Эпоксидная композиция для изоляции стержней обмотки электрических машин Советский патент 1975 года по МПК C08G45/08 H01B63/40 

еовмсстнмости вяжущих и той же машины, что не может полностью требования.

Согласно изобретению

предлагается комлозпцня, состоящая из смеси эпоксидной смолы иа основе дисфенола А с эпоксидным эквивалентом 174-195, эпоксидной смолы, на основе иоволака с эпоксидным экв1 валентом 175-182, отвердптеля, представляюн1его собой кокдепсат резорцнпформальдегнда, полученный путем реакции 1,8-2 моль резорцина и 1 моль формалина в присутствии в качестве катализатора органической кислоты, и.ти смесь его с фенолформальдегидным иоволаком, полученным в присутствии органической кислоты со степенью кондепсащп 5-8. При этом соотпощепие эпоксидц.ой диаиовой и эпоксшюволачиой смол составляет от 1:1 до 9:1, количество смол и отвердителей соответствует отношению гидроксильиых групп i эпоксидпых групп, равпому 0,5-1,3, преимупдестве 1но примерно 0,9.

При использовании в качестве отвердителя указаииой смеси смол содержание феиодфор.альдегндного иоволака должно быть не более 50% от веса отверждающей слюлы.

Органическая кислота - катализатор конденсации феиольного формальдегида может быть также катализатором реакции полимеризации между эпоксидными с.АЮлами и отвердителями, количество ее в связующем от 0,1 до 6 вес. % (от Веса отвердителя) в зазисимостп от реакционной снособности.

Fla фиг. 1 изображена диаграмма, на которой по оси абсцисс отложено отношение эпоксидного эквивалента «поволак к эпоксидному эквиваленту любого связующего (X), а по осп ординат - отпощеппе гидрос льпого эквивалента «фенол .к гидроксильному эквизалеиту любого связующего вещества (Y). Точка диаграммы определяет, таким образом, ; иомондью оси абсцисс соотноиенпе двух применяемых эпоксидных смол и оси ордимат - соотпощеппе двух применяемых иоволачпых отвердителей. Связующее из четырех составляющих представлено точкой, находящейся внутр;; квадрата на фиг. 1. Если связующее составлено из трех составляющих, его представляют иа сторонах квадрата.

Предлагаемая ;;омиозиция ха)актеризуется хорошими диэлектрическими свойствами, причем легко можио изменить ее другие евойства, пользуясь диаграммой, изображенной на фиг. 1.

Из композиции по ИЗОбретеИИЮ можно ;13готовить ИЗОЛ5ЩИЮ для машип высокого иапряжеиия, которая удовлетворяет ус.ювиям международного класса F, т. е. 155° С, тангенс угла диэлектрических потерь при 160°С мепее 10%:

В качестве примера па фиг. I зображе 1Ы -очки I-5, для которых отношения X и Y. а также тапгеис угла диэлектрических потерь, измеренный при 160° С, приведены в чабл. 1.

т п б ,-| 1 у;

образом, нзмеияя состав комиозицин по предмету изобретения, можно получить композицию, удовлетворяюи1ую требованиям, предъявляемым к качеству изоляции.

Так, из смеси, содержащей большое количество эпоксииоволачной смолы, можно изготовить изоляцию, обладающую хорошими характеристиками старения при высоких температурах, но недостаточную механическую гибкость при температуре о.кружаюней среды. Температура размягче;1ия пли точка каплсиаденпя перед отверждением снижается в зависимости от содержаиия эпокспповолачиой смолы, что позволяет уменьшить остаточпое с-одержапие растворителя в готовых ко.миозициях. Теплостойкость по Мартенсу повышается с увеличением количества эпоксчноволачной смолы.

Качество комнознции зависит также от количества каждого из отвердптелей. При увелпчеии.и количества резорципформальдегндного конденсата значительно иовышается теплостойкость по Мартепсу - примерно на 65° С, по сравнению е теплоетойкостью по Мартенсу ко июзпции из смеси эпоксид;тых с.мол, отверждаемой иод воздействием только феполфорл альдегидного новолака, п той же смесью, отверждеииой под действием резорцпнформальдегидпого копдепсата, взятого отдельно в том же эквивалентном еоотиощспии между реакциои 1ЫУ 1; груипамп двух составляю ни ix частей.

Изменения евойств композиций 6i)Tb представлены дпаг 5аммой иа фиг. 2, такой же, как иа фиг. 1. Сетка представляет собой геомс-тричеекое место точек, характеризуюи1;их композиции с одинаковогг теплоетойкоетью но Маптепсу, например 100° С или 105 С.

Реакционную способность системы, т. е. скорость конденсации эноксидных смол п отверднтеля, можно изменять в широких пределах путем увеличения количества остаточной К11СЛОТЫ в отверднтелях, а в некоторых случаях за счет процептного содержания кислоты, доба15ляемой в лаки: чем выше содержание остатс:ч:1ой кис.лоты, реакциоп ОС 10собнее отвердитель лри 140-160С, что :10зволяет за более короткое время получить зиач:ггелько бб.тьшую етеиень коидеисации.

Прп:.1е:1я:;}. поволачн}ле отвердители могут быть иолучены конденсацией фенола или pe30piiiii a с водным формальдегидом в присутств и и,авелевой киелоты. При этом легко регулировать содержап е остаточной кислоты. М(1ж:10 готовить эт;1 продукты с лизк 1м остаточлым процеитны.м содоржаиисм шавеriCBoii К1:с-.тоты, добавляя ее при необходимости в о.,п:озицию, мож;к; довести содержание кис,:к)ть до нуля, неГпрализуя остаточную кис.юту М1 :1еральиь м и.ти органическим осно;занисм.

Влиянне ко.тичества кислоты на отзердитель показано в табл. 2.

Компоненты иредлагаемой комиозиции могут быть получены иредварительиой коид,еиса1и1ей путем нагревания в среде растворителя с целью удлинеиия молекулярных цеиеи и получения смолы с необходимыми свойствами.

Мз композиции по изобретеппю могут быть получен1 1 различные пзоляшюниьго матетмалы, такие как лаки, состоящие из pacTisopa этих композиций в растворите; ях; ла.ки, предварительно коидепсированпые термообработки раствора композиций; изо.тяциоиные иокрытия для проводииков, изготовленные из волокна, цапример асбеста, стекловолокна, синтетического волокиа, или из сочетаиия этих волокон, и лаков, предварительно конденсировапных или иекопдепспроваииых, на основе этих комиозиции; разделители, состоящие пз пористого наполнителя иа оспове стекловолокна или асбеста или их сочетаиий, пропптаииого лаком, цредварительио кои-денсироваипым пли пекоидеисировапиым. на этих композиций; щпатлевки и мастпкп, изготовлеппые из наполнителей (слюдяная крошка, слюдяная бумага или асбестовая бумага), пропитанных лаком, предварительно коидеисироваппы.м пли неконденсированным; листы пли гибкие ленты, цол чен11ые путем

ппсиитк; с:;стомы, составленной на основе г-,-:од1 1 i KHOHieK или слюдяной бумаг;;, скреплс:;: 1ле лаками на основе этих ком тоз;п1ий.

Изготовление фенолького новолачного ствердителя

В )еахтор. снаб:ке.:;ьп: охлал:г-. и; ппинцину противотока, номенипот одновременно 1920 г фенола и 1736 г формал;;-;: (30 вес. %) и 38,4 г н авелевой кислоты, расTBOpeHHOii н 228 г воды. Температура нодм мается до 90 С, uiccy иероменгивают. Зател: 1оерывпют iiarpcB и наблюдают экзотермичосмю ко.:депс;;цию, которую можно зплКД.---г

охлаждения реактора. Кииен.;е поддерживают i;o HiinHiuniy противотока 4 чис. l jioдукт о:т:;: 1Я1от отстаиваться в горячем со:тоян; и, ел;1вают большую часть иадсмольиоП вод;;. Остаточ;1ую воду дистиллируют п л(;; чснсиш ют но1;олак, обезвоживая в BaixyВлиянне содержания катализатора

Феиолформальдег1;дные поволачные отвердглели и резорцннформальдегидные конденсаты воздействуют па эпоксидные смол.ы со скоростью, которая является фуикциеп иронентного содержапня каталнзпруюп1ей кислоты, п частности ни .велевой, как это показано в табл. 2.

Фенол фор ма,-|ьлегид 1ьп | иоволак декантированный

..1П(|)ормальдсглдны | конденсат с 1% щавс,1свой кнслоты

Резорци11(1зормальдегидный конденсат декантированный

Ре:юри11нфор.мальдегидн1 1н конденсат с 0,2% ндавелевой кислоты

-е.чори.ч;1формальдегид1Нл1Й конденсат декант 1рова1Н1ый

Ре.юрнинформальдегнднып конденсат с 1% кислоты-Ы% Н1авелсвой кислоты в лаке

Фенолформальдегидный новолак не декантированный

Резорц П1форл а,1ьдегнд11ый конденсат с % щавелевой кислоты

Процентное содержание кислоты определено по опт 110,1 ченно1о ново лака.

Состав композиции: эпоксидиановая смола, эпоксиловолачная смола, феиолформаль2,2

9 Q

1,9

99

дегидиый поводак, резорцпнформальдегидный конденсат.

Изо; И1;; :и;|;ая ,ic:irci, 1)1)) ,;:чбп ловолокпо 25 г/м-: с.иоляипя б мага 180 с/л/--;

) j3% .

i Ij таб.1. 2 нлд;:;;, да,1С:;;;с часп водь ь фенодформадьдегидлуго :к)1;;}л;:1.а и лр;; 1. лслис дюпынсго Аоличсс1ва :iia:)e.K:(ni кисЛО1Ы л,.1н liOiia.t- anin; pc;n):v: ;1:фирма;и)Дс:Л1Д11(1(5 лолдоисача х люшдпас г лронолпкс гоUj/KaiiiK ;npa-,T;;op;i чых лр( ;iis iioiMC 2 ч«г iipii 150 С, позвслчяя гакид; ;)бразо:,: зссги :юл11мер ;зацл)О и жидко; iiHj.ie. котп0(Л; тробу;: iiocicHCiiiiOi:Il iilbi об/клгс, i) то i3i4- iH как iipiiMCiiciiio (к)Л1:е шя -жсго продс;:т:1()1о оодср/1 ан1;я к:кмо; 1 i-e :;1д; рaiaiiiie в iiODO. или даже iior.TvVUjoauisi добавка ос у; ОЛ1 ча;заот ирошПт лерастворамых :;;. аос..те 2 час lipii loGC, что ooi paiUacT время прессовадля ;; тсл; ca: ibi;.i повы iiaor пропзводптедыюсть оборудовянля. Кратче гого. установлено, что jieaKiuioiiiian апо собдость при 120° с; заачдтельло е.табеа, чем лрд 150 С, что благод риятствует во ваех ел чаях высупшвалию, ропс)Д 1мому в го|;иче ; (Закууме.

В качестве примера предлалдиотея Д15а состава композиции, дредлаз11аче| под д.тя нзодяцнонноа делты. (оста:5 раст1И)рЯ1ОТ в соотзетствуюшем растворитеде, o6i44ie4i Baioa;e.v лаполните:1ей. драктнчсскн в емесд vл тeвoдopoдa ароматаческого ряда со

Пример 1. Готовят 1;омпозлп :1о с.,сго состава (в г):

Эпоксидная смола131:

Энокспноводач 1ая смо.та44

Фецольпып повода ;24

Рсзорцинфо:рмальде Х1д11)и

ко;1дедсат40,5

1зо1:ро(1иловь:й спирт20

Толуол40

Фснодьпып поволак дехантаtuni и промывке водой, ; онделсат :)сзорцллформадьдсгпдпый с 0,2% 1Паве;1евой ,тот1;:, Реактпваость этой колгпозаиип с.табая; noc.ic зыдержкп в течение 2 час при 150 С образуется 6% иераствори 1(лч; продухГа. По.тиос отверждедде достигается за 8 при 150 С. Тен.;остойхоет1) но Л1артенс 115 С, мехаиичесхая ирочпосгь ири изгибе чисгол огверде:;(И.ей емоды 14,5 кг/м со етредой прогиба о мм, ирочиость иа удар 52 - см/ел:.

Пример 2. Готовят )) c;ieTyioniero состава (в j):

Эиоксидиая смо.та178

Эпокси ово,1ачиая смо.та178

Резорци1 форма.-1ьдегиди1 1п

коидеиеат 08

Изопропиловый еиирт40

Тодуол80

Резорципформальдегиддый копдепсат додучают с 0,2% luaBe.ieiioii хпс/юты. Реакг.ивяость этой колпюзиии при 150 С зиачитсд,ио , чем в 1. При 20°С она сохрапяет жизиесиособпость; кодичеетво нерастворимых продуктов 3% иое.те 3 час, послс 2 чаг чр,: 150 с; л iioc.ie о uu лрл 150 ; iOO . Гел.1огт(млд)сть до .Мартемеу 145 (;. Л1сха1 :чсская дпоч11ость lipa ii3ri:бе чКто / затв -ч1деви ей .л 3 кг/см- со crpe.Tofi пр;дл;ба 5 c.w, лоочносП) 30 кг .

ilpiiMcp 3. Изотовде ае прел пар тель1Ю копде 1С1 рова 1 :ого , предлазлаче ;: () Д.ТЯ BliVI peiniCK ПЗОДЯЦП ;. Готовят КОМЮз;|цлю с;1сд1у;о:дего состава (;з г):

с докеаддая смола178

Зпохедиоводачлая смола178

Феподыый 1101 ода;-:05

PeBopaiuKboiiMajibaerirTHbni

колдсасат олуо,л

Нзопропддов); спирт Щавелевая кие.тота

хоадеп Т ио.пчают с 0,2% И1аве. кислоты.

3 рхакторс с ()б 1ат;и.,1М хо.тодидыл1ком растворяют эиоксдддые слюлы j; отвсрдитс.ти в то.туо.те. Реакпиоииую масеу доводят до киис;1ия, KOTOj)oe поддерживают 8 чис ири 125С. Лак ох.таждают и добав.тяют 55 г изопроии.ювого спирта и 4,4 г пщведсвой кис.тоты. По.|уче|П ый дак -высыхает да ддастипе ири 80° С. Реактивность дака после 4 час высыхах1.;;т при 150 С характеризуется содержаиием нерастворимых в количеетве 75%.

Пример 4. (оставдяют гибкую леиту д. виеп|лей изо.тяпид, распо.тагая волох а 25 с/г.Ч , .тист сдюдяпой б маги 180 гмп enie одно идедтич 10е водокпо. Леиту проиитывают .;акот, оидсаипым в njMnicpe 1. Затем ее высу1иива1от до такого состояния, ион которсл; она остается гибкой; практичес и содержалие .стуч; х достигает 3-4%; .ко; ичество их можио снизить до 2,5% ддя .тент. и)едиазпачсппых ддя обмотк; мапиш. Такое с()дсржаи с .чстучих веп :еетв обеспечивает иа:сать за1 ие без сх.тадок дзо.тяи.чоииоп .тситы во миого с.тоев тод:пиио 1 до 6 мм, которые пе;1збеж;1) пр;; заботе под в ;соки:,1 паиряжеиие.м.

При м е р 5. Соетав.тяют мягкую ., как описано в ир)-шере 4, применяя дак ириi iepa 2. (д)держап с летучих в ио.тучеллой .теи1е от 5 до 7%, что доиуст|):то ддя паиряжеппй ;:ижс 20 KIS.

смола с эпоксидным эквивалентом 174-195, s качестве эпоксиповолачной - смола с эпоксидным эквивалентом 175-182 н в качестве отвердителя-резорцинформальдегидный конденсат, полученный при молярном соотношении резорцина и формальдегида, равном : 1, в присутствии органической кислоты, или его смесь с фенолформальдегидным новолаком со степенью конденсации 5-8, полученным в присутствии органической кислоть1, в количестве, обеспечивающем отношение

гидроксильных групп отвердителя к эпоксидаы.м группам эпоксидных смол, равное 0,5-1,3/

3.Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что использован резорцннформальдегидный конденсат, содержащий органическую кислот