DE1301243B - Verfahren zum Herstellen eines stabilisierten elektrischen Isolierpapiers - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines stabilisierten elektrischen Isolierpapiers

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DE1301243B
DE1301243B DEW34023A DEW0034023A DE1301243B DE 1301243 B DE1301243 B DE 1301243B DE W34023 A DEW34023 A DE W34023A DE W0034023 A DEW0034023 A DE W0034023A DE 1301243 B DE1301243 B DE 1301243B
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Description

  • Cellulosematerialien, wie z. B. Papier, Baumwollgewebe, Baumwollband, Preßplatten und Holz, werden schon lange für die verschiedensten Zwecke verwendet. So werden sie auch in der Elektroindustrie zur Isolierung der verschiedensten elektrischen Apparate eingesetzt. Diese Isolationsmaterialien sind insbesondere in ökonomischer Hinsicht günstig. Sie haben ferner auch im allgemeinen gute physikalische Eigenschaften und anfangs eine zufriedenstellende dielektrische Festigkeit.
  • Cellulosematerialien verschlechtern sich jedoch schnell bei Temperaturen über 100° C im Kontakt mit Luft und insbesondere in Gegenwart von flüssigen Dielektrika, beispielsweise in elektrischen Transformatoren verwendeten Ölen, wenn bei der stattfindenden Oxydation Säuren aus dem Öl erzeugt werden. Sowohl die physikalischen als auch die elektrischen Eigenschaften werden betroffen, und die Isolation verliert allmählich ihre guten isolierenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften.
  • Die elektrischen und physikalischen Eigenschaften von Cellulosematerialien, wie z. B. Papier, Baumwollgewebe, Baumwollband, Preßplatten und Holz, verschlechtern sich in erhöhtem Maße, wenn die Temperaturen auf über 100° C steigen, wenn sie der Luft ausgesetzt sind oder im Kontakt mit flüssigen Dielektrika stehen. So behält Papier, welches z. B. nur einige Wochen in hochraffiniertes Kohlenwasserstofföl bei 120 bis 150° C eingetaucht war, praktisch nichts mehr von seiner ursprünglichen Zerreißfestigkeit. Im allgemeinen kann eine Lage eines frischen elektrischen Kraftpapiers einige hundertmal gebogen werden, ohne zu brechen. Es bricht jedoch nach zweimaligem Falzen, wenn es 1 Woche in Transformatorenöl bei 150° C eingetaucht war.
  • In gleichem Maße wie die physikalischen Eigenschaften verschlechtern sich auch die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die Werte für die elektrische Isolation. Es ist deshalb stets empfohlen worden, für elektrische Apparate, welche Celluloseisolationen verwenden, nur kontinuierliche Arbeitstemperaturen bis zu 105° C zu wählen.
  • Aus der britischen Patentschrift 875 967 ist bekannt, zum Imprägnieren von Papier eine Mischung von einem wasserlöslichen Phenolharz und einem , wasserunlöslichen Phenolharz dispergiert in einem inerten und mit beiden Harzen verträglichen Lösungsmittel zu verwenden.
  • Es ist ferner bekannt, Cellulosematerialien durch bestimmte Verbindungen gegen thermische Zerstörung zu stabilisieren. Optimale Ergebnisse sind aber nur schwer erreichbar. So ist es schwierig, in Cellulosematerialien optimale Mengen eines zufriedenstellenden Stabilisators während eines normalen Herstellungsganges einzuarbeiten, beispielsweise in der Papiermaschine, ohne einen eigenen Arbeitsgang einschalten zu müssen. So kann z. B. eine Papierbahn mit dem in einem organischen Lösungsmittel gelösten Stabilisator imprägniert werden. Der Stabilisator kann aber auch unter abnormalen Bedingungen eingearbeitet werden. Ferner sind viele bekannte thermische Stabilisatoren nicht geeignet für die Verwendung in Isolationen elektrischer Apparate, besonders wenn diese in die üblichen Isolationsflüssigkeiten eintauchen.
  • Es wurde gefunden, daß die Temperaturbeständigkeit von Cellulosematerialien erhöht werden kann, wenn eine Mischung eingebaut wird .aus einer Verbindung mit relativ geringer Löslichkeit in Wasser und Öl und einer Verbindung, welche leichter löslich in Wasser und praktisch unlöslich in Öl ist.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines stabilisierten elektrischen Isolierpapiers auf Cellulosebasis, insbesondere für die Verwendung in elektrischen Apparaten, welche ein flüssiges Dielektrikum enthalten. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß 0,02 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Cellulosematerials, einer Mischung aus Melamin, welches relativ unlöslich in Wasser und öl ist, und Dicyandiamid, welches relativ leichter löslich in Wasser und praktisch unlöslich in Öl ist und welches bei erhöhter Temperatur in die erste Verbindung übergeht, gegebenenfalls zusammen mit geringen Mengen Polyacrylamid, in wäßriger Lösung oder in einer Alkohol-Wasser-Lösung in bekannter Weise in eine Cellulosebahn eingearbeitet wird.
  • So verbessern Mischungen von bestimmten Mengen Melamin, welches relativ unlöslich in Wasser und Öl ist, und Dicyandiamid, welches relativ leichter löslich in Wasser ist und praktisch unlöslich in Öl, nicht nur die Hitzebeständigkeit von Cellulosematerialien bei erhöhten Temperaturen, sondern sie verleihen dem Cellulosematerial zusätzlich auch noch bessere elektrisch isolierende Eigenschaften. Das Dicyandiamid geht bei den Verwendungstemperaturen in Melamin über.
  • Es war überraschend, daß die erfindungsgemäßen Stabilisierungsmittel, beispielsweise eine Mischung von bestimmten Mengen Melamin und Dicyandiamid, welche die Cellulösefasern vollständig imprägnieren und sich auch gleichmäßig verteilen, nicht nur die thermische Stabilität der Cellulosematerialien sehr verbessern, sondern der Isolation auch gleichzeitig verbesserte elektrische Eigenschaften verleihen. Diese Eigenschaften werden offensichtlich bei normalen und erschwerten Arbeitsbedingungen. Sie werden nicht nur in Gegenwart von flüssigen Dielektrika, sondern auch in hohem Grade erhalten, wenn die Isolation in Luft oder anderen ziemlich inerten Gasen, wie z. B. Stickstoff, fluorierten Kohlenwasserstoffen oder Schwefelhexafluorid, verwendet wird.
  • Erfindungsgemäß können elektrische Isolationen mit einer Mischung von Melamin und Dicyandiamid in wässeriger Lösung bei ungefähr 50° C versehen werden. Das stabilisierte Cellulosematerial zeichnet sich durch verbesserte thermische Stabilität und hervorragende elektrische Eigenschaften aus.
  • Der Stabilisator in der elektrischen Isolation kann erfindungsgemäß aus bestimmten Mengen von umkristallisiertem Melamin und Dicyandiamid bestehen. Die mit der stabilisierten elektrischen Isolation versehenen Apparate besitzen sehr verbesserte Leistungsfähigkeit und Lebensdauer.
  • Die Erfindung wird durch die Zeichnungen im einzelnen näher erläutert.
  • F i g. 1 ist eine graphische Darstellung, in welcher die Mullens Berstfestigkeit gegen die Alterung, gemessen in Tagen, von stabilisiertem (Kurven B und C) und nichtstabilisiertem (Kurve A) Kraftpapier in Transformatorenöl bei 150° C aufgetragen ist. (Weitere Angaben siehe bei den Beispielen.) F i g. 2 ist eine graphische Darstellung der verbliebenen dielektrischen Festigkeit von stabilisiertem und nichtstabilisiertem Kraftpapier, gealtert in Transformatorenöl bei 150° C. Die Kurve D gilt für unbehandeltes Kraftpapier und die Kurve E für Kraftpapier, dem erfindungsgemäß Melamin und Dicyandiamid zugesetzt wurden.
  • F i g. 3 ist eine graphische Darstellung für den Dickenverlust von Preßplatten, welche mehrere Tage in Transformatorenöl von 150° C eingetaucht wurden. Die Kurve F gilt auch für unbehandelte Preßplatten und die Kurve G für Preßplatten, denen erfindungsgemäß Melamin und Dicyandiamid zugesetzt wurden.
  • Erfindungsgemäß werden 0,5 bis 5 Gewichtsprozent Melamin und Dicyandiamid in den Zwischenräumen der Isolation gleichmäßig verteilt. Durch den erfindungsgemäßen Zusatz wird die Zeit des Verweilens erhöht, wobei die dielektrische Festigkeit, die elektrisch isolierenden Eigenschaften und die mechanische Festigkeit der Celluloseisolation bei erhöhter Temperatur sowohl in Gasen als auch in einem flüssigen Dielektrikum erhalten bleiben bzw. verbessert werden. Sowohl technisches als auch umkristallisiertes Melamin ergeben gute Ergebnisse. Die Mengen der verwendeten Verbindungen sind relativ gering. Sie verleihen aber bereits der Celluloseisolation sehr verbesserte physikalische und elektrische Eigenschaften. Der synergistische Effekt einer Melamin-Dicyandiamid-Mischung in der Celluloseisolation wird erfindungsgemäß noch weiter erhöht durch die Gegenwart von geringen Mengen Polyacrylamid, beispielsweise ungefähr 0,1 bis l %, bezogen auf das Gewicht der Celluloseisolation. Es können beispielsweise 1 bis 4 Teile Melamin, 5 bis 1 Teil Dicyandiamid und 0,1 bis 1 Teil Polyacrylamid zugegen sein.
  • Es war überraschend, daß die dielektrische Festigkeit von Papier öder anderen Cellulosematerialien, beispielsweise auch gelatinierte Cellulose oder sogenannte vulkanisierte Hartfasern, die mit den erfindungsgemäßen Stabilisierungsmitteln behandelt wurden und in Kohlenwasserstofföl oder chloriertes Diphenyl eingetaucht wurden, nicht nur höher lag als bei dem gleichen unbehandelten Papier, sondern auch die Temperaturbeständigkeit anstieg. Die dielektrische Festigkeit erreichte einen Spitzenwert bei einer Temperatur von 125 bis 1.50° C oder noch höher, wogegen unbehandeltes Papier bereits bei 25 bis 50° C unter dem Spitzenwert der dielektrischen Festigkeit von behandeltem Papier anfing, seine dielektrische Festigkeit zu verlieren. Dies gilt insbesondere für dickere Isolationen von 0,4 mm Dicke und darüber.
  • Der Leistungsfaktor von dielektrischen Flüssigkeiten, welche die eingetauchte behandelte Celluloseisolation enthalten, ist geringer als der einer ähnlichen dielektrischen Flüssigkeit im Kontakt mit einer unbehandelten Celluloseisolation. Dies gilt über einen weiten Temperaturbereich. Ferner kommen Reduktionsmittel vor, wenn die dielektrische Flüssigkeit ein Öl ist, welches Oxydationsinhibitoren enthält, wie z. B. alkylierte Phenole, z. B. p-tert. Butylphenol und Dibutyl-p-kresol in Mengen von 0,01 bis 4 0/0 oder mehr. Das behandelte Papier scheint gerade in Gegenwart von solchen Inhibitoren günstig beeinflußt zu werden. Eine synergistische zusammenwirkende Verbesserung erfolgt, wenn das behandelte Kraftpapier sowohl Melamin als auch Dicyandiamid enthält.
  • So war der Leistungsfaktor eines gereinigten, nicht inhibierten Kohlenwasserstofföls mit eingetauchtem Kraftpapier ursprünglich 0,08% und die Farbe »l« gemäß der Lovibondskala. Nach einem Jahr bei 95° C war der Leistungsfaktor 0,29% und die Farbe »5-I-«. Wenn das Öl inhibiert war und das Kraftpapier unbehandelt, so war der Leistungsfaktor 0,36% und die Farbe »5-« nach einem Jahr bei 95° C. Die verbliebene Berstfestigkeit des Papiers war im wesentlichen Null.
  • Bei Kraftpapier, das gemäß der Erfindung eine Gesamtmenge von 30/Q Melamin, Dicyandiamid und Polyacrylamid enthält, war die Farbe ungefähr »3,5« und der Leistungsfaktor 0,07 nach einem Jahr bei 95° C. Die verbliebene Berstfestigkeit war 94,10/0.
  • Ähnliche gute Ergebnisse wurden erhalten, wenn das flüssige Dielektrikum einen halogenierten Kohlenwasserstoff, wie z. B. chloriertes Diphenyl oder Mischungen von chloriertem Diphenyl und chloriertem Benzol oder in den Seitenketten chloriertes Benzol enthält. Chloriertes Diphenyl mit 50 bis 60 Gewichtsprozent Chlor kann mit Äthyltetrachlorbenzol und Äthylpentachlorbenzol vermischt werden.
  • Besondere Vorteile werden erreicht, wenn der Stabilisator - eine Mischung aus Melamin, Dicyandiamid und Polyacrylamid - in der Celluloseisolation in einer Gesamtmenge von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht an Celullosematerial, zugegen ist. Obgleich auch bereits bei einem Zusatz von 0,02 % ein Effekt erreicht wird, werden doch meist etwa 0,5 % eingesetzt. Es können auch bis zu 10% zugegen sein. Der Vorteil ist aber nur unbedeutend größer als mit einem Zusatz von 5%. Ein Zusatz von mehr als 10% ist unwirtschaftlich, und es wird auch keine weitere Verbesserung erreicht. Weiter werden die physikalischen Eigenschaften von Papier beeinträchtigt. Es werden so vor allem 0,5 bis 5 Gewichtsprozent der Melamin-Dicyandiamid-Mischung verwendet. Diese Mengen verbessern die elektrischen Isoliereigenschaften und die thermische Stabilität von Celluloseisolationen ganz beträchtlich. Wünschenswert ist noch die Gegenwart von geringen Mengen Polyacrylamid.
  • Ferner sollen die stabilisierenden Verbindungen in wesentlich gleicher Verteilung und überall gleichmäßig zugegen sein, um eine Celluloseisolation mit optimalen Wirkungen zu erhalten. Diese Forderung ist leicht zu erfüllen, weil die stabilisierenden Verbindungen der Erfindung in Wasser oder Wasser-Alkohol-Mischungen genügend löslich sind und hinreichend unlöslich in Öl. Um die guten dielektrischen Eigenschaften und die hohe mechanische Festigkeit zu erhalten, ist es erforderlich, daß die stabilisierenden Verbindungen überall in den Cellulosefasern gleichmäßig verteilt sind. Diese Vorteile werden auch erreicht, wenn die Isolation in ein flüssiges Dielektrikum, wie z. B. Öl, eintaucht. Wenn beispielsweise die stabilisierenden Materialien in dem Dielektrikum nur suspendiert sind, verstreicht ein großer Zeitraum, bevor die Stabilisatoren die Celluloseisolation durchdringen und richtig wirksam werden können. In einigen Fällen erreichen sie nicht die optimale Höhe, die durch eine vollständige Imprägnierung der Fasern erreicht werden kann.
  • Weil sowohl Melamin als auch Dicyandiamid in Wasser-Alkohol-Mischungen genügend löslich sind, werden sie mit Vorteil darin gelöst angewendet, um die Celluloseisolation während der Herstellung vollständig zu durchdringen. Bei einer Papier- oder Preßplattenisolation kann die Einarbeitung der Verbindungen schnell in der Papiermühle erfolgen. Papier wird im allgemeinen entweder m einer Föurdrinier-Maschine oder in einer Rundsiebpappenmaschine hergestellt. Bei beiden Verfahren wird die gebildete endlose Bahn von verfilzten Cellulosefasern von den Sieben auf ein Filzband zum Trocknen weitergeleitet. Die endlose Bahn wird dann durch einen Trockner geleitet, welcher mehrere dampfbeheizte Walzen enthält. Hernach wird sie, falls gewünscht, zwischen Kalanderwalzen geleitet, um ihr eine besondere Oberflächenausrüstung oder Dichte zu verleihen, und endlich wird sie für Lagerung und Versand aufgerollt. Im allgemeinen ist der Trockner aufgeteilt, so daß die endlose Papierbahn im ersten Teil teilweise und im zweiten Teil ganz getrocknet wird. Zwischen den zwei geheizten Walzen ist die sogenannte »Leimpresse« angeordnet.
  • Erfindungsgemäß werden die stabilisierenden Verbindungen in wäßriger Lösung eingesetzt. Diese wird mittels der konventionellen Leimpresse zugegeben. Das teilweise getrocknete Papier, mit einem Wassergehalt von etwa 50 Gewichtsprozent, wird durch die wässerige Lösung von Melamin und Dicyandiamid geleitet. Durch geeignetes Einstellen der Konzentration und der Temperatur der Lösung absorbiert das Papier eine bestimmte Menge der Lösung, welche die stabilisierenden Verbindungen enthält. Nach dieser Behandlung passiert das Papier den zweiten Teil des Trockners. Die Temperatur der Trockenwalzen wird so gewählt, daß man einen genügenden Trocknungsgrad erreicht und die Verbindungen feinverteilt in den Zwischenräumen vorliegen. Das Verfahren kann sowohl in der Fourdrinier- als auch in der Rundsiebpappenmaschine durchgeführt werden.
  • Es ist zu beachten, daß die Wasserlöslichkeit von Melamin begrenzt ist. So enthält bei ungefähr 25° C eine gesättigte Lösung nur ungefähr 0,5 Gewichtsprozent Melamin. Bei ungefähr 75°C werden ungefähr 2,5 Gewichtsprozent Melamin gelöst, und bei ungefähr 90° C sind ungefähr 5,5 Gewichtsprozent Melamin in Lösung. Deshalb werden auch zufriedenstellende Ergebnisse erhalten, wenn die Imprägnierung des Papiers bei Raumtemperatur durchgeführt wird. Stark erhöhte Aufnahmen der Verbindungen im besonderen von Melamin werden bei Temperaturen von 50 bis 90°C und etwas höher erhalten. Die obigen Ausführungen beziehen sich auf die Löslichkeit von technischem Melamin. Umkristallisiertes Melamin scheint in Wasser leichter löslich zu sein. Es sind deshalb niedrigere Temperaturen anwendbar. Dicyandiamid jedoch ist in Wasser in hohem Grade löslich und kann deshalb in der wirklich gewünschten Konzentration zugegen sein.
  • Ferner ist zu beachten, daß Kraftpapier, wie bereits früher dargelegt, zur Zeit des Imprägnierens 50 bis 60 01!o Wasser enthält. Es ist also ein Verdünnungsmittel enthalten. Das Papier absorbiert in Wirklichkeit nur ungefähr 50 bis 60 Gewichtsprozent der Menge von Melamin und Dicyandiamid, welche in Lösung ist. Jedoch sind, wie oben ausgeführt ist, die Chemikalien innig verteilt in den Faserzwischenräumen nach der Absorptionsbehandlung. Es wird angenommen, daß beim Imprägnieren von trockenem Papier, Gewebe od. dgl. die Menge der absorbierten Verbindungen ihrer Konzentration in der wässerigen Lösung entspricht.
  • Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert.
  • In jedem Beispiel wurden 1,75 Gewichtsprozent Dicyandiamid und ungefähr 0,9 Gewichtsprozent Melamin zu Kraftpapier während der Herstellung hinzugefügt. Das Papier war 0,25 mm dick und hatte eine Dichte von annähernd 1. Gestanzte Muster wurden zum Vergleich hergestellt. Jedes der Papiermuster wurde mit lackiertem Draht zu einer Spule gewickelt und in einen Behälter, der mit Transformatorenöl gefüllt war, getaucht. Es wurde genügend Strom durch die Spule geleitet, um eine Temperatur von 140° C zu erzeugen. Die Spule wurde nach 7 Tagen entfernt, und an jedem Muster wurde eine Mullens Berstfestigkeitsprüfung an dem gealterten Papier durchgeführt.
  • In Tabelle I sind die Werte der verbliebenen Mullens Berstfestigkeit angegeben.
    Tabelle I
    Anzahl der Lagen der Isolation zwischen den Äußere Spule Innere Spule
    Wicklungen auf der Innenseite der Spule unstabilisiertes ' stabilisiertes unstabilisiertes stabilisiertes
    Kraftpapier Kraftpapier Kraftpapier I Kraftpapier
    f
    1 bis 2 11,5 77,0 3,70 j 75,0
    2 bis 3 11,3 75,0 28,6 [ 69,5
    3 bis 4 14,0 68,0 36,2 76,0
    4 bis 5 19,7 63,5 34,4 77,0
    5 bis 6 22,8 55,5 36,5 73,5
    6 bis 7 28,4 62,5 39,5 74,0
    7 bis 8 32,0 59,0 43,4 70,0
    8 bis 9 43,4 53,5 40;4 l 67,0
    9 bis 10 37,2 56,0 42,0 77,0
    10 bis 11 41,5 71,5 46,0 j 82,0
    11 bis 12 47,0 61,0 54,0 82,0
    Außenseite der Spule
    12 bis 13 - 82,0 - -
    Durchschnittswert für die verbliebene Mullens
    Berstfestigkeit in % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 65,4 39,9 74,8
    Aus den obigen physikalischen Daten ist ersichtlich, daß Kraftpapier, welches kein stabilisierendes Mittel enthält, nur 28,1% der ursprünglichen Berstfestigkeit behält. Mit dem erfindungsgemäßen Stabilisator behandeltes Kraftpapier behält dagegen bei der Alterung mindestens 65,41/o der ursprünglichen Berstfestigkeit.
  • In F i g. 1 sind graphisch die Ergebnisse der Alterungsteste aufgetragen, die mit beschleunigten Systemen erhalten wurden. In Kurve A ist die Festigkeit aufgetragen, welche einem 0,25 mm dicken Papier, wie es z. B. in Transformatorenisolationen verwendet wird, verblieb gegen die Alterung in Tagen bei 150° C in Transformatorenöl. Die Kurve A gilt für unstabilisiertes Kraftpapier. Aus der Kurve A ist ersichtlich, daß die Mullens Berstfestigkeit schnell, und zwar nach nur 11 Tagen Lagerung, auf 8 0/0 ihrer ursprünglichen Festigkeit absinkt. Nach dieser relativ kurzen Alterung war das Papier so spröde, daß es nicht gebogen werden konnte, ohne zu brechen und zu springen.
  • Aus Kurve B sind die Vorteile ersichtlich, die durch Einarbeitung der erfindungsgemäßen Stabilisatoren erreicht wurden. Die Kurve B zeigt die Alterungsfestigkeit von Kraftpapier, welches durch Zugabe von 3 Gewichtsprozent einer stabilisierenden Verbindung gemäß der Erfindung in Lösung bei ungefähr 25° C stabilisiert wurde. Der Stabilisator enthält- 1,0 Gewichtsprozent Dicyandiamid, 1,0 Gewichtsprozent Melamin und 1,0 Gewichtsprozent Polyacrylamid. Nach 30 Tagen Alterung bei einer Temperatur von 150° C hatte das Papier nur mehr 35 % der ursprünglichen Mullens Berstfestigkeit.
  • Kurve C zeigt die Alterungsbeständigkeit von Kraftpapier, welches 1,0 Gewichtsprozent umkristallisiertes Melamin, 2,0 Gewichtsprozent Dicyandiamid und 0,1.7 Gewichtsprozent Polyacrylamid enthält. Die stabilisierenden Verbindungen wurden aus einer wässerigen Lösung bei ungefähr 60° C absorbiert. Überraschenderweise hatten die Muster noch nach 30 Tagen Alterung etwa 74% der ursprünglichen Berstfestigkeit. Wenn wirklich technisches Melamin einen Reinheitsgrad von 99,9 % besitzt, so steht das Entfernen von weniger als 0,1% Verunreinigungen in keinem Verhältnis zu der großen Verbesserung der verbliebenen Festigkeit von Kraftpapier, die durch Zugabe von in Wasser umkristallisiertem Melamin erreicht wurde. Vielmehr trägt die höhere Imprägnierungstemperatur viel dazu bei, um eine bessere Verteilung der stabilisierenden Verbindungen in den Zwischenräumen des Papiers zu erhalten. Erfindungsgemäß erfolgt deshalb das Imprägnieren des Cellulosematerials vor allem aus heißen Lösungen bei 50° C und höher.
  • Der synergistische Effekt der erfindungsgemäßen Mischungen von stabilisierenden Verbindungen wird noch besser ersichtlich durch folgende Testergebnisse. Die für den Test benutzten kleinen Transformatoren enthielten Spulen aus Magnetdraht, Magnetstahl und eine Papierisolation. Alles tauchte in Öl ein. Das behandelte und unbehandelte Kraftpapier wurde analog den Mustern in Tabelle I getestet. Das Papier enthielt jeweils 3 Gewichtsprozent des Stabilisators. Die Muster wurden 7 Tage der Einwirkung von Transformatorenöl bei 140° C unterworfen. Das Papier wurde dann entfernt und getestet. In Tabelle II ist die verbliebene Berstfestigkeit in Prozent angegeben. Jeder Wert entspricht einem Durchschnittswert von wenigstens fünf Mustern.
    Tabelle II
    Muster Verbliebene
    Berstfestigkeit
    Gestanztes unbehandeltes
    Kraftpapier .................. 38,9
    -1-3% Dicyandiamid . . . . . . . . . . . . 76,7
    -f- 3 a/o Melamin . . . . . . . . . . . . . . . . . 84,0
    -f-1 Teil Melamin, 2 Teile Dicyan-
    diamid, 0,1 Teil Polyacrylamid -
    insgesamt 30/0 ................ 94,4
    Diesen Daten ist zu entnehmen, daß Papier, welches mit Melamin, Dicyandiamid und einer geringen Menge Polyacrylamid behandelt wurde, eine sehr verbesserte thermische Stabilität besitzt gegenüber Papier, welches nur mit einer gleichen Menge der einzelnen Komponenten der Mischung behandelt wurde.
  • Es wurden ferner Teste durchgeführt von der dielektrischen Festigkeit von Papier, welches mit Melamin und Dicyandiamid behandelt war. In F i g. 2 sind die Werte hierfür aufgetragen. Man sieht, daß die gemäß der Erfindung behandelten Kraftpapiere mit steigenden Temperaturen sehr verbesserte dielektrische Festigkeit behalten im Vergleich zu unbehandeltem Kraftpapier.
  • Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Isolation wird vorwiegend für elektrische Geräte verwendet. Sie hat sich insbesondere im Transformatorenbau gut bewährt sowie für papierisolierte Kabel.
  • Durch die neue, behandelte Isolation gemäß der Erfindung ist die Transformatorkonstruktion fester und undurchdringlicher, weil die behandelten Cellulosezwischenräume und andere Teile bei der thermischen Alterung weniger als den halben Dickenverlust erleiden als unbehandelte Preßplatten, Kraftpapier und andere Cellulosematerialien. Der tatsächliche Preßplattendickenverlust ist aufgezeichnet in F i g. 6.
  • Es wurde ferner gefunden, daß noch andere Eigenschaften des Papiers, z. B. die Zugfestigkeit und Wasserbeständigkeit, durch Einarbeiten von gewissen Harzen in das Papier bei der Herstellung der Pülpe verbessert werden können. Die Harze können in feinverteilter oder emulgierter Form im Holländer eingeführt werden, oder sie können später, gelöst in einem organischen Lösungsmittel, zugegeben werden. Es wurde gefunden, daß geringe Mengen - bis zu mehreren Prozent Harz - beispielsweise Phenol-, Epoxy-, Acryl- oder Diallylphthalatharze mit den stabilisierenden Verbindungen verträglich sind und die mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften, insbesondere die Stabilität in dem fertigen Produkt noch weiter erhöhen.

Claims (6)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines stabilisierten elektrischen Isolierpapiers auf Cellulosebasis, insbesondere für die Verwendung von elektrischen Apparaten, welche ein flüssiges Dielektrikum enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß 0,02 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Cellulosematerials, einer Mischung aus Melamin, welches relativ unlöslich in Wasser und Öl ist, und Dicyandiamid, welches relativ leichter löslich in Wasser und praktisch unlöslich in Öl ist und welches bei erhöhter Temperatur in die erste Verbindung übergeht, gegebenenfalls zusammen mit geringen Mengen Polyacrylamid, in wässeriger Lösung oder in einer Alkohol-Wasser-Lösung in bekannter Weise in eine Cellulosebahn eingearbeitet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1 bis 1 Gewichtsprozent Polyacrylamid neben 0,5 bis 5 Gewichtsprozent einer Mischung aus Melamin und Dicyandiamid, jeweils bezogen auf das Gewicht des Cellulosematerials, eingearbeitet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von 1 bis 4 Teilen Melamin, 5 bis 1 Teil Dicyandiamid und 0,1 bis 1 Teil Polyacrylamid eingearbeitet wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß technisches Melamin verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß umkristallisiertes Melamin verwendet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Cellulosebahn mit der in etwa 50c C heißen wässerigen Lösung der Stabilisatormischung imprägniert wird.
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