwärmen auf 80 bis 160 °C getrocknet.

2. Herstellung eines Isolierlacks

Ein Isolierlack aus der Epoxy-Isocyanat-Reihe für Imprägnierzwecke wurde durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen eines Diglycidyläthers der Bisphenol-Reihe (DER-332, Hersteller Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 175) und 200,

400 bzw. 800 Teilen flüssigem Diphenylmethandiisocyanat (Desmodur CD, Hersteller Bayer AG, Isocyanatäquivalent 140) hergestellt.

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Das in der obigen Stufe 1 hergestellte zusammengesetzte Isoliermaterial wurde um einen blanken elektrischen Leiter herumgewickelt. Die resultierende Wicklung wurde unter Druck mit dem in der obigen Stufe 2 erhaltenen Isolierlack imprägniert und anschliessend 20 h bei 100 bis 150°C und 4 h bei 200 bis 220 °C imprägniert.

Die Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit der resultierenden Wicklungen wurden auf folgende zwei Arten getestet:

Test A: Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit

Eine Probe wurde 24 h auf 270 °C erhitzt und anschliessend 24 h bei 40 °C und einer relativen Feuchte von 95% belassen. Die als ein Zyklus bezeichnete Vorgehensweise wurde zehnmal wiederholt.

Am Ende eines jeden Zyklus wurden die Tangente des dielektrischen Verlusts (tang S) und der Isolationswiderstand gemessen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Test B: Kurzzeit-Hitzefestigkeit

Eine Probe von 50 x 50 mm wurde aus der Isolierschicht der obigen elektrischen Wicklung herausgeschnitten und zur Messung des durch thermischen Abbau bedingten Gewichts-verlusts 10 Tage auf 270°C erhitzt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 4

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermatriais Ein glasverstärktes Glimmerband wurde in gleicherweise wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied hergestellt, dass ein OH-gruppenhaltiges Siliconharz (Hydroxylgehalt 4%, KR 214, Hersteller Shin-etsu Silicone Co., Ltd.) und 4,0 Teile l-Cyanoäthyl-2-phenylimidazol (2PZ-CN; Hersteller Shikoku Kasei Co., Ltd.) als Härtungskatalysator für den Isolierlack verwendet wurden.

2. Herstellung eines Isolierlacks

Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen von 70 Teilen DER-332,30 Teilen eines Polyglycidyläthers vom Novolak-Typ (DEN-431, Hersteller Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 175) und 1200 Teilen Desmodur CD hergestellt.

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Unter Verwendung der oben unter 1 und 2 hergestellten Materialien wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1.3 eine elektrische Wicklung hergestellt, an der die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt wurden.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 5

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von nicht calciniertem weichen Glimmer-Flachmaterial auf ein Glasband, Dazwischenbe-schichten einer Lösung eines Siliconharzgemischs aus KR 216 (Hydroxylgehalt 6%, Hersteller Shin-etsu Silicone Co., Ltd.) und KR-272 (Hydroxylgehalt 2%) im Mischungsverhältnis 2:1 (G/G) in der Weise, dass die Menge der Siliconharze als Feststoffe 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.

Als Härtungskatalysator für den Isolierlack wurde ferner

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2PZ-CN in das Siliconharzgemisch in einer Menge von 4,0 Teilen zusammen mit 1% Zinkoctoat als Härtungskatalysator eingebracht. Das glasverstärkte Glimmerband wurde durch 15 h Erhitzen auf 80 bis 160°C getrocknet.

2. Herstellung eines Isolierlacks

Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen von 70 Teilen DER-332,20 Teilen DEN-431,10 Teilen eines Polyglycidyläthers vom Novolaktyp (DEN-438, Hersteller Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 178) und 2000 Teilen Desmodur CD hergestellt.

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Unter Verwendung der in den obigen Schritten 1 und 2 hergestellten Materialien wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1.3 eine elektrische Wicklung hergestellt, an der die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt wurden.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiele 6 bis 9

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von nichtcalciniertem weichem Glimmer-Flachmaterial auf Glasband, Dazwischenbeschich-ten einer Lösung eines OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (KR-275, Hydroxylgehalt 0,5 bis 1,0%, Hersteller Shinetsu Silicone Co., Ltd.) in der Weise, dass die Menge an Siliconharz als Feststoff 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.

Das glasverstärkte Glimmerband wurde mit Ausnahme von Beispiel 9 durch 15 h Erhitzen auf 80 bis 160°C getrocknet. Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurde in Beispiel 1 1% Zinkoctoat und in den Beispielen 7 bis 9 1% Tri-äthanolamin verwendet, während in den Beispielen 6 bis 9 3,0 Teile 2E4MZ als Härtungskatalysator für den Isolierlack eingesetzt wurden.

In Beispiel 8 wurde 2E4MZ nicht dem Siliconharz, sondern dem Isolierlack zugesetzt.

2. Herstellung eines Isolierlacks

Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen von 100 Teilen DER-332 und 800 Teilen flüssigem Diphenyl-methandiisocyanat (Desmodur CD) erhalten. In Beispiel 8 wurde der Härtungskatalysator 2E4MZ jedoch dem Isolierlack zugesetzt.

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 10 bis 12

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein polyimidfilmverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von calciniertem, hartem Glimmer-Flachmaterial auf ein Polyimid-Flachmaterial (Kapton, E.I. du Pont de Nemours & Co.), Dazwischenbe-schichten einer Lösung eines OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (KR-272, OH-Gehalt 2%) in der Weise, dass die Menge des Siliconharzes als Feststoff in Beispiel 10 10%, in Beispiel 11 20% und in Beispiel 12 30%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.

Das polyimidfilmverstärkte Glimmerband wurde unter Erhitzen auf 80 bis 160°C 15 h getrocknet. Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurden 1% Zinkoctoat und als

Härtungskatalysator für den Isolierlack 2PZ-CN in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen eingesetzt.

2. Herstellung eines Isolierlacks

Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde durch Mischen von Desmodur CD und DER-332 sowie bei Beispiel 10 mit DEN-431 in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen hergestellt.

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Unter Verwendung der in den obigen Schritten 1 und 2 hergestellten Materialien wurde eine elektrische Wicklung in gleicher Weise wie in Beispiel 1.3 hergestellt, die den gleichen Tests wie in Beispiel 1 unterzogen wurde.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiele 13 bis 15

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein polyimidfilmverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von calciniertem, hartem Glimmer-Flachmaterial auf Polyimid-Flachmaterial (Kapton), Dazwischenbeschichten einer Lösung eines OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (KR-275, OH-Gehalt 0,5 bis 1,0%) in der Weise, dass die Menge des Siliconharzes als Feststoff 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.

Das polyimidfilmverstärkte Glimmerband wurde ausser in Beispiel 15 bei 80 bis 160°C 15 h getrocknet.

Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurde in Beispiel 13 1% Zinkoctoat und in den Beispielen 14 und 15 1% Triäthanolamin eingesetzt, während als Härtungskatalysator für den Isolierlack 4,5 Teile (4,6-Diamino-s-triazinyl-2-äthyl)-2-undecylimidazol (CnZ-Azine, Hersteller Shikoku Kasei Co., Ltd.) dem Siliconharz zugesetzt wurden.

2. Herstellung eines Isolierlacks

Ein Epoxy-Isocyanat-Isolierlack wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 6.2 hergestellt.

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 16

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein polyamidimidfilmverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von calciniertem, hartem Glimmer-Flachmaterial auf ein Polyamidimid-Flachmaterial (Pifron II, Hersteller Hitachi Chemical Co., Ltd.), Dazwischenbeschichten einer Lösung eines OH-gruppenhaltigen Siliconharzes (KR-275, OH-Gehalt 0,5 bis 1%) in der Weise, dass die Menge des Siliconharzes als Feststoff 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.

Das polyamidimidfilmverstärkte Glimmerband wurde 15 h bei 80 bis 160°C getrocknet.

Als Härtungskatalysator für das Siliconharz wurden 1% Triäthanolamin und als Härtungskatalysator für den Isolierlack 4,5 Teile CnZ-Azine dem Siliconharz zugesetzt.

2. Herstellung eines Isolierlacks

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

642 767

8

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Unter Verwendung der in den obigen Stufen 1 und 2 hergestellten Materialien wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1.3 eine elektrische Wicklung hergestellt, die den gleichen Tests wie in Beispiel 1 unterzogen wurde.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 1

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1.1 mit dem Unterschied hergestellt, dass als Härtungskatalysator für den Isolierlack 2PZ-CN wie in Beispiel 4.1 eingesetzt wurde.

2. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Es wurde wie in Beispiel 1.3 verfahren mit dem Unterschied, dass ein Isolierlack mit 100 Teilen DER-332 und 120 Teilen Desmodur CD zur Herstellung der elektrischen Wicklung verwendet wurde.

Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsbeispiel 2

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde wie in Vergleichsbeispiel 1.1 hergestellt.

2. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Es wurde wie in Beispiel 1.3 verfahren mit dem Unterschied, dass ein Isolierlack mit 100 Teilen DER-332 und 2400 Teilen Desmodur CD zur Herstellung der elektrischen Wicklung verwendet wurde.

Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsbeispiel 3

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials

Ein polyimidfilmverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde wie in Beispiel 13.1 mit dem Unterschied hergestellt, dass als Härtungskatalysator für den Isolierlack 2PZ-CN wie in Beispiel 4.1 verwendet wurde.

2. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Es wurde wie in Beispiel 1.3 verfahren mit dem Unterschied, dass ein Isolierlack wie in Vergleichsbeispiel 1.2 zur Herstellung der elektrischen Wicklung verwendet wurde.

Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Polyimidfilm von 25 mm Breite (Kapton) wurde um einen blanken Leiter herumgewickelt. Die resultierende Wicklung wurde unter Druck mit dem gleichen Isolierlack wie in Beispiel 2 im Vakuum imprägniert, wobei der Isolierlack jedoch 4,5 Teile 2PZ-CN enthielt. Anschliessend wurde zur Herstellung der elektrischen Wicklung wie in Beispiel 1.3 verfahren.

Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsbeispiel 5

1. Herstellung eines zusammengesetzten Isoliermaterials Ein glasverstärktes Glimmerband von 25 mm Breite wurde durch Aufbringen von nicht calciniertem, weichem Glimmer-Flachmaterial auf ein Glasband, Aufbeschichten eines hitzefesten Epoxyharzes (DEN-438, Hersteller Dow Chemical Co., Epoxyäquivalent 178) in der Weise, dass die

Menge des Epoxyharzes 15%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betrug, und Abschneiden der überstehenden Teile hergestellt.

2. Herstellung eines Isolierlacks

Es wurde ein Isolierlack durch Mischen von 400 Teilen Desmodur CD, 100 Teilen DER-332 und 4,5 Teilen 2PZ-CN wie bei Vergleichsbeispiel 4 hergestellt.

3. Herstellung einer elektrischen Wicklung

Unter Verwendung der in den obigen Stufen 1 und 2 hergestellten Materialien wurde wie in Beispiel 1.3 eine elektrische Wicklung hergestellt.

Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 6

Das in Beispiel 7 verwendete glasverstärkte Glimmerband wurde um einen blanken Leiter herumgewickelt und im Vakuum mit einem lösungsmittelfreien Siliconharz, das durch Additionspolymerisation hergestellt worden war (KR-2019, Shin-etsu Silicone Co., Ltd.) und 1,5 Teile Dicumylperoxid auf 100 Teile Harz als Polymerisationskatalysator enthielt, imprägniert.

Der imprägnierte Isolierlack wurde zur Herstellung einer elektrischen Wicklung 15 h bei 160°C und 15 h bei 200°C gehärtet.

Es wurden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Wie aus den Ergebnissen von Tabelle 1 hervorgeht, besitzen elektrische Wicklungen, die durch Herumwickeln der durch Verbinden von z.B. Glimmer- mit Glas- oder Polyimid-oder Polyamidimid-Flachmaterial oder ähnlichen Polymermaterialien mit OH-gruppenhaltigen Siliconharzen und Imprägnieren der herumgewickelten zusammengesetzten Isoliermaterialien mit Epoxy-Isocyanat-Isolierlacken spezieller Zusammensetzung hergestellten zusammengesetzten Isoliermaterialien erhalten sind, im Vergleich zu den in den Vergleichsbeispielen 5 und 6 hergestellten Wicklungen bemerkenswert bessere Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit.

Die Eigenschaften von Wicklungen können durch Verwendung zusammengesetzter Isoliermaterialien weiter verbessert werden, die vor dem Herumwickeln um die Leiter unter Erhitzen getrocknet wurden.

Da bei Vergleichsbeispiel 4 kein Glimmer-Flachmaterial als Isoliermaterial verwendet wurde, ist der Isolierlack nur ungenügend in die Isolierschichten hineinimprägniert.

Obgleich ferner beim Vergleichsbeispiel 5 ein Epoxyharz mit einer Hitzefestigkeit der Klasse H verwendet ist, kann in diesem Fall die Entstehung von Gasen nicht verhindert werden, wobei die entstehenden Gase nicht aus den Isolierschichten hinausgelangen können und so zur Ablösung der Isolierschichten aufgrund des stark erhöhten Innendrucks des in den Schichten entstandenen Gases führen.

Die Ergebnisse der Vergleichsbeispiele 1 und 2 zeigen ferner, dass in den Fällen, in denen die Mengenverhältnisse der polyfunktionellen Epoxyverbindung und der polyfunktionellen Isocyanatbildung ausserhalb des speziellen Bereichs liegen,-die Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit der Wicklungen aufgrund der Eigenschaftsverschlechterung der gehärteten Gegenstände verschlechtert sind.

Wie aus dem Obigen hervorgeht, lassen sich nach dem erfindungsgemässen Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen Verfahrensweisen isolierte Wicklungen für elektrische Maschinen und Geräte mit ausgezeichneten Isolationseigenschaften unter hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit herstellen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

9 642 767

Tabelle 1

Beispiel Nr.

1

2

3

4

5

6

7

Kleber: Siliconharz

KR-272

KR-214

KR-272

KR-275

Katalysator:

KR-216

Zinkoctoat

1,0

-

Triäthanolamin

-

—

_

1,0

(Gew.-%)

Klebergehalt (Gew.-%)

15

Isoliermaterial

G-U

Trocknen unter Erhitzen

+

+ = durchgeführt; — = nicht durchgeführt

Isolierlack (Teile) Desmodur CD

200

400

800

1200

2000

800

DER-332

100

70

100

DEN-431

-

30

20

-

_

DEN-438

-

10

_

NCO-Äquivalent-

2,5/1

5/1

10/1

15/1

25/1

5/1

verhältnis

Katalysators :

2E4MZ

3,0

10

-

3,0

2PZ-CN

-

4,0

_

CnZ-Azine

-

Eigenschaften (Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit)

zu Beginn tan 8 (%)

1,8

1,6

1,2

1,4

1,9

1,2

Wid. (MO)

OO

nach 5 Zyklen tan 8 (%)

11,4

8,3

8,2

9,3

10,9

10,0

9,3

Wid. (MO)

OO

nach 10 Zyklen tan 8 (%)

8,8

8,3

6,1

8,3

8,5

7,3

Wid. (MO)

OO

Gewichtsverlust (%), 270°CC/10d

8,1

7,2

6,8

6,5

6,3

6,9

7,1

Anmerkung: G-U: glasverstärktes Glimmerband; K-U: polyimidfilmverstärktes Glimmerband; P-U: polyamidimidfilmver-stärktes Glimmerband

Beispiel Nr.

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Siliconharz

KR-275

i KR-275 KR-272

! KR-272 KR-272 KR-275 KR-275

i KR-275 KR-275

Zn-octoat

-

1,0

-

Triäthanolamin

1,0

-

1,0

Klebergehalt

15

10

20

30

15

Isoliermaterial

G-U

K-U

P-U

Trocknung

+

-

+

-

+

Desmodur CD

800

400

800

2000

400

DER-332

100

50

100

DEN-431

-

50

-

DEN-438

-

NCO-Äquivalentverhältnis

5/1

10/1

25/1

5/1

2E4MZ

3,0*

3,0

-

2PZ-CN

-

3,0

4,5

10

-

CnZ-Azine

-

4,5

Eigenschaften (Feuchtigkeitsbeständigkeit und

Hitzefestigkeit):

zu Beginn tan 5 (%)

1,3

1,9

1,1

1,2

1,4

1,1

1,2

1,4

1,2

Wid. (MO)

OO

nach 5 Zyklen tan 8 (%)

8,2

11,3

11,0

11,3

12,0

10,5

10,1

12,1

11,1

Wid. (MO)

OO

800

OO

nach 10 Zyk. tan 8 (%)

6,3

12,5

10,7

12,3

13,21

9.6

9,8

14,0

10,0

Wid. (MO)

OO

Gewichtsverlust (%)

7,2

9,8

6,0

6,6

7,0

6,2

6,1

8,3

7,6

Anmerkung: *Der Katalysator wurde dem Isolierlack zugesetzt

642 767

10

Vergleichsbeispiel Nr. 1 2 3 4 5 6

Kleber: Siliconharz

KR-272

KR-275

Katalysator:

Zinkoctoat

1,0

-

Triäthanolamin

-

1,0

(Gew-%)

Klebergehalt (Gew.-%)

15

-

15

Isoliermaterial

G-U

K-U

K

G-U

Trocknen unter Erhitzen

+

-

+

+ = durchgeführt; — = nicht durchgeführt

Isolierlack (Teile) Desmodur CD

120

2400

120

400

DER-332

100

(durch Additions

polymerisation

hergestelltes

NCO-Äqui valent-

Siliconharz)

1,5/1

30/1

1,5/1

5/1

verhältnis

Katalysator:

1,5

10

1,5

4,5*

2PZ-CN

Eigenschaften (Feuchtigkeitsbeständigkeit und Hitzefestigkeit):

zu Beginn tan5 (%)

2,2

2,1

1,9

3,2

1,2

2,1

Wid. (MO)

OO

CO

OO

nach 5 Zyklen tanS (%)

18,6

17,6

19,1

18,0

21,0

18,5

Wid. (MO)

500

100

nach 10 Zyklen tanS (%)

17,5

19,3

18,9

20,0

21,9

19,7

Wid. (MO)

80

5

Gewichtsverlust (%:), 270°C/10d

10,1

9,4

11,6

18,6

20,6

6,8

Anmerkung K: Polyimidband, *: Der Katalysator wurde dem Isolierlack zugesetzt

35

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, dass sich nach dem erfindungsgemässen Verfahren Wicklungen für elektrische Maschinen und Geräte herstellen lassen, die ausgezeich40

nete Isolationseigenschaften unter hohen Temperaturen und hoher Feuchte und eine thermische Beständigkeit von Klasse H oder besser aufweisen.

Claims

642 767

2

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Wicklungen, gekennzeichnet durch

- Umwickeln eines elektrischen Leiters mit einem durch Verbinden von mindestens zwei Isoliermaterialien mit mindestens einem OH-gruppenhaltigen Siliconharz erhältlichen zusammengesetzten Isoliermaterial,

- Imprägnieren des herumgewickelten zusammengesetzten Isoliermaterials mit einem 1 Äquivalent einer polyfunktionellen Epoxyverbindung und 2,5 bis 25 Äquivalent mindestens eines polyfunktionellen Isocyanats enthaltenden Isolierlack und

- Härten des resultierenden imprägnierten zusammengesetzten Isoliermaterials.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Siliconharz 0,5 bis 6,0 Gew.-% OH-Gruppen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete zusammengesetzte Isoliermaterial ein solches ist, wie es durch Verbinden von mindestens zwei aus Glasisoliermaterialien, Glimmer und/oder Imid-ringe enthaltenden Polymer-Flachmaterialien ausgewählten Isoliermaterialien mit einem OH-gruppenhaltigen Siliconharz erhältlich ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zusammengesetztes Isoliermaterial glasverstärktes Glimmerband verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zusammengesetztes Isoliermaterial ein mit einem Polyimidfilm oder einem Polyamidimid-Film verstärktes Glimmerband verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als zusammengesetztes Isoliermaterial ein solches verwendet wird, das durch Verbinden von mindestens zwei Isoliermaterialien mit einem OH-gruppenhaltigen Siliconharz unter Zugabe eines Härtungskatalysators für das Siliconharz zusammen mit einem Härtungskatalysator für den Isolierlack und Trocknen des resultierenden zusammengesetzten Isoliermaterials unter Erhitzen vor der Imprägnierung mit dem Isolierlack erhältlich ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Isolierlack einen Härtungskatalysator für den Isolierlack enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Katalysator für den Isolierlack eine organische Verbindung mit mindestens einem N-Atom, P-Atom, As-Atom, Sb-Atom und/oder Bi-Atom verwendet wird.