用于共聚作用的反应加速剂、电绝缘带、电绝缘体和固结体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于共聚作用的反应加速剂、一种具有该反应加速剂的 电绝缘带、一种具有该电绝缘带的电绝缘体和一种具有该反应加速剂的固结体 (Konsolidierungskorper)。
【背景技术】
[0002] 电机、例如马达和发电机具有电导体、主绝缘部和定子叠片组。主绝缘部用于将导 体相对彼此、相对于定子叠片组和相对于周围环境电绝缘的目的。在电机运转时，通过局部 放电能够形成火花，所述火花能够在主绝缘部中形成所谓的"树枝状"通道。由于"树枝状" 通道能够导致电击穿主绝缘部。通过在主绝缘部中应用具有高的局部放电抗性的云母实现 防止局部放电的阻挡部。所述云母以小板状的、常规颗粒大小从几百微米至几毫米的云母 颗粒的形式使用，其中云母颗粒被加工成云母纸。为提高强度和改进可加工性，应用电绝缘 带，所述电绝缘带除了云母纸外具有载体结构。
[0003] 为了制造主绝缘部，电绝缘带围绕导体缠绕并且紧接着以合成树脂浸渍。合成树 脂在存在反应加速剂的情况下被硬化，其中使用常规的环烷酸锌，例如环戊酸和环己酸的 混合物的锌盐。混合物在特定的温度范围之内蒸馏原油时获得，这能够引起：根据原油的不 同批次，不同批次间的混合物也能够不同地组成。由此合成树脂的硬化特性同样地能够在 批次间变化。因此需要耗费地制备每个批次的环烷酸锌，例如通过调节其pH值、酸值和粘 性来制备。
[0004] EP 0 198 195 A2描述了辛酸锌作为反应加速剂。US 4 178 274 A描述了 2-乙 基己酸锌作为反应加速剂。US 3 449 641 A公开了存在环氧树脂的的异辛酸锌。GB 1 557 641 A描述了存在环氧树脂的2-乙基己酸锌。US 6 190 775 B1描述了一种柔性的绝缘带。 GB 2 019 778 A公开了一种浸渍的云母薄膜。EP 1 850 460 A2公开了存在环氧树脂的环 烷酸锌。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种用于共聚作用的反应加速剂、一种具有该反应加速剂的 电绝缘带、一种具有该电绝缘带的电绝缘体和一种具有该反应加速剂的固结体，其中反应 加速剂能够以一致品质获得。
[0006] 根据本发明，具有结构式/^aVRtCVZr^的化合物作为用于羧酸酐和环氧乙烷 的混合物的共聚作用的反应加速剂，其中R 1和R2分别彼此独立地为直链烷基基团或者分枝 烷基基团。根据本发明的电绝缘带，优选具有云母和/或氧化铝的电绝缘带具有带有结构 式RiCCVRtCVZr^的化合物，其中R 1和R2分别为直链烷基基团或者分枝烷基基团。根据本 发明的用于电导体的电绝缘体具有根据本发明的电绝缘带，其中由羧酸酐和环氧乙烷的混 合物在存在具有结构式RiCCVRtCVZr^的化合物的情况下被硬化，其中R 1和R2分别为直链 烷基基团或者分枝烷基基团。
[0007] 根据本发明的用于旋转的电机的绕组头部的固结体具有多孔的和非导电的基本 体，所述基本体具有带有结构式RiCCVRtCVZr^的化合物并且由羧酸酐和环氧乙烷的混合 物浸透，所述混合物在存在具有结构式RiCCVRtCVZr^的化合物的情况下硬化，其中R 1和R2 分别为直链烷基基团或者分枝烷基基团。
[0008] 具有结构式RiaVRtCVZr^的化合物有利地以一致品质是市售的和/或以一致品 质是可制造的。因此有利地确保：通过作为反应加速剂的化合物的应用，批次间的混合物的 共聚作用基本相同地进行。此外，具有所述化合物的电绝缘带由于化合物的品质一致而分 别具有一致的浸渍特性，因此有利地能够由混合物以一致的品质浸透电绝缘带。通过相同 进行的共聚作用和一致地浸透电绝缘带，能够有利地制造具有品质一致的电绝缘体和固结 体。
[0009] 电绝缘体例如能够设作为用于电的发电机的主绝缘部。也可以考虑的是：主绝缘 部设置在电的发电机的绕组头部的区域中。如果应用氧化铝用来代替云母或者除云母之外 应用氧化铝，则得到主绝缘部的更高的导热性，由此主绝缘部的温度能够保持得低进而所 述主绝缘部的使用寿命有利地是长的。
[0010] 优选R1和R2分别彼此独立地为c6烷基、C 7烷基、C8烷基、(：9烷基或者C1(l烷基。令 人惊讶的是，具有带有所述烷基基团的反应加速剂的电绝缘带能够比具有环烷酸锌的情况 下更快地并且更均匀地由混合物浸透，由此在由羧酸酐和环氧乙烷构成的混合物硬化后， 有利地构成均质的电绝缘体。这同样适用于固结体。
[0011] R1和R 2优选分别彼此独立地为：n-庚基、1-甲基-n-己基、2-甲基-n-己基、 3-甲基-n-己基、4-甲基-n-己基、5-甲基-n-己基、3-乙基-n-戊基、2-乙基-n-戊 基、1 _乙基-n_戊基、1，1_二甲基_n_戊基、2, 2_二甲基_n_戊基、3, 3_二甲基_n_戊基、 4, 4-二甲基-n-戊基、1，2-二甲基-n-戊基、1，3-二甲基-n-戊基、1，4-二甲基-n-戊基、 2, 3-二甲基-n-戊基、2, 4-二甲基-n-戊基、3, 4-二甲基-n-戊基、1，1，2-三甲基-n- 丁 基、1，1，3-三甲基-n-丁基、1，2, 3-三甲基-n-丁基、1，2, 2-三甲基-n-丁基、2, 2, 3-三 甲基-n- 丁基、2, 3, 3-三甲基-n- 丁基、1，3, 3-三甲基-n- 丁基、1-乙基-1-甲基-n- 丁 基、1-乙基-2-甲基-n- 丁基、1-乙基-3-甲基-n- 丁基、2-乙基-1-甲基-n- 丁基、2-乙 基甲基丁基、2-乙基甲基丁基、I-异丙基丁基、2-异丙基丁基、 1，1，2, 2_四甲基_n_丙基、1，1_二乙基_n_丙基、2, 2_二甲基-1-乙基_n_丙基、1，2_二甲 基-1-乙基-n-丙基、1-异丙基-1-甲基-n-丙基或者1-异丙基-2-甲基-n-丙基或者新壬 基、优选叔(： 9烷基基团、尤其优选1，1-二甲基-n-庚基、1，1，2_三甲基-n-己基、1，1，3_三 甲基-n-己基、1，1，4_三甲基-n-己基、1，1，5_三甲基-n-己基、1-乙基-1-甲基-n-己 基、1,2-二甲基-1-乙基-n-戊基、1,3-二甲基-1-乙基-n-戊基、1,4-二甲基-1-乙 基-n-戊基、1，1-二甲基-2-乙基-n-戊基、1，1-二甲基-3-乙基-n-戊基、1，1，2,2_四 甲基-n-戊基、1，1，2,3_四甲基-n-戊基、1，1，2,4_四甲基-n-戊基、1，1，3,3_四甲 基-n-戊基、1，1，3,4_四甲基-n-戊基、1，1，4,4_四甲基-n-戊基、1，1-二乙基-n-戊 基、1-甲基-1-n-丙基-n-戊基、1-甲基-1-异丙基-n-戊基、1，1，2,2,3_五甲基-n-丁 基、1，1，2, 3, 3-五甲基丁基、I-乙基-1，2, 2-二甲基丁基、I-乙基-1，2,3-二甲 基-n-丁基、1-乙基-1，3, 3-三甲基-n-丁基、2-乙基-1，1，2-三甲基-n-丁基、2-乙 基-1，1，3-三甲基-n- 丁基、1，2-二甲基-l_n-丙基-n- 丁基、1，3-二甲基-l_n-丙 基-n- 丁基、1-乙基-1-n-丙基-n- 丁基、1，2-二甲基-1-异丙基-n- 丁基、1，3-二甲 基-1-异丙基-n-丁基、1-乙基-1-异丙基-n-丁基、1，1-二乙基-2-甲基-n-丁基、1，1-二 乙基-3-甲基-n-丁基、1，2_二乙基-1-甲基-n-丁基、1-甲基-1-叔丁基-n-丁基、1，1-二 乙基-2. 2- 二甲基_n-丙基、I-异丙基-1，2, 2-二甲基丙基、1，I- 二异丙基-n-丙基、 或者6, 6-二甲基-n-庚基。
[0012] 所述化合物例如包括辛酸锌和萘酸锌，其例如以商标名Borchikat 15、Borchikat 22、Soligen Zink 11/12、Octa-Soligen-Zink 22以与环烧酸锌相比更高的纯度而通过德 国的OMG Borchers公司市售。
[0013] 羧酸酐优选是环状的羧酸酐、尤其是邻苯二甲酸酐、甲基六氢苯酸酐和/或六氢 苯酸酐。环氧乙烷优选是双环氧乙烷、尤其是双酚-A-二缩水甘油醚和/或双酚-F-二缩水 甘油醚。优选地，由羧酸酐和环氧乙烷构成的混合物具有活性稀释剂、尤其是苯乙烯，所述 稀释剂优选以混合物计占〇%至大约60%的质量份额。尤其优选的是质量份额为大约3% 至大约10%的苯乙烯。活性稀释剂有利地降低混合物的粘性以更好地浸透电绝缘带和/或 固结体并且在共聚作用中共同反应。
[0014] 电绝缘带优选由羧酸酐和环氧乙烷的混合物浸透。
[0015] 优选地，电绝缘带具有局部放电抗性的纳米级的颗粒，所述颗粒优选以羧酸酐、环 氧乙烷构成的混合物和颗粒计占2%至10%的颗粒的质量份额。由此电绝缘体的局部放电 抗性升高，由此有利地电绝缘体的使用寿命变长。优选地，颗粒是无机的颗粒，尤其颗粒具 有二氧化娃、二氧化钛和/或氧化铝。优选地，颗粒的平均颗粒直径在lnm至50nm之间。为 了制造电绝缘体，在电绝缘带浸透前将颗粒添加到由羧酸酐和环氧乙烷构成的混合物。通 过因颗粒与烷基烷氧基硅烷、尤其是甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和/或三甲 基甲氧基硅烷反应来对颗粒表面进行硅烷化的方式，颗粒的表面能够被亲有机化，使得颗 粒有利地与由羧酸酐和环氧乙烷构成的混合物更好地混合，而不造成颗粒不期望的结块。 然而，在混合物中的颗粒同样地加速共聚作用。在混合物中存在纳米级的颗粒的情况下，为 了均匀地构成电绝缘体，在电绝缘带中设有反应加速剂是必不可少的。
[0016] 优选地，电绝缘带具有多孔的和非导电的载体结构，尤其是粗线、无纺布、海绵、尤 其开孔状的海绵、玻璃粗线、玻璃粗纱、织物和/或树脂垫。在此，载体结构的多孔性使得其 能够由混合物可浸透。载体结构优选具有聚酯、尤其涤纶、和/或聚对苯二甲酸乙酯（PET)。 载体结构优选与绝缘纸、尤其是具有云母和/或氧化铝的绝缘纸粘贴。绝缘纸优选具有多 孔性使得它能够由混合物浸透。
[0017] 固结体的基本体优选具有粗线、无纺布、海绵、尤其开孔状的海绵、玻璃粗线、玻璃 粗纱、织物和/或树脂垫。优选地，固结体设置在电机、尤其是马达或者发电机的绕组头部 的区域中，并且设置在绕组头部的电导体之间。优选地，固结体设置在绕组头部的区域中， 即所述固结体引起绕组头部刚性提高，使得绕组头部在电机运行时相对于振动激发变得不 灵敏进而具有长的使用寿命。在制造固结体时它能够同时与电绝缘体由羧酸酐和环氧乙烷 构成的混合物浸透。优选地，固结体的基本体具有聚酯、尤其涤纶、和/或聚对苯二甲酸乙 酯（PET)。
【具体实施方式】
[0018] 通过下面四个实例详细阐述本发明。
[0019] 在第一实例中，电绝缘体如下制造：多孔的进而可浸渍的具有云母纸的电绝缘带 借助在溶剂中的由萘酸锌构成的溶液、尤其是在石脑油中的由萘酸锌构成的溶液浸透。代 替于浸透的是滚涂、喷涂、浸涂、滴涂、点对点方法和/或吻涂法（Kiss-Coating)。紧接着， 溶剂从电绝缘带移除，尤其是通过输送热量和/或通过真空干燥来移除。电绝缘带围绕电 导体缠绕。优选如此卷绕的电导体被引入到具有双酚-A-二缩水甘油醚和六氢苯酸酐构成 的化学计量的混合物的槽液中。电绝缘带和在电