專利名稱：固定卷繞物體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定卷繞物體的方法，具體地講涉及固定電氣設(shè)備中線繞組的方法， 從而提供對(duì)卷繞物體的優(yōu)異滲透性。
背景技術(shù)：
電氣設(shè)備例如轉(zhuǎn)子、定子或變壓器通常由周圍卷繞有箔材或線材例如銅箔或銅線 的金屬芯組成。為了固定卷繞物體并保持它們的功能，通常使用自由基可聚合化合物來浸 漬這些三維組件中的繞組，然后將其固化。通過在高于100°C的溫度下在烘箱中進(jìn)行加熱或 者通過感應(yīng)加熱來實(shí)現(xiàn)固化。稱作浸漬樹脂或浸漬試劑的自由基可聚合化合物包含例如溶解于不飽和芳族或 脂族自由基可聚合單體的不飽和聚酯樹脂，這些單體為例如苯乙烯或己二醇二丙烯酸酯。 此類單體通常具有極高的蒸汽壓，使得其大部分在熱固化過程中逸出。由此引發(fā)了環(huán)境問 題；包含苯乙烯的材料具有例如難聞的氣味和相對(duì)較高的毒性。因此需要進(jìn)行處理，例如通 過隨后的焚燒。已知固化所需熱量可通過將電流施加到浸漬過的導(dǎo)電繞組上來產(chǎn)生。還已知組合利用熱量和高能輻射例如紫外線輻射來固化涂覆的卷繞電氣物體，如 例如 DE-A 4022235 和 US 5，466，492 中所公開。已知基于α-羧基-β-環(huán)戊酸乙酯反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)體系用于制備防腐涂層，參見 DE-A 10260299和DE-A 10260269。WO 2007/019434公開了基于特定樹脂的線材涂料組合 物可顯著提高施釉速度。還可使用多元醇/異氰酸酯體系來浸漬卷繞電氣物體。本領(lǐng)域技 術(shù)人員已知的雙組分(2Κ)多元醇/異氰酸酯材料是已知的。然而，由于封端異氰酸的有害 低分子產(chǎn)物散發(fā)會(huì)危害健康并且浸漬質(zhì)量極低，因此不能使用封端異氰酸。發(fā)明概述本發(fā)明提供用浸漬組合物來固定具有電氣設(shè)備線繞組的卷繞物體的方法，該方法 包括以下步驟a)通過施用包含如下組分的組合物來浸漬所述卷繞物體(A) 5至95重量％，優(yōu)選5至60重量％的至少一種具有親核基團(tuán)的樹脂，所述親核 基團(tuán)選自O(shè)H、NHR、SH、羧酸酯基和CH-酸性基團(tuán)，(B)O至70重量％，優(yōu)選1至50重量％的至少一種包含酰胺基的樹脂，以及(C)O至95重量％，任選0. 1至40重量％的至少一種有機(jī)溶劑和/或水，其中組分(A)和/或組分(B)的樹脂包含α -羧基-β -氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基， 所述重量百分比是按涂料組合物的總重量計(jì)的，和b)將施用的浸漬組合物固化。本發(fā)明的方法提供對(duì)卷繞物體的優(yōu)異粘合性以及優(yōu)異的收縮性和對(duì)卷繞物體的 優(yōu)異滲透性。在本發(fā)明的方法中，浸漬組合物可以單組分(IK)材料形式使用，從而避免了 危害健康的小分子產(chǎn)物散發(fā)。發(fā)明詳述
通過閱讀下列發(fā)明詳述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將更容易了解本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)當(dāng)理解，為清楚起見，在參照不同實(shí)施方案的上文和下文中所描述的本發(fā)明的那些特點(diǎn) 可在單個(gè)實(shí)施方案中以組合的方式給出。反之，為簡化起見，在參照單個(gè)實(shí)施方案中描述的 本發(fā)明的多個(gè)特點(diǎn)也可以分別給出，或以任何子組合給出。此外，單數(shù)所指的內(nèi)容也可以包 括復(fù)數(shù)(例如，“一個(gè)”和“一種”可以指一個(gè)、或者一個(gè)或多個(gè))，除非上下文特別地另外指 明?？墒褂寐晕⒏哂诨虻陀谥付ǚ秶淖兓垣@得與所述范圍內(nèi)值基本上相同的結(jié) 果。而且，公開的這些范圍均應(yīng)視為連續(xù)的范圍，包括最大值和最小值之間的每一個(gè)值。此方法的特點(diǎn)在于通過浸沒浸漬、流涂、真空浸漬、真空壓力浸漬、或滴流浸漬對(duì) 卷繞物體進(jìn)行浸漬，以及在熱固化的同時(shí)或熱固化之后通過高能輻射對(duì)浸漬過的卷繞物體
進(jìn)一步固化。在施用之前，或優(yōu)選地在施用之后，可通過使電流通過卷繞物體來產(chǎn)生高溫。以這 種方式，浸漬后立即開始交聯(lián)。浸漬試劑被固定在繞組(線圈)內(nèi)部，不再能夠流出。為了確保良好的滲透性，通過由電流或由獨(dú)立熱源例如烘箱提供加熱來預(yù)熱要浸 漬的物體可能是有利的?？稍诮n期間或者優(yōu)選地在浸漬之前進(jìn)行加熱。然而應(yīng)該選擇溫 度以使浸漬試劑可具有良好的流動(dòng)性。如果使用極低粘度的材料，甚至可以發(fā)生膠凝作用。 以這種方式，可避免從卷繞物體上滴落和流下。這樣可減少材料損失并且?guī)缀醪粫?huì)產(chǎn)生缺 陷，所述缺陷包括例如基板中形成的空隙。根據(jù)本發(fā)明，為了獲得對(duì)卷繞物體的良好滲透性，還可加熱浸漬樹脂。浸漬后，加熱物體以固化浸漬樹脂。用于交聯(lián)(固化)的熱量可通過使電流通過 繞組產(chǎn)生，然而也可使用烘箱或紅外線(IR)或近紅外線(NIR)輻射。余下的固化反應(yīng)通過 熱處理繼續(xù)進(jìn)行，熱處理可在線執(zhí)行或連續(xù)執(zhí)行，其中溫度(物體溫度)例如在反應(yīng)時(shí)間內(nèi) 在約80°C至180°C的范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間根據(jù)固化體系的不同而變化，例如在1分鐘至180分 鐘內(nèi)變化。如果采用NIR輻射，則固化時(shí)間可以更短，例如小于1分鐘。溫度可例如通過流 過的電流量來簡單控制。未對(duì)任何固體部分進(jìn)行加熱，因而能量消耗仍然較低。本發(fā)明的浸漬組合物可用作水基或溶劑基涂料組合物。本發(fā)明的浸漬組合物包含以下組分(A) 5至95重量％，優(yōu)選5至60重量％的至少一種具有親核基團(tuán)的樹脂，所述親核 基團(tuán)選自O(shè)H、NHR、SH、羧酸酯基和CH-酸性基團(tuán)，(B) 0至70重量％，優(yōu)選1至50重量％的至少一種包含酰胺基的樹脂，和(C) 0至95重量％，任選0. 1至40重量％的至少一種有機(jī)溶劑和/或水，其中組分(A)和/或組分(B)的樹脂包含α -羧基-β -氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基， 所述重量百分比是按浸漬組合物的總重量計(jì)的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的可用作卷繞電氣物體浸漬材料的自由基可聚合化合物 的組分Α)的用量范圍為5至95重量％，優(yōu)選5至60重量％，所述重量百分比是按浸漬組 合物的總重量計(jì)的。自由基可聚合化合物的實(shí)例通常為輻射可固化的、具體地講為可紫外線固化的化 合物，該化合物基于單體、低聚物、聚合物、共聚物、或它們組合，具有一個(gè)或多個(gè)烯屬雙鍵， 例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，還包括具有一個(gè)或多個(gè)乙烯基或烯丙基雙鍵的化合物，如例如EP-A 0 643 467中所述。尤其適用于本發(fā)明的自由基可聚合化合物是包含用作活性稀釋劑的烯屬不飽和 聚酯和烯屬不飽和單體的那些自由基可聚合化合物，如例如EP-A-O 134 513中所述。下列樹脂也可用作組分㈧，例如聚酯、以及具有含氮雜環(huán)的聚酯，例如具有縮合 到分子中的酰亞胺、乙內(nèi)酰脲和苯并咪唑結(jié)構(gòu)的聚酯。該聚酯具體地講為脂族、芳族和/ 或脂環(huán)族多元羧酸及其酸酐、多元醇以及包含聚酯氨基的化合物(就包含酰亞胺的聚酯而 言)任選地與一定比例的單官能團(tuán)化合物(例如一元醇)的縮合產(chǎn)物。飽和聚酯酰亞胺 優(yōu)選基于還可包含多元醇的對(duì)苯二甲酸聚酯，以及作為額外二元羧酸組分的二氨基二苯甲 烷、偏苯三酸酸酐與二醇加成的反應(yīng)產(chǎn)物。此外，也可使用不飽和聚酯樹脂和/或聚酯酰亞 胺以及聚丙烯酸酯。下列物質(zhì)也可用作組分A 聚酰胺例如芳族、脂族和芳族-脂族熱塑性 聚酰胺，以及例如偏苯三酸酸酐和二苯甲烷二異氰酸酯制得的此類聚酰胺酰亞胺。組分B)的樹脂的用量可以在0至70重量％的范圍內(nèi)，優(yōu)選1至50重量％，所述重 量百分比是按浸漬組合物的總重量計(jì)的。組分B)的樹脂可以包含α-羧基-β-氧代環(huán)烷 基羧酸酰胺基。優(yōu)選將α-羧基-β-氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基加入到末端位置。上述α-羧 基優(yōu)選被烷基_或芳基_酯化。一方面，此類α-羧基-β-氧代環(huán)烷基羧酸酰胺可以由相 應(yīng)的羧酸或其反應(yīng)性衍生物，例如羧酰鹵基團(tuán)、羧酸酸酐基團(tuán)等與胺基反應(yīng)來制備。在由胺 和羧酸進(jìn)行的合成期間，使用酰胺化助劑諸如二環(huán)己基碳二亞胺也是有利的。繼而可通過 例如在堿性條件下與鹵代甲酸酯反應(yīng)，隨后選擇性皂化，來獲得α _羧基_ β _氧代環(huán)烷基 羧酸。繼而可通過例如由1，η-羧酸二酯與堿反應(yīng)將醇裂解，合成得到1-羧基-2-氧代環(huán)烷 烴。另一方面，所述α-羧基-β-氧代環(huán)烷基羧酸酰胺可通過所述1-羧基-2-氧代環(huán)烷烴 與異氰酸酯在堿性條件下的反應(yīng)來獲得?？捎衫缥於岫榛?、戊二酸二芳基酯、己二 酸二烷基酯、己二酸二芳基酯、庚二酸二烷基酯、庚二酸二芳基酯、辛二酸二烷基酯、辛二酸 二芳基酯、以及它們的烷基_、芳基_、烷氧基_、芳氧基_、烷基羧基_、芳基羧基_、鹵代_，以 及其他取代的衍生物，尤其優(yōu)選由己二酸二甲酯和己二酸二乙酯，獲得所述1-羧基-2-氧 代環(huán)烷烴。上述異氰酸酯可以是例如亞丙基二異氰酸酯、三亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基二 異氰酸酯、五亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、八亞甲基二異氰酸酯、3，3，4_三甲 基六亞甲基二異氰酸酯、1，3_環(huán)戊基二異氰酸酯、1，4_環(huán)己基二異氰酸酯、1，2_環(huán)己基二 異氰酸酯、1，3-亞苯基二異氰酸酯、1，4-亞苯基二異氰酸酯、2，5-甲代亞苯基二異氰酸酯、 2,6-甲代亞苯基二異氰酸酯、4，4'-亞聯(lián)苯基二異氰酸酯、1，5_亞萘基二異氰酸酯、1， 4_亞萘基二異氰酸酯、4，4' -二苯甲烷二異氰酸酯、2，4' -二苯甲烷二異氰酸酯、由苯胺、 甲醛和COCl2的反應(yīng)獲得的官能度>2的多核異氰酸酯、4，4' -二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、 2,4' -二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、三異氰酸壬酯、或由這些異氰酸 酯(例如脲二酮、異氰脲酸酯等)構(gòu)成的低聚物或聚合物。還可過量使用得自所述異氰酸酯，或可由與乙二醇、丙二醇、丁二醇、1，3_丙二醇、 己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、甘油、季戊四醇以及其它二醇、三醇、四醇、多羥基化合物 或者其它氨基醇、二胺、三胺和多胺的反應(yīng)獲得的尿烷或尿素。上述用于酰胺化的胺可以是脂族伯二胺諸如乙二胺、丙二胺、四亞甲基二胺、五亞 甲基二胺、六亞甲基二胺，環(huán)脂族二胺諸如4，4’ - 二氨基雙環(huán)己基甲烷或其它三胺，并且還可能使用仲胺。所述胺還可以是芳胺，諸如二氨基二苯甲烷、苯二胺、官能度> 2的多核芳 胺、甲苯二胺或相應(yīng)的衍生物。還可使用在分子中具有其它官能團(tuán)的胺，例如氨基醇諸如單 乙醇胺和/或單丙醇胺，或氨基酸諸如甘氨酸、氨基丙酸、氨基己酸或氨基苯甲酸、以及它 們的酯。還可將α -羧基-β -氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基直接摻入到組分Α)中。這可通過例 如使組分Α)中的樹脂與二異氰酸酯或多異氰酸酯以及至少一種羧基_氧代環(huán)烷烴的反 應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于組分C)，組合物可以包含水和/或一種或多種本領(lǐng)域已知的低揮發(fā)性的有機(jī) 溶劑例如丁醇、乙酸酯，所述水和/或有機(jī)溶劑的含量在0至95重量％，任選0. 1至40重 量％，優(yōu)選0至40重量％的范圍內(nèi)，所述重量百分比是按浸漬組合物的總重量計(jì)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)添加劑和助劑可用于該方法的浸漬組合物中，例如增 量劑、增塑組分、促進(jìn)劑，例如金屬鹽、取代的胺、穩(wěn)定劑、消泡劑和流量控制劑，還有催化 劑，例如鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、鈦酸甲酚酯及其聚合形式、二月桂酸二丁基錫。涂料組合物可以包含顏料和/或填料，例如基于Si02、A1203、TiO2, Cr2O3的顏料和 /或填料，例如著色無機(jī)顏料和/或有機(jī)顏料，諸如二氧化鈦或炭黑，以及效應(yīng)顏料，諸如金 屬薄片顏料和/或珠光顏料。常規(guī)添加劑和助劑以及顏料和/或填料可以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用量用于組 合物中，例如在0至40重量％，優(yōu)選0. 1至30重量％范圍內(nèi)，所述重量百分比是按浸漬組 合物的總重量計(jì)的。該涂層組合物此外還可包含單體和/或聚合形式的元素_有機(jī)化合物。聚合形式 的有機(jī)-元素化合物的實(shí)例包括例如DE-A 198 41 977中所述類型的無機(jī)-有機(jī)雜化聚合 物。單體形式的有機(jī)_元素化合物的實(shí)例包括原鈦酸酯和/或原鋯酸酯，諸如鈦酸壬酯和 鋯酸壬酯、鈦酸鯨蠟酯和鋯酸鯨蠟酯、鈦酸硬脂基酯和鋯酸硬脂基酯、鈦酸三乙醇胺酯和鋯 酸三乙醇胺酯、鈦酸二乙醇胺酯和鋯酸二乙醇胺酯、乙酰丙酮鈦酸酯和乙酰丙酮鋯酸酯、乙 酰乙酸酯鈦酸酯和乙酰乙酸酯鋯酸酯、鈦酸四異丙酯和鋯酸四異丙酯、鈦酸甲苯酯和鋯酸 甲苯酯、鈦酸四丁酯和鋯酸四丁酯以及四乳酸鈦，鉿和硅化合物例如四丁醇鉿和硅酸四乙 酯和/或各種有機(jī)硅樹脂。其他的此類聚合形式和/或單體形式的有機(jī)_元素化合物的含 量可為例如0至70重量％，所述重量百分比是按浸漬組合物的總重量計(jì)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的是，本發(fā)明的組合物可通過將獨(dú)立組分簡單混合在一起進(jìn) 行制備。例如，可通過將組分A)的樹脂與水混合來制備樹脂分散體。然后例如在攪拌下、 任選地在輸入熱量和分散劑下加入另外的組分以制備穩(wěn)定的分散體或溶液。還可制備樹脂 和有機(jī)溶劑的混合物。然后例如在攪拌下添加另外的組分。根據(jù)本發(fā)明方法的應(yīng)用可以如下方式進(jìn)行以浸沒浸漬方式在該方法中，將要浸漬的物體浸沒在浸漬樹脂內(nèi)一段時(shí)間(例 如通過初步測(cè)試確定的時(shí)間)，或者以連續(xù)方法使要浸漬的物體通過浸漬樹脂。以流涂方式在這種情況下，將要浸漬的物體置于浸漬容器中，之后在浸漬容器中 填充浸漬試劑以浸沒基板。以真空浸漬和真空壓力浸漬方式當(dāng)使用該方法時(shí)，首先將要浸漬的物體在真空 器皿中抽真空。一旦獲得所需的真空，將浸漬試劑從存儲(chǔ)容器中轉(zhuǎn)移到真空器皿，然后任選地用壓力將浸漬試劑施用到基板上。以滴流浸漬方式當(dāng)浸漬轉(zhuǎn)子時(shí)，優(yōu)選該方法。在這種情況下，物體并沒有浸沒在 浸漬試劑中，而是使用噴嘴將可聚合化合物施用到基板上?；蹇稍诶缡┯闷陂g旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的組合物可用于若干應(yīng)用領(lǐng)域。這些組合物尤其可用于固定卷繞物體，例 如卷繞基板，特別是諸如電氣器件(如轉(zhuǎn)子、定子或變壓器)中電磁線的卷繞線材，或電氣 部件中的卷繞金屬箔，或基于玻璃纖維、塑料纖維或塑料薄膜的卷繞基板，并且還可以用于 浸漬織物。
實(shí)施例實(shí)施例1現(xiàn)有技術(shù)的浸漬組合物的應(yīng)用使用如下可商購獲得的浸漬組合物實(shí)施例1. 1 :2K聚氨酯冷固化填充的澆灃樹脂(Voltatex CE12)實(shí)施例1. 2 :1K不飽和聚酯浸漬樹脂(Vol tatex 4012)實(shí)施例1. 1的材料以10 2的比例與可商購獲得的基于二苯甲烷二異氰酸酯 (MDI)的低聚物硬化劑混合。將混合物在室溫下固化24小時(shí)，然后在80°C下固化5小時(shí)。實(shí)施例1. 2的材料在150°C下固化1小時(shí)。實(shí)施例2本發(fā)明浸漬組合物的應(yīng)用將100份亞甲基二苯基二異氰酸酯的低聚衍生物和2-氧代-環(huán)戊基羧酸乙酯的 加合物與200份蓖麻油混合，然后將130份基于SiO2的無機(jī)填料分散到混合物中，然后加 入4份添加劑包和4份固化催化劑。該組合物在150°C下固化1小時(shí)。MM根據(jù)上述實(shí)施例中給出的固化參數(shù)，在鋁封蓋(5cm直徑)中將實(shí)施例1. 1、1. 2和 2的材料固化，制備了用于以下研究的樣品。通過研究從鋁封蓋上移除固化材料的能力來測(cè) 量對(duì)封蓋的粘附力。根據(jù)DIN EN IS0868來測(cè)量肖氏D-硬度；根據(jù)ISO 3521來測(cè)量收縮
Mo結(jié)果在表1中示出。表 權(quán)利要求
用浸漬組合物固定卷繞物體的方法，所述方法包括以下步驟a)通過施用組合物來浸漬所述卷繞物體，所述組合物包含(A)5至95重量％的至少一種具有親核基團(tuán)的樹脂，所述親核基團(tuán)選自O(shè)H、NHR、SH、羧酸酯基和CH 酸性基團(tuán)，(B)0至70重量％的至少一種包含酰胺基的樹脂，和(C)0至95重量％的至少一種有機(jī)溶劑和/或水，其中組分(A)和/或組分(B)的樹脂包含α 羧基 β 氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基，所述重量百分比是按涂料組合物的總重量計(jì)的，以及b)固化所施用的浸漬組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中施用組合物，該組合物包含(A)5至60重量％的至少一種具有親核基團(tuán)的樹脂，所述親核基團(tuán)選自0H、NHR、SH、羧 酸酯基和CH-酸性基團(tuán)，(B)1至50重量％的至少一種包含酰胺基的樹脂，和(C)0至40重量％的至少一種有機(jī)溶劑和/或水，其中組分(A)和/或組分(B)的樹脂包含α-羧基-β-氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基，所述 重量百分比是按所述涂料組合物的總重量計(jì)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其中通過浸沒浸漬、流涂、真空浸漬、真空壓力浸漬或滴 流浸漬來浸漬所述卷繞物體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的方法，其中通過與熱固化同時(shí)進(jìn)行或在熱固化之后進(jìn)行的高 能輻射來固化所述浸漬的卷繞物體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的方法，其中通過在施用之前或施用之后使電流通過所述卷繞 物體來產(chǎn)生高溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的方法，其中通過由電流或烘箱提供加熱來預(yù)熱所述卷繞物體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的方法，其中作為反應(yīng)稀釋劑的烯屬不飽和聚酯和烯屬不飽和 單體和/或具有縮合到分子中的酰亞胺、乙內(nèi)酰脲和苯并咪唑結(jié)構(gòu)的聚酯用作組分Α)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7的方法，其中包含加在末端位置的α-羧基氧代環(huán)烷基羧 酸酰胺基的樹脂用作組分B)。
9.用權(quán)利要求1至8的方法固定的卷繞物體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用浸漬組合物固定具有電氣設(shè)備線繞組的卷繞物體的方法，所述方法包括以下步驟a)通過施用組合物來浸漬所述卷繞物體，所述組合物包含(A)5至95重量％，優(yōu)選5至60重量％的至少一種具有親核基團(tuán)的樹脂，所述親核基團(tuán)選自O(shè)H、NHR、SH、羧酸酯基和CH-酸性基團(tuán)，(B)0至70重量％，任選1至50重量％的至少一種包含酰胺基的樹脂，和(C)0至95重量％，任選0.1至40重量％的至少一種有機(jī)溶劑和/或水，其中組分(A)和/或組分(B)的樹脂包含α-羧基-β-氧代環(huán)烷基羧酸酰胺基，所述重量百分比是按所述涂料組合物的總重量計(jì)的，和b)將所述施用的浸漬組合物固化。本發(fā)明的方法提供對(duì)卷繞物體的優(yōu)異粘合性以及優(yōu)異的收縮性和滲透性。
文檔編號(hào)C09D179/08GK101903482SQ200880121669
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者F-R·貝姆, M·赫爾姆 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司