электроизоляционный пропиточный лак

Классы МПК:H01B3/30 пластики; смолы; воски 
Автор(ы):, , , , , , ,
Патентообладатель(и):ЗАО "Электроизолит" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2006-10-13
публикация патента:

Изобретение относится к электроизоляционным лакам, предназначенным для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов класса нагревостойкости F (155°С). Техническим результатом изобретения является использование более дешевых, доступных и относительно безопасных сшивающих агентов, повышение доли нелетучих веществ в лаке, повышение жизнеспособности лака и цементирующей способности отвержденного состава. В предложенном лаке в качестве сшивающих агентов используют эпоксидно-диановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 16-18% и малобутанолизированную меламино-формальдегидную смолу, а в качестве катализаторов отверждения лака при 140°С используют комплекс на основе тетрабутоксититана и 2-метилимидазола. Растворителями лака являются ксилол и циклогексанон. Предлагаемая рецептура лака предусматривает использование сырьевых материалов в соотношении, вес.ч.: гидроксилсодержащий олигоэфир 37-44, эпоксидно-диановая смола 17,9-19,0, малобутанолизированная меламиноформальдегидная смола 17,9-19,0, 2-метилимидазол 0,09-0,1, тетрабутоксититан 0,41-0,43, циклогексанон 0,42-0,56, ксилол 14-16. 2 табл.

Формула изобретения

Электроизоляционный пропиточный лак класса нагревостойкости F (155°С), включающий гидроксилсодержащий олигоэфир, отвердитель и органический растворитель, отличающийся тем, что в качестве отвердителей он содержит малобутанолизированную меламино-формальдегидную и эпоксидно-диановую (массовая доля эпоксидных групп 16-18%) смолы и дополнительно содержит комплекс на основе 2-метилимидазола и тетрабутоксититана в качестве катализатора при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

гидроксилсодержащий олигоэфир 37-44
эпоксидно-диановая смола 17,9-19,0
малобутанолизированная  
меламиноформальдегидная смола17,9-19,0
2-метилимидазол0,09-0,11
тетрабутоксититан0,41-0,43
циклогексанон0,42-0,56
ксилол14-16

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электроизоляционным лакам, предназначенным для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов класса нагревостойкости F (155°С).

Известны лаки класса нагревостойкости F (155°С) на основе гидроксилсодержащих олигоэфиров, блокированных полиизоцианатов и органических растворителей. [Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева. Т.1. М.: Энергоатомиздат, 1986. 367 с.; В.В.Астахин, В.В.Трезвов, И.В.Суханова. Электроизоляционные лаки. М.: Химия. 1981. 216 с.].

Наиболее близким к предлагаемому является пропиточный лак [К.С.Сидоренко, Э.И.Хофбауэр, С.А.Герус и др. А.С. №1010663. Б.И. №13. 1983], в состав которого входят следующие сырьевые материалы (вес. ч.):

- Гидроксилсодержащий олигоэфир 60-65
- Сшивающие агенты, в том числе:  
- Блокированный полиизоцианат35-40
- Эпоксидная смола5-10
- электроизоляционный пропиточный лак, патент № 2320040 -капролактам2,5-5,0
- Органический растворитель100-120

Недостатком этого лака является использование дорогостоящего, дефицитного и токсичного блокированного полиизоцианата, относительно высокая вязкость при невысоком содержании нелетучих веществ, ограниченная жизнеспособность лака и невысокая цементирующая способность отвержденного состава.

Цель изобретения - использование более дешевых, доступных и относительно безопасных сшивающих агентов, повышение доли нелетучих веществ в лаке, повышение жизнеспособности лака и цементирующей способности отвержденного состава.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сшивающих агентов используют эпоксидно-диановую смолу с массовой долей эпоксидных групп 16-18% и малобутанолизированную меламино-формальдегидную смолу, а в качестве катализаторов отверждения лака при 140°С используют комплекс на основе тетрабутоксититана и 2-метилимидазола. Растворителями лака являются ксилол и циклогексанонон. Предлагаемая рецептура лака предусматривает использование сырьевых материалов в соотношении, вес.ч.:

гидроксилсодержащий олигоэфир 37-44
эпоксидно-диановая смола 17,9-19,0
малобутанолизированная  
меламиноформальдегидная смола17,9-19,0
2-метилимидазол0,09-0,11
тетрабутоксититан0,41-0,43
циклогексанон0,42-0,56
ксилол14-16

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Изготовление олигоэфира

Олигоэфир получают конденсацией 32,3 вес.ч. диметилтерефталата, 14,0 вес.ч. олеиновой кислоты, 10,2 вес.ч. глицерина, 11,7 вес.ч. диэтиленгликоля, 1,7 вес.ч. уплотненного льняного масла в присутствии 0,3% (от веса диметилтетерефталата) ацетата цинка при температуре 180-220°С. Конечный продукт содержит 4,5% гидроксильных групп, кислотное число 2,7 мг КОН/г. Олигоэфир растворяют при 65-70°С в смеси ксилол:циклогексанон (9:1) в соотношении 65:35 и охлаждают.

Пример 2. Получение катализатора отверждения лака

В стеклянную колбу прибавляют 0,04 вес.ч. тетрабутоксититана, 0,09 вес.ч. 2-метилимидазола и 0,70 вес.ч. циклогексанона. Смесь нагревают до 60-70°С при перемешивании до получения однородного прозрачного раствора. Полученный катализатор вводят в лак в виде горячего расплава.

Пример 3. Получение лака

К раствору полиэфира (43, 9 вес.ч.) при перемешивании прибавляют эпоксидную (13,1 вес.ч.) и меламино-формальдегидную (13,5 вес.ч.) смолы. После получения однородного раствора прибавляют катализатор - расплав смеси (60-70°С) тетрабутоксититана и 2-метилимидазола. Готовый лак перемешивают до получения однородного состава и фильтруют.

Примеры 4-9. Получение лака

Лаки готовят согласно примеру 3 и в соответствии с рецептурами, представленными в табл.1.

Испытания полученных систем показали, что лаки по примерам 7 и 8 не отверждаются в толстом слое. При хранении лака, приготовленного по примеру 9, в течение 2-30 суток из раствора выпадает осадок, который не растворяется в органических растворителях.

Сопоставление свойств лаков позволяет сделать вывод о снижении содержания летучих веществ по сравнению с известными составами, что позволяет снизить долю побочных продуктов для последующей утилизации. Применение меламино-формальдегидной смолы взамен блокированного изоцианата (токсичный продукт) существенно снижает стоимость лака, а также благоприятно влияет на экологическую обстановку. В отличие от блокированных фенолом полиизоцианатов, меламино-формальдегидная смола практически не отверждает полиэфир при нормальных условиях, что способствует повышению жизнеспособности состава. Эпоксидная смола повышает цементирующую способность отвержденного пропиточного состава в обмотках электрических машин на 10-40% по сравнению с известными составами.

Важную роль играет система применяемых катализаторов - 2-метил-имидазола и тетрабутоксититана. Указанные катализаторы, вводимые по отдельности в лак, не оказывают каталитического действия на процесс отверждения. С другой стороны, введение чистого 2-метилимидазола в лак приводит к образованию микрогелей в процессе хранения готового продукта. Таким образом, синергизм действия применяемых катализаторов достигается путем введения их в виде раствора комплекса переноса заряда (КПЗ) в циклогексаноне. Установлено, что мольное соотношение 2-метилимидазола и тетрабутоксититана (1:1) или небольшой избыток последнего в составе комплекса является оптимальным и не приводит к высаждению катализатора в процессе хранения лака.

Анализ известного и предлагаемого лаков (табл.2) показывает, что сопоставимые с известным технические характеристики предлагаемого лака могут быть получены при использовании менее дорогостоящих и токсичных сырьевых материалов, обеспечивающих более высокую жизнеспособность лака и позволяющих снизить долю побочных продуктов в процессе его переработки.

Таблица 1.
Рецептуры лаков по примерам 4-9
КомпонентыСодержание, весовых частей, в лаке по примеру
4 56 789
1. Гидроксилсодержащий олигоэфир (раствор) 43,938,0 37,035,039,0 38,4
2. Эпоксидная смола13,118,5 19,017,1 18,118,1
3. Меламиноформальдегидная смола13,5 18,217,918,5 18,418,3
4. 2-метилимидазол0,09 0,110,09 0,10-0,10
5. Тетрабутоксититан 0,040,430,41 -0,43 0,86
6. Циклогексанон 0,700,560,42 0,70- 0,70
7. Ксилол 16,314,213,2 13,414,0 14,6

Таблица 2.
Технические характеристики лаков
ХарактеристикиЛак по примеру Лак по прототипу
 45 6(сравнительный)
1. Вязкость по вискозиметру ВЗ-4 при (20±0,5)°С      
- исходная5455 10459
- через 6 мес5656 11092
2. Содержание нелетучих веществ, %55,5 59,762,9 54
3. Продолжительность просыхания в толстом слое при (140±2)°С, % 6,06,06,0 4,0(130°)
4. Продолжительность высыхания лаковой пленки при (140±2)°С, мин 606060 20(130°)
5. Цементирующая способность при 15-35°С505 445658405
6. Удельное объемное сопротивление, Ом×м      
при 15-35°С5.9×10 131.2×1013 1.2×1013 5.7×1013
при (155±2)°С 3,8×10106,4×10 111,2×1010 1.1×109
7. Электрическая прочность, МВ/м,      
при 15-35°С98,2 88,097,0102,2
при (155±2)°С 65,560,086,0 80,0

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2320040

patent-2320040.pdf

Класс H01B3/30 пластики; смолы; воски 

отверждаемая излучением полимерная композиция для покрытия проводов -  патент 2524945 (10.08.2014)
отверждаемая излучением полимерная композиция для покрытия проводов -  патент 2524599 (27.07.2014)
изоляционная лента -  патент 2505873 (27.01.2014)
силанольносшиваемая композиция для кабельной изоляции -  патент 2505565 (27.01.2014)
отверждаемая композиция смолы -  патент 2477291 (10.03.2013)
способ изготовления тепловой изоляции для теплового литиевого источника тока -  патент 2475897 (20.02.2013)
композиция для закрепления обмоточных изделий -  патент 2459848 (27.08.2012)
электроизоляционная композиция -  патент 2456693 (20.07.2012)
связующее на основе синтетических смол для стеклотекстолита электротехнического назначения -  патент 2320039 (20.03.2008)
смесь полимеров и способ ее приготовления -  патент 2287198 (10.11.2006)
Наверх