Пропиточный состав

 

Изобретение: для корпусной изоляции электрических машин высокого напряжения. Целью изобретения является создание гибкой пропитанной стеклослюдинитовой ленты, наносимой на элементы обмотки при температуре 20 - 30С, что позволяет упростить процесс наложения ленты и конструкцию изолировочного станка, а также снизить токсичность процесса изолировки. Сущность изобретения: пропиточный состав, содержащий эпоксидную диановую смолу, фенолформальдегидную новолачную смолу, ускоритель и органический растворитель, дополнительно содержит полиорганосилоксановую жидкость, а в качестве ускорителя он содержит алифатический третичный амин с ароматическими ядрами при следующем соотношении компонентов (мас. ч. ) на 100 мас. ч. эпоксидной смолы: фенолформальдегидная новолачная мола 22 - 47, полиорганосилоксановая жидкость 1 - 5, третичный амин 0,030 - 0,150, органический растворитель 90 - 125. 1 ил. , 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, в частности корпусной изоляции электрических машин высокого напряжения.

Известен состав для пропитки стеклослюдинитовых лент, представляющий собой раствор в органических ратсворителях смол эпоксидной диановой и фенолоформальдеидной новолачной и ускорителя.

Слюдинитовая лента с одной подложкой из стеклоткани, пропитанная в таком составе (лак ЛЭФ-3 по ОБС. 504.019 ТУ), применяется для изготовления высоковольтной термореактивной изоляции турбо-и гидрогенераторов. Однако изоляция на основе этого состава не обеспечивает отвечающий современным требованиям уровень технических характеристик электрических машин, в которых она применяется, из-за относительно низкой теплостойкости и электрической прочности.

Более высокую теплостойкость и электрическую прочность изоляции позволяет получить пропиточный состав, представляющий собой раствор в органических растворителях смол эпоксидной диановой и фенолоформальдегидной новолачной, жидкого ангидрида дикарбоновой кислоты и резината марганца в качестве ускорителя. В этом составе количество фенолоформальдегидной смолы на 100 г эпоксидной диановой смолы рассчитывается из соотношения (2,75±0,25) х Э. Г. , где Э. Г. - массовая доля эпоксидных групп в процентах.

Недостатком этого пропиточного состава является малая гибкость пропитанной в нем стеклослюдинитовой ленты и необходимость нагрева ее до 100^оС и более при наложении на элементы обмотки. Поэтому такую ленту невозможно использовать для ручной изолировки, а в случае машинной изолировки намоточные станки должны оснащаться нагревательными устройствами.

Целью изобретения является создание гибкой пропитанной стеклослюдинитовой ленты, наносимой на элементы обмотки при температуре 20-30^оС, что позволяет упростить процесс наложения ленты и конструкцию изолировочного станка, а также снизить токсичность процесса изолировки.

Это достигается тем, что пропиточный состав, содержащий эпоксидную диановую смолу, фенолоформальдегидную новолачную смолу, ускоритель и органический растворитель, дополнительно содержит полиорганосилоксановую жидкость, количество фенолоформальдегидной смолы определяется массовой долей эпоксидных групп, умноженной на коэффициент (1,8± 0,2), а в качестве ускорителя он содержит третичный амин при следующем соотношении компонентов на 100 мас. ч. эпоксидной смолы, мас. ч. : Фенолформаль- дегидная новолачная смола 22-47 Полиорганосил- оксановая жидкость 1-5 Третичный амин 0,030-0,150 Органический растворитель 90-125 Новизна предлагаемого состава заключается в снижении доли фенолоформальдегидной новолачной смолы, введении в состав полиорганосилоксановой жидкости и замене резината марганца на третичные амины.

В качестве фенолоформальдегидной новолачной смолы взята смола марки СФ-0112, ГОСТ 18 694-80, количество ее на 100 г эпоксидной смолы рассчитывается из соотношения (1,8± 0,2) х Э. Г. , где Э. Г. - массовая доля эпоксидных групп диановой смолы, что более чем на 40% ниже, чем по прототипу.

В качестве третичных аминов используются алифатические амины с ароматическими ядрами типа диметилбензиламина (дмба).

В качестве полиорганосилоксановых жидкостей применяются поли-, мети-, полиэтил- и полиметилфенилсилоксановые жидкости вязкостью от 100-1000 сСт.

Уменьшение количества фенолоформальдегидной смолы, введение в состав полиорганосилоксановой жидкости и замены высокоплавкого резината марганца на жидкие амины позволяет получать гибкую неслипающуюся пропитанную стеклослюдинитовую ленту и наносить ее на проводник при температуре 20-30^оС, что значительно упрощает технологический процесс изолирования, а также уменьшает его токсичность. Это достигается снижением температуры до уровня 20-30^оС, при котором не происходит выделения летучих веществ из ленты. При этом замена резината марганца на третичные амины позволяет сохранить в изоляции из таких пропитанных лент достигнутый в прототипе уровень механических и диэлектрических свойств.

Применение предлагаемого пропиточного состава позволяет уменьшить вязкость пропиточного состава, что приводит к снижению толщины пропитанной стеклослюдинитовой ленты и снижению содержания связующего в ней; использовать растворители с меньшей температурой кипения, например этанол и метилэтилкетон (МЭК), и понизить температуру в зонах пропиточной машины при изготовлении ленты; снизить содержание летучих (остатков растворителя) в пропитанной ленте за счет уменьшения доли фенолоформальдегидной смолы; ускорить отверждение изоляции.

Содержание ускорителя связано с параметрами технологического процесса отверждения изоляции; получение необходимых механических характеристик отвержденной изоляции, обусловленных степенью отвеpждения связующего, в принятом технологическом цикле (150. . 170^оС, 5-16 ч), определяет нижний предел ускорителя; минимально допустимое время желирования связующего в ленте, позволяющее произвести опрессовку ленты, а также срок хранения ленты, определяют верхний предел ускорителя.

Количество вводимой полиорганосилоксановой жидкости (ПОС) определяется следующими факторами: если количество ПОС ниже заявляемого, то проявляется дефект ленты - межслойное склеивание в ролике; увеличение ПОС приводит к снижению теплостойкости изоляции.

Пределы содержания фенолоформальдегидной смолы в предлагаемом пропиточном составе связаны с технологическими свойствами пропитанной стеклослюдинитовой ленты, а также с диапазоном массовых долей эпоксидных групп в смолах марок ЭД-14 или ЭД-22 в соответствии с ГОСТ 10 587-84, пригодных для получения пропитанных стеклослюдинитовых лент.

Выбранное соотношение эпоксидной и фенолоформальдегидной смол является оптимальным, так как обеспечивает достаточную гибкость пропитанных лент и удовлетворительный уровень теплостойкости отвержденной изоляции.

П р и м е р 1. Односторонняя стеклослюдинитовая лента изготавливается из слюдинитовой бумаги марки СБ-60 (ТУ ОЯД 503.062-86) и стеклянной ткани марки Э-4-46 (ГОСТ 19907-83) путем пропитки в составе, содержащем 10,0 кг эпоксидной смолы марки ЭД-14 (ГОСТ 10587-84) с массовой долей эпоксидных групп 13,9% , 2,2 кг фенолоформальдегидной новолачной смолы марки СФ-0112 (ГОСТ 18694-80) - "идитол", 0,10 кг ПМС-100, 0,0030 кг диметилбензиламина (дмба) и 9,0 кг метилэтилкетона (МЭК). После сушки на горизонтальной пропиточной машине лента наматывается на проводящий стержень при температуре 20^оС, опрессовывается и отверждается при температуре 160^оС в течение 16 ч. Электрическая прочность в конструкции 13,2 кВ/мм.

Полученная таким образом изоляция снимается со стержнем, из нее вырезается образец и подвергается изгибному нагружению по двухопорной схеме. На чертеже представлена зависимость модуля упругости изоляции от температуры (кривая I). Свойства ленты и изоляции приведены в таблице.

Аналогично прототипу за теплостойкость по Мартенсу принимается температура, при которой модуль снижается на 50-70% . У изоляции по примеру 1 теплостойкость по Мартенсу 85^оС.

П р и м е р 2. Односторонняя стеклослюдинитовая лента изготавливается из тех же сухих материалов, что и в примере 1, пропиткой в составе, содержащем 10 кг смолы марки ЭД-22 с массовой долей эпоксидных групп 23,5% , 4,7 кг смолы марки СФ-0112, 0,50 кг ПФМС-4, 0,015 кг трисдиметиламинометилфенола (УП-606/2, ТУ 609-4136-75), 6,0 кг этанола и 6,5 кг толуола. После сушки на горизонтальной пропиточной машине лента наматывается на проводящий стержень при температуре 30^оС. Теплостойкость по Мартенсу 86^оС. Режим отверждения 150^оС - 5 ч (кривая 2). Свойства ленты и изоляции приведены в таблице.

Составы пропиточного лака в примерах 3-8 даны в таблице. Лента по этим примерам получена аналогично примеру 1.

В примерах 3 и 4 количество ускорителя соответственно меньше и больше заявляемых пределов.

Изоляция по примеру 3 имеет низкую теплостойкость (65^оС), после отверждения при 170^о в течение 16 ч. Лента по примеру 4 имеет слишком короткий срок хранения - не более 25 дней, после этого становится хрупкой, расслаивается при наложении, не удается опрессовать изоляцию до требуемых размеров из-за преждевременного желирования связующего.

В примерах 5-6 количество фенолоформальдегидной смолы соответственно меньше и больше заявляемого: на 10,0 кг смолы марки ЭД-14 с массовой долей эпоксидных групп 13,9% (пример 5) и смолы марки ЭД-22 с массовой долей эпоксидных групп 23,5% (пример 6); в примере 5, где расчетный коэффициент 1,5, лента слипается, ее использование затруднено. В примере 6, где количество фенолоформальдегидной смолы определяется коэффициентом 2,1, при изолировании при температуре 30^оС происходит расслоение пропитанной ленты; расслоение исчезает при нагреве ленты до 100^оС, в этом случае наблюдается наличие летучих, в пробе воздуха на рабочем месте обнаружен толуол.

В примерах 7-8 количество полиорганосилоксановой жидкости соответственно меньше и больше заявляемых пределов. Лента по примеру 7 слипается в ролике, что делает невозможным ее наложение на проводник. Изоляция по примеру 8 имеет низкую теплостойкость - 63^оС (режим отверждения 170^оС, 16 ч).

Способ получения неслипающихся при хранении пропитанных стеклослюдинитовых материалов, стеклосодержащих препрегов и т. п. путем добавления в пропиточный состав полиорганосилоксановой жидкости может быть использован и с другими пропиточными составами.

Изобретение предназначено для использования в высоковольтных изоляционных системах для гидрогенераторов, турбогенераторов и машин переменного тока, при этом расход изоляционной ленты снижается не менее чем на 5% . (56) Авторское свидетельство СССР N 240082, кл. H 01 B 3/40, 1964.

Авторское свидетельство СССР N 1720096, кл. H 01 B 3/40, 1990.

Формула изобретения

ПРОПИТОЧНЫЙ СОСТАВ для изготовления электpоизоляционной стеклослюдинитовой ленты, содеpжащий эпоксидную диановую смолу, фенолфоpмальдегидную новолачную смолу, ускоpитель и оpганический pаствоpитель, отличающийся тем, что он дополнительно содеpжит полиоpганосилоксановую жидкость, в качестве ускоpителя он содеpжит алифатический тpетичный амин с аpоматичными ядpами пpи следующем содеpжании компонентов, мас. ч. : Эпоксидная диановая смола 100 Фенолформальдегидная новолачная смола 22 - 47 Полиорганосилоксановая жидкость 1 - 5
Третичный амин с ароматичными ядрами 0,030 - 0,150
Органический растворитель 90 - 125
пpи этом количество фенолфоpмальдегидной новолачной смолы соответствует массовой доле эпоксидных гpупп, умноженной на 1,8 ± 0,2.

РИСУНКИ

Рисунок 1