DE1465258A1 - Process for making better electrical insulators from hard paper bonded with epoxy resin - Google Patents

Description

B e s c h r e i b u n g Verfahren zur Herstellung von besseren elektrischen Isolatoron aus mit Epoxyharz abgebundenem Hartpapier.B e s c h r e i n g Process for the production of better electrical Insulator made of hard paper bonded with epoxy resin.

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Isolatoren aus mit Epoxyharz abgebundenem Hartpapier und insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, elektrische Wanddurchführungsisolatoren aus aufgewickeltem rapier, in welchem die Wicklungen mit einem Epoxyharzklebstoff aneinander gebunden sind, und in welchen elektrisch leitende Einlagen zum Zweck einer Spannungsabstufung enthalten sein können. The present invention relates to electrical insulators made from Epoxy resin bonded hard paper and especially, though not exclusively, electrical wall bushing insulators made of coiled rapier, in which the Windings are bonded to each other with an epoxy resin adhesive, and in which electrically conductive inserts can be included for the purpose of a voltage gradation.

Bez-Uglich einer erfindungsgemäßen Durchführungsweise umfaßt die Herstellung eines rohrförmigen elektrischen Isolators aus mit Epoxyharz abgebundenem Hartpapier, beispielsweise eines Einführungsisolators, die Herstellung des Isolators durch Aufschichtung von übereinander liegenden Schichten oder Wicklungen der Papierfolie, welche mit einer Epoxyharzabbindezubereitung überzogen ist, deren Molekularstruktur eine solche ist, daß das Harz der Abbindezubereitung während der Herstellung des Durchführungsisolators lediglich bis zu einer geringfügigen Tiefe in die Papierfolie eindringt, so daß die Papierfolie in einer größeren Tiefe entlang ihrer Dicke von Harz frei bleibt. Anschließend erfolgt die Aushärtung des Harzes der Abbindezubereitung, damit die nebeneinander liegenden Schichten oder Wicklungen der Papierfolie aneinander gebunden werden. Regarding a mode of implementation according to the invention includes Manufacture of a tubular electrical insulator from bonded with epoxy resin Hard paper, for example a lead-in insulator, is used in the manufacture of Insulator by stacking layers or windings one on top of the other the paper film, which is coated with an epoxy resin setting preparation, their Molecular structure is such that the resin of the setting preparation during the Manufacture of the bushing insulator only to a small depth penetrates into the paper film, so that the paper film along at a greater depth its thickness remains free of resin. The resin is then hardened the setting preparation, so that the adjacent layers or windings the paper foil are bound together.

Bei den bekannten Ausführungen von mit Epoxyharz abgebundenen Papierisolatoren durchdringt das flüssige Harz jede Schicht Papier vollständig, so daß die Isolierung vor dem Aushärten vollständig mit Harz imprägniert ist. In the known designs of paper insulators bonded with epoxy resin the liquid resin completely penetrates each layer of paper, making the insulation is completely impregnated with resin before curing.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Befund, daß bei Vermeidung einer vollständigen Durchdringung des Papiers durch das flüssige Harz der nicht-imprägnierte Teil jeder Papierschicht ein bestimmtes Federungsvermögen beibehält, das auf die mit trockener Luft gefüllten Poren zurückzuführen ist und eine solche Stärke aufweist, daß dadurch die selbst bei einem dünnen Harzklebstoftüberzug während der Härtung auftretenden chemischen und thermischen Kontraktionen ausgeglichen werden. Ist das Papier jedoch vor dem Aushärten vollständig mit Harz imprägniert, dann verfällt diese natürliche"Eigenschaft"und die Isolierung neigt zur Bildung-von Rissen während oder nach dem Aushärten. Erfindungsgemäß wird die Lehre vermittelt, daß es wünschenswert ist, das Papier keineswegs vollständig mit Harz zu imprägnieren, sondern nicht mehr Harz auf das Papier aufzutragen, als dies für die Erhaltung eines gleichmäßigen Abbindens notwendig ist, und daß ein Harzabbindematerial verwendet werden soll, welches das Papier nicht vollständig zu durchdringen vermag. The present invention is based on the finding that if avoided a complete penetration of the paper by the liquid resin of the non-impregnated Part of each paper layer retains a certain resilience that affects the is due to pores filled with dry air and has such a thickness, that even with a thin resin adhesive coating during curing occurring chemical and thermal contractions are compensated. Is this However, paper completely impregnated with resin before curing, then expires this natural "property" and the insulation tends to form cracks during or after hardening. According to the invention, the teaching is conveyed that it is desirable is not to completely impregnate the paper with resin, but no more Apply resin to the paper as this is necessary for maintaining a uniform Setting is necessary and that a resin setting material should be used which cannot completely penetrate the paper.

BezUglich einer erfindungsgemäßen Durchführungsweise umfaßt das Verfahren zur Herstellung von Isolatoren das Beschiohten einer glatten und porösen Papierfolie, welche etwa in Bandform vorliegen kann, auf nur einen Seite mit einem Klebstoffüberzug einer Abbindungszabereitung, in welcher ein flüssiges Epoxyharz mit einem flüssigen Härter vermischt ist, wobei das flüssige Gemisch eine solche Molekularstruktur aufweist, daß es nur wenig in die Tiefe der Papierfolie eindringt, und daß die Papierfolie in ihrer weiteren Tiefendicke von Harz frei bleibt. AnschlieBend wird der Klebstoffüberzug ohne Härtung des Harzes getrocknet, und das beschichtete Papier unter Einfluß von Hitze und Druck in rohrförmiges Hartpapier übergeführt, wobei sich das Harz des Uberzugs noch in ungehärtetem oder partiell gehärtetem Zustand befindet. Durch weiteres Erhitzen der aufgewickelten Form erfolgt die vollständige Aushärtung des Klebstofies, ohne daß das Harz im wesentlichen tiefer entlang der Dicke in die Papierschichten der Aufwicklung eindringt. Elektrisch leitende Einlagen, beispielsweise in Form von Metallblättern, können während des Aufwickelns zwischen ausgewählten benachbarten Wicklungen der aufgewickelten Form eingefügt werden, damit die Eapazitanzs-Schichten der Spannungeabstufung gebildet werden. With regard to a mode of implementation according to the invention, the method comprises for the production of insulators the coating of a smooth and porous paper foil, which can be in the form of a tape, with an adhesive coating on only one side a setting preparation in which a liquid epoxy resin with a liquid Is mixed hardener, wherein the liquid mixture has such a molecular structure, that it penetrates only a little into the depth of the paper foil, and that the paper foil remains free of resin in its further depth. The adhesive coating is then applied dried without hardening of the resin, and the coated paper under the influence of Heat and pressure transferred into tubular hard paper, whereby the resin of the Coating is still in the uncured or partially cured state. By further When the wound shape is heated, the adhesive completely cures, without the resin being substantially deeper along the thickness into the paper layers the Winding penetrates. Electrically conductive deposits, for example in the form of metal sheets, can be selected between during winding adjacent windings of the coiled shape are inserted so that the capacitance layers the voltage gradation are formed.

Die Abbindungazubereitung kann das betreffende Epoxyharz in Lösung, vermischt mit einem flüssigen Härter, aufweisen, wobei die Struktur des größten Teiles der Epoxyharzmolekeln in der Lösung vor der Vermischung g mit dem Härter eine solche ist, daß das Harz nur bis zu einer sehr geringfügigen Tiefe in die Oberfläche des Papiers eindringen kann, wenn die Epoxyharzlösung allein und ohne mit dem Härter vermischt zu sein, auf das Papier aufgebracht werden würde. The setting preparation can be the epoxy resin in question in solution, mixed with a liquid hardener, having the structure of the largest Part of the epoxy resin molecules in the solution before mixing it with the hardener one such is that the resin only penetrates a very slight depth into the surface The paper can penetrate if the epoxy resin solution is used alone and without the hardener to be mixed would be applied to the paper.

Entsprechend einer erfindungsgemäßen Durchführungsweise weist die Epoxyharz-Abbindungszubereitung ein Gemisch einer Polyepoxydzubereitung und eines Härters auf, wobei die Polyepoxydzubereitung durch Reaktion eines Polyepoxyds, das im Durchschnitt pro Molekul mehr als eine endständige Epoxydgruppe aufweist, mit einer ungenügenden Menge eines carbocyclischen Diamins hinsichtlich der Erhaltung eines Reaktionsproduktes gebildet wurde, das entweder bei Raumtemperatur oder bei einer leicht höheren Temperatur unmittelbar aushärten kann. Dieses carbocyclische Diamin enthält zwei isolierte carbocyclische Reste, welche miteinander über einen kurzkettigen zweiwertigen brückenartigen Rest miteinander verbunden sind, wobei jeder oarbocyclische Rest eine Aminogruppe und das Diamin mindestens drei an Stickstoffatome gebundene aktive Wasserstoffatome enthält. According to an implementation method according to the invention, the Epoxy resin setting preparation a mixture of a polyepoxy preparation and one Hardener on, the polyepoxide preparation by reaction of a polyepoxide, the has on average more than one terminal epoxy group per molecule, with an insufficient amount of a carbocyclic diamine for preservation a reaction product was formed either at room temperature or at can cure immediately at a slightly higher temperature. This carbocyclic Contains diamine two isolated carbocyclic residues which are linked to each other are connected to one another via a short-chain divalent bridge-like residue, each carbocyclic radical having one amino group and the diamine at least three contains active hydrogen atoms bound to nitrogen atoms.

Die bei der Umsetzung mit dem carbocyclischen Diamin benutzten Polyepoxyde können Polyglycidaläther von Diphenolpropan sein. The polyepoxides used in the reaction with the carbocyclic diamine can be polyglycidal ethers of diphenolpropane.

Beispiele von earbocyclischen Diaminen, welche verwendet werden können, sind p, p'-Diaminodiphenylmethan, Diaminodicyclohexylamin und Diaminodiphenylsulfon. Die carbocyclischen Reste können aromatisch oder cycloaliphatisch sein, und der kurzkettige zweiwertige brückenartige Rest kann beispielsweise -(CH2)n-, -NH-, -O-, -S-oder-S02-sein. Examples of earbocyclic diamines which can be used are p, p'-diaminodiphenylmethane, diaminodicyclohexylamine and diaminodiphenylsulfone. The carbocyclic radicals can be aromatic or cycloaliphatic, and the short-chain divalent bridge-like radical can for example - (CH2) n-, -NH-, -O-, -S-or-S02-be.

Wird, allgemein gesehen, eine Menge von weniger als 50/Ó bezügli¢h. der stöchiometrisch äquivalenten Menge des carbocyclischen Diamins mit einem Polyepoxyd umgesetzt, dann vermag das Reaktionsprodukt nicht unmittelbar auszuhärten. Die genaue Begrenzungsmenge hängt bis zu einem gewissen Grad von der Funktionalität der Reaktionsteilnehmer ab. Amine und Polyepoxyde mit einer stärkeren Funktionalität als zwei neigen zur Bildung eines Reaktionsproduktes mit einem stärkeren Vernetzungsgrad. In diesen Fällen kann die Begrenzungsmenge etwas weniger als 50 % betragen, Nützliche Polyepoxydzubereitungen konnten durch Verwendung einer Menge des carbocyclischen Diamins zwischen 30 und 45 o der stöchiometrisch äquivalenten Menge erhalten werden, welche erforderlich ist, damit eine Reaktion mit sämtlichen Epoxydgruppen des Polyepoxyds stattfindet, Die gemäß den obigen Reaktionen erhaltenen Polyepoxydzubereitungen sind entweder in geschmolzenem oder in gelöstem Zustand thermisch staoil. Durch Zugabe von gewöhnlichen Härtern für Epoxydharze, sei es der katalytischen oder Additionsart, lzönnen sie jedoch ohne weiteres ausgehärtet werden. Eine einfache Weise zur Aushärtung der Zubereitungen ist die Zugabe einer weiteren Menge des carbocyclischen Diamins, das in der harzartigen Zubereitung zur Umsetzung kam, Die erforderliche Menge ist gewöhnlich geringer als aie zur Aushärtung des ursprünglichen Polyepoxyds erSorderliche Menge. Zufriedenstellende Ergebnisse werden erhalten, wenn die Gesamtmenge des carbocyclischen Diamins, einschließlich derjenigen, welche im Harz zur Umsetzung kam, der stöchiometrisch aquivalenten Menge bezüglich der Epoxydgruppen des Polyepoxyds entspricht. Generally seen, an amount of less than 50 / Ó re ¢ h. the stoichiometric equivalent amount of the carbocyclic diamine with a polyepoxide implemented, then the reaction product is not able to harden immediately. The exact The limited amount depends to some extent on the functionality of the reactants away. Amines and polyepoxides with functionality greater than two tend to Formation of a reaction product with a stronger degree of networking. In these cases the limit amount can be a little less than 50%, useful ones Polyepoxide formulations could be made using a lot of the carbocyclic Diamines between 30 and 45 o of the stoichiometrically equivalent amount are obtained, which is necessary for a reaction with all epoxy groups of the polyepoxy takes place, The polyepoxide preparations obtained according to the above reactions are thermally stable in either a molten or dissolved state. By Addition of common hardeners for epoxy resins, be it of the catalytic or addition type, However, they can easily be cured. An easy way to cure the preparations is the addition of a further amount of the carbocyclic diamine, that was implemented in the resinous preparation, The required amount is usually less than what is required to cure the original polyepoxide Lot. Satisfactory results are obtained when the total amount of the carbocyclic Diamines, including those that reacted in the resin, are stoichiometric equivalent amount with respect to the epoxide groups of the polyepoxide.

Es ist jedoch nicht notwendig, das gleiche carbocyclische Diamin als Härter zu verwenden, so daß andere carbocyclische. Diamine oder andere Additionshärter in zufriedenstellender Weise benützt werden können. However, it is not necessary to be the same carbocyclic diamine to use as a hardener, so that other carbocyclic. Diamines or other addition hardeners can be used in a satisfactory manner.

Die Verwendung von katalytischen Härtern zur Aushärtung der Polyepoxydzubereitungen ist sehr geeignet, da sie im allgemeinen in geringer Menge verwendet werden könnent wodurch die Entstehung von ausgehärteten Überzügen mit einer höheren Feuchtigkeitsbeständigkeit ermöglicht wird. Es konnte gefunden werden, daß die Polyepoxydzubereitungen ohne weiteres und auf wirksame Weise durch Zugabe von sehr geringen Mengen gewisser katalytischer Härter, wie etwa Zinn (II)-Oktoat und s-Triedimethylaminomethylphenol ausgehärtet werden können. Härtbare Zubereitungen, in denen solche katalytischen Härter enthalten sind, weisen den Vorteil auf, daß sie bei Raumtemperatur relativ beständig sind und bei leicht höherer Temperatur in der Größenordnung von 130°C bis 175°C eine hohe Härtungsgeschwindigkeit besitzen. Diese Eigenschaft ist für eine Verwendung solcher Zubereitungen für die Heretellung von Isolatoren aus mit Harz abgebundenem Papier von Vorteil. The use of catalytic hardeners to harden the polyepoxy preparations is very suitable because it can generally be used in a small amount whereby the formation of cured coatings with a higher moisture resistance is made possible. It was found that the polyepoxide preparations without further and effectively by adding very small amounts of certain catalytic Hardeners such as tin (II) octoate and s-triedimethylaminomethylphenol can be. Curable preparations in which such catalytic hardeners contain have the advantage that they are relatively stable at room temperature and at a slightly higher temperature on the order of 130 ° C to 175 ° C have high curing speed. This property is for one use such preparations for the manufacture of insulators from resin bonded Paper is an advantage.

Auch Sauren ven und Säureanhydride können als katalytische Härter verwendet werden. Auch hier konnte wiederum gefunden werden, daß beispielsweise eine geringe Menge einer Säure, wie etwa Zitronensäure, welche mit den Polyepoxydreaktionsprodukten vermischt ist, ein Abbindungsprodukt liefert, welches bei Raumtemperatur beständig ist, bei einer Temperatur von ungefähr 130°C jedoch sehr schnell aushärtete Ein Vorteil der obigen Polyepoxydzabereitungen geht auf ihr hohes Molekulargewicht und darauf zurück, daB sie im geschmolzenen oder gelösten Zustand eine hohe Viskosität besitzen. Sie können vorteilhaft ale Klebstoff fUr das Beschichten von Papier benützt werden, das fUr die Herstellung von Einführungs-oder andern Isolatoren aus Papier verwendet wird, da durch die hohe Viskosität des Harzes die Durchdringung des Papiers durch dasselbe auf ein Minimum beschränkt bleibt. Acid veins and acid anhydrides can also be used as catalytic hardeners be used. Again it could be found that, for example a small amount of an acid such as citric acid which interacts with the polyepoxide reaction products mixed is a setting product supplies which at room temperature is stable, but cured very quickly at a temperature of around 130 ° C One advantage of the above polyepoxide preparations is their high molecular weight and back to the fact that they have a high viscosity in the molten or dissolved state own. They can advantageously be used as an adhesive for coating paper for the production of introductory or other paper insulators is used because the high viscosity of the resin allows it to penetrate the paper remains limited by the same to a minimum.

In bestimmten Fällen kann die als Abbindemittel verwendete folyepoxydzubereitung zasätzlich eine anorganische Füllsubstanz aufweisen. In certain cases, the folyepoxy preparation used as a setting agent can be used additionally have an inorganic filler substance.

Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Durchführungsweise wird ein Wanddurchführungsisolator oder ein anderer rohrförmiger elektrischer Isolator in Form von mit Epoxyharz abgebundenem Hartpapier erhalten, in welchem die Harzabbindezubereitung jede Papierschicht nur bis zu einer geringen Tiefe bezüglich der Gesamtdicke der Papierfolie durchdringt, so daß die restliche Dicke der Papierfolie von der Harzzubereitung frei bleibt. According to a further implementation method according to the invention becomes a bushing insulator or other tubular electrical insulator obtained in the form of epoxy bonded hard paper in which the resin setting preparation each paper layer only to a small depth with respect to the total thickness of the Paper film penetrates, so that the remaining thickness of the paper film from the resin preparation remains free.

Wie bereite oben erwähnt wurde, kann der Isolator eine. Aufwicklung einer Papierfolie oder eines Papierbandes umfassen, deren aufeinanderfolgende Wicklungen durch die Epoxyharzzubereitung miteinander verbunden sind, wobei elektrisch leitende Einlagen zwischen benachbarten Wicklungen der Aufwicklung eingefügt werden können. As already mentioned above, the isolator can be a. Winding comprise a paper film or a paper tape, their successive windings are connected to one another by the epoxy resin preparation, electrically conductive Deposits can be inserted between adjacent turns of the winding.

Entaprechend einer bevorzugten erfindungsgemäBen Konstruktionsweise von Isolatoren enthält die benütæte Abbindezubereitung ein Gemisch einer Polyepoxydzubereitung und eines Eärters, wobei die Polyepoxydzubereitung ein durch Umsetzung eines Polyepoxyds, das pro Molekül mehr als eine endständige Epoxydgruppe aufweist, mit einer für die Bildung eines unmittelbar bei Raumtemperatur oder leicht höherer Temperatur aushärtenden Reaktionsproduktes ungentgenden Menge eines carbocyclischen Diamins erhaltenes Produkt ist, das bei Raumtemperatur oder bei leicht höherer Temperatur unmittelbar aushärten würde.According to a preferred method of construction according to the invention In the case of isolators, the setting preparation used contains a mixture of a polyepoxide preparation and a hardener, wherein the polyepoxide preparation is made by reacting a polyepoxide, which has more than one terminal epoxy group per molecule, with one for the Formation of a hardening immediately at room temperature or slightly higher temperature Reaction product obtained an undue amount of a carbocyclic diamine product is that cure immediately at room temperature or at a slightly higher temperature would.

Hierbei enthält das genannte carbocyclische Diamin zwei isolierte carbocyclische Reste, welche durch einen kurzkettigen zweiwertigen Rest brtokenartig miteinander verbunden sind, wobei jeder carbocyclische Rest eine Aminogruppe und das Diamin mindestens drei an Stickstoffatome gebundene aktive Wasserstoffatome enthält. The carbocyclic diamine mentioned here contains two isolated ones carbocyclic radicals, which are brtoken-like by a short-chain divalent radical are linked together, each carbocyclic radical being an amino group and the diamine has at least three active hydrogen atoms bonded to nitrogen atoms contains.

Die Erfindung läßt sich auf verschiedene Weise praktisch durchführen. Im folgenden wird als Beispiel eine bestimmte Durchführungsweise beschrieben und dabei Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, welche eine schematische Darstellung sind, aus der ein Verfahren zur Herstellung eines Wanddurchführungsisolators aus mit Epoxyharz abgebundenem Papier hervorgeht. The invention can be practiced in a number of ways. The following example uses a specific implementation and reference is made to the accompanying drawings, which show a are a schematic illustration showing a method for manufacturing a wall bushing insulator emerges from paper bonded with epoxy resin.

Bei dieser Durchführungsweise wurde ein Firnis'A' hergestellt aus : Epoxydharz (Epoxydäquivalent 400) (aus Polyglyciaaläthern von Diphenylolpropan bestehendes festes Harz) 100 Gew.Teile Diaminodiphenylmethan (eine Menge mit genügend aktiven Wasserstoffatomen für eine Umsetzung mit 44 der im Harz vorhandenen Epoxydgruppen) 5, 5 Gew. Teile Methylglycol (Handelsmarke) (Lösungsmittel) 86 Gew. Teile Das Epoxydharz wurde in Methylglycol aufgelöst, das Diaminodiphenylmethan zugefügt und unter Rückfluß gekocht, bis der vert der Geldauer einer Mischung von 100 Teilen Firnis und 4 Teilen Diaminodiphenylmethan, aufgelöst in 8 Teilen Methylathylketon und auf einer heißen Platte bei 130 OC gemessen, auf ungefähr 2 3/4 Minuten absank. Die Mischung wurde dann gekühlt und zur Aufbewahrung in einen Behälter 10 durch ein Filter entleert. In this way a varnish A 'was made from : Epoxy resin (epoxy equivalent 400) (from polyglycial ethers of diphenylolpropane existing solid resin) 100 parts by weight of diaminodiphenylmethane (an amount with enough active hydrogen atoms for a reaction with 44 of the epoxy groups present in the resin) 5.5 parts by weight methyl glycol (trade mark) (solvent) 86 parts by weight The epoxy resin was dissolved in methyl glycol, the diaminodiphenylmethane added and refluxed cooked until the dough of a mixture of 100 parts of varnish and 4 parts Diaminodiphenylmethane, dissolved in 8 parts of methyl ethyl ketone and on a hot Plate measured at 130 OC, dropped to about 2 3/4 minutes. The mix was then cooled and emptied into a container 10 through a filter for storage.

Unter bestimmten Bedingungen kann es erwünscht sein, einen stärker verdUnnten Firnis zu verwenden, der bis zu 215 Teile Methylglycol anstatt wie oben 86 Teile enthält. Under certain conditions it may be desirable to make one stronger Use dilute varnish that contains up to 215 parts methyl glycol instead of the above Contains 86 parts.

Beispiel 1 Mit Zitronensäure in einer 40% igen Lösung in Methylglycol wurde eine Härterldßung zubereitet und zur Aufbewahrung in einen Behälter 11 entleert.Example 1 With citric acid in a 40% solution in methyl glycol A hardening solution was prepared and emptied into a container 11 for storage.

Bine kontrollierte Menge des Harzfirnisses'A'und der Härterlösung wurden in ein Vermischungsgefäß 12 eingefüllt und darin mit Hilfe eines Mischers 13 gründlich vermischt. Geeignete Mengen der beiden Bestandteile im Mischer sind: Firnis'A'100 Gew. Teile Zitronensäure-Härterlösung 3, 6 Gew. Teile Eigenschaften des Papiers. A controlled amount of the resin varnish'A 'and the hardener solution were poured into a mixing vessel 12 and placed therein with the aid of a mixer 13 thoroughly mixed. Suitable amounts of the two ingredients in the mixer are: Varnish'A'100 parts by weight citric acid hardener solution 3, 6 parts by weight Properties of the paper.

Für die Herstellung der mit Harz abgebundenen Durchführungsisolatoren können drei verschiedene Kraft-Papiersorten verwendet werden, welche gemäß dem Sulfatverfahren hergestellt wurden und die folgenden Eigenschaften besitzen : Papier I Papier II Papier II-I Substanzmenge 50-58g/m2 70g/m2#7 1/2% 50-59g/m2 Dicke 0,068-0,080mm 0,089mm#11% 0,076-0,078mm Porosität 20-25 cm3 # 10 cm3 # 10 cm3 pH des wässrigen Extraktes 7, 0-8, 5 7, 0-8, 5 8, 0-8, 5 Leitfähigkeit des wässrigen Extraktes 22µmho/cm(max)22µmho/cm(max) 7,75µmho/cm(max Durchschlagsfestigkeit bei 90°C 70 kV/cm # 90kV/cm 87,7-92,25kV/cm Zugfestigkeitagrenze des getrockneten Papiers quer durch seine Dicke 28,1 kg/cm2 33 kg/cm2 32,3 kg/cm2 (400 lb/in2) (470lb/in2) (460 lb/in2) Papierausdehnung (getrocknet) 2-3% 2-3 7-10% Beschichtungaverfahren Aus dem Gefäß 12 wird die vermischte Lösung in den Behälter 14 einer rotierenden Papierbeschichtungsmaschine 15 geleitet, wobei das ausgewählte Rohpapier 16 in Band-oder Folienform durch die Beschichtungsmaschine 15 in Kontakt mit einer Beachichtungswalze 18 geleitet wird, welche in die flüssige Iischung im Behälter 14 eintaucht, so daß das Papier nur auf einer Seite mit einem gleichmäßigen Überzug des flüssigen Gemisches beschichtet wird. For the production of the bushing insulators bonded with resin three different types of kraft paper can be used, which are based on the sulphate process and have the following properties: paper I paper II paper II-I amount of substance 50-58g / m2 70g / m2 # 7 1/2% 50-59g / m2 thickness 0.068-0.080mm 0.089mm # 11% 0.076-0.078mm porosity 20-25 cm3 # 10 cm3 # 10 cm3 pH of the aqueous Extract 7, 0-8, 5 7, 0-8, 5 8, 0-8, 5 conductivity of the aqueous extract 22 µmho / cm (max) 22 µmho / cm (max) 7.75 µmho / cm (max dielectric strength at 90 ° C 70 kV / cm # 90 kV / cm 87.7-92.25 kV / cm Tensile strength limit of the dried paper across its thickness 28.1 kg / cm2 33 kg / cm2 32.3 kg / cm2 (400 lb / in2) (470lb / in2) (460 lb / in2) paper expansion (dried) 2-3% 2-3 7-10% coating process From the vessel 12 the mixed solution becomes passed into the container 14 of a rotating paper coating machine 15, wherein the selected base paper 16 in tape or film form by the coating machine 15 is passed into contact with a coating roller 18, which in the liquid I mixture is immersed in the container 14, so that the paper is only on one side with a uniform coating of the liquid mixture is coated.

Das beschichtete Papier wird dann um eine k'ührungsrolle 19 herum der Länge nach durch einen Trockenofen 20 weitergeleitet, in welchem das Lösungsmittel verdampft und der Harzüberzug getrocknet, jedoch nicht ausgehartet wird. The coated paper is then rolled around a guide roller 19 passed lengthwise through a drying oven 20 in which the solvent evaporated and the resin coating is dried, but not cured.

Nach Verlassen des Trockenofens 20 wird das beschichtete Papier aufgerollt, und die aufgefüllten Rollen des beohiohteten Papiers 21 werden in einen Aufbewahrungsraum 22 geleitet, in welchem sie aufbewahrt werden, bis sie zum Wickeln benotigt werden. After leaving the drying oven 20, the coated paper rolled up, and the padded rolls of the attached paper 21 are into a Storage space 22, in which they are kept until they are ready to be swaddled are needed.

Eigenschaften des beschichteten Papiers.Properties of the coated paper.

Die Aufbewahrungsbeständigkeit sollte mindestens 3 Monate betragen. Die Harzschicht soll im Bereich von 15-20 g/m2 betragen. Die Harzbeschaffenheit muß eine solche sein, daB bei der Aufwicklung bei 175°C ein Anhaften eintritt und kein Harz gegen die sich nähernde Rolle ausgequetsoht wird. The storage life should be at least 3 months. The resin layer should be in the range of 15-20 g / m2. The resin texture must be such that sticking occurs during winding at 175 ° C and no resin is squeezed out against the approaching roll.

Umwandlungsdauer des Harzes (vom Zustand des weichen Gels bis zum festen Zustand bei 150°0) 20-40 Sekunden.Transformation time of the resin (from the state of the soft gel to the solid state at 150 ° 0) 20-40 seconds.

Aufwicklungsverfahren.Winding process.

Zum Aufwickeln wird eine Rolle von beschichtetem Papier 21 aus dem Aufbewahrungsraum 22 entnommen und durch eine Aufwiokelmaschine 23 geleitet, in welcher der Durchführungsisolator 24 bei 175°C auf einen geeigneten Halter 25 aufgewickelt wird, so daß ein Festhaften zwischen den benachbarten Wicklungen der Wickelrolle 24 eintritt. For winding a roll of coated paper 21 from the Storage space 22 removed and passed through a winding machine 23, in which the bushing insulator 24 is wound onto a suitable holder 25 at 175 ° C is, so that a tightness between the adjacent turns of the winding roll 24 entry.

Elektrisoh leitende Bitter oder andere Einlagen werden während des Aufwickelns zwischen auagewählte Wicklungen des Durchführungsisolators 24 eingefügt, wenn dies zum Zweeke einer Spannungsabstufung erforderlich ist. Der Wicklungaisolator 24 auf seinem Halter 25 wird dann in einen Backofen 26 gebracht, in welchem das Aushärten des Harzes vervollständigt wird. Nach seiner Entfernung aus dem Ofen ist der gehärtete Isolator fUr eine maschinelle oder sonstige Weiterverarbeitung und für den Einbau geeignet, 'Eigenschaften der fertigen Wicklung.Elektrisoh conductive bitters or other deposits are used during the Winding inserted between selected windings of the bushing insulator 24, if this is necessary for the purpose of a voltage gradation. The winding insulator 24 on its holder 25 is then turned into brought an oven 26, in which the curing of the resin is completed. After its removal The hardened insulator is out of the furnace for mechanical or other processing and suitable for installation, 'Properties of the finished winding.

Die nicht-imprägnierte Papiertiefendicke, die frei von Harz ist und zur Kompensation der Spannungen infolge uer Aushärtungskontraktion und der Abkühlungskontraktion des Harzes dient, sollte sein : Für Papier 1 0, 044 mm-0, 060 mm Fur Papier II 0, 060 mm-0, 070 mm Fur Papier III 0, 044 mm-0, 062 mm Aus jeder der oben genannten drei verschiedenen Papiersorten wurden unter Verwendung eines Harzgemisches mit den oben angegebenen Bestandteilen und Eigenschaften elektrische Durchführungsisolatoren für eine Verwendung bei Arbeitsspannungen bis zu 132 kV hergestellt. The non-impregnated paper depth that is free of resin and to compensate for the stresses caused by the hardening contraction and the cooling contraction of the resin is used, should be: For paper 10.044 mm-0.060 mm For paper II 0, 060mm-0.070mm For Paper III 0.044mm-0.062mm From any of the above three different types of paper were made using a resin mixture with the above components and properties electrical bushing insulators manufactured for use at working voltages up to 132 kV.

Die Eigenschaften eines solchen 132 kV-Durchfvhrungsisolators waren : Leistungsfaktor (tan (in 01 bei 30°C)-konstant bei 0, 0059 von 10-140 kV.The properties of such a 132 kV bushing insulator were : Power factor (tan (in 01 at 30 ° C) -constant at 0.0059 from 10-140 kV.

Entladung-keine bei der Arbeitsspannung.Discharge-none at working voltage.

Es können andere Harzmischungszubereitungen als Uberzugsmaterial für die Beschichtung des rohen Papiers verwendet werden, vorausgesetzt, daß das Harz der Mischung wthrend der Beschichtung oder der darauffolgenden Aufwicklang des Durchführungaisolators nur bis zu einer geringen Tiefe in das Papier eindringt. Das als Grundmasse benutzte Epoxydharz muß ein solches sein, daß es nach der Aushärtung gute elektrische Eigenschaften, einschließlich geringer dielektrischer Verluste und einer hohen Durchschlagsfestigkeit bei erhöhter Betriebstemperatur bis zu 90°C besitzt. Das Harz muß ein solches sein, daß aie erforderlichen Eigenschaften des beschichteten Papiers auftreten, ohne daß eine chemische Reaktion im Behälter der Papierbeschichtungsmaschine abzulaufen braucht. Zusätzlich hierzu muß das Harz eine hohe Gelbeständigkeit aufweisen. Die Mischung des ausgewählten Harzes und Harters sollte Eigenschaften innerhalb der folgenden Bereiche besitzen : Spezifisches Gewicht. 1, 036-1, 041 ViskositAt 220-260 cp bei 25°C Feststoffgehalt 65,5-67,5% Härtungsdauer 4-5 Minuten bei 150°C Badbeständigkeit nicht weniger als 2 Monate 7eitere Beispiele von Harz-und Härtermischungen, welche als Beschichtungsprodukt für das Papier verwendet werden können, sind : Beispiel 2 Firme'100 Teile Diaminodiphenylmethan (als 33% Lösung in Methylglycol) 4 Teile Die Zugabe von weiterem Diaminodiphenylmethan als Härter erfolgt in einer solchen Menge, daß die Gesamtmenge Diaminodiphenylmethan im Gemisch, elnschließlich derjenigen im Firnis'A', äquivalent zu den Epoxydgruppen im ursprünglichen Harz ist, wobei angenommen wird, daB Äquivalenz zwischen einer Epoxydgruppe und einem an Stickstoff gebundenen aktiven Wasserstoffatom besteht. Other resin mixture preparations can be used as the coating material for coating the raw paper can be used, provided that the resin of the mixture during the coating or the subsequent winding-up of the bushing insulator penetrates the paper only to a small depth. The epoxy resin used as a base material must be such that it can be used after curing good electrical properties including low dielectric losses and a high dielectric strength at elevated operating temperatures of up to 90 ° C owns. The resin must be such that the required properties of the coated paper occur without a chemical reaction in the container of the Paper coating machine needs to run. In addition to this, the resin must have a have high gel resistance. The mixture of the selected resin and hardener should have properties within the following ranges: Specific gravity. 1, 036-1, 041 Viscosity 220-260 cp at 25 ° C solids content 65.5-67.5% curing time 4-5 minutes at 150 ° C bath resistance not less than 2 months 7 other examples of resin and hardener mixtures, which are used as coating products for the paper are: Example 2 Company 100 parts diaminodiphenylmethane (as a 33% solution in methyl glycol) 4 parts The addition of more diaminodiphenylmethane as hardener is used in such an amount that the total amount of diaminodiphenylmethane in the mixture, including that in the varnish A ', equivalent to the epoxy groups in the original resin, assuming equivalence between one Epoxy group and an active hydrogen atom bonded to nitrogen.

Beispiel 3 Firnis'A'100 Teile s-Trisdimethylaminomethylphenol (als katalytischer Härter) 0, 24 Teile Beispiel 4 Firnis'A'100 Teile Diaminodiphenylsulfon (als 33%ige Lösung in Methylglycol) 4,67 Teile rimellitsäureanhydrid 1, 0 Teile Das Härtemittel wurde durch Zugabe des rimellitsäurean hydrids zu dem Diaminodiphenylsulfon und anschließendes Erwärmen zum Zwecke der Auflösung hergestellt. Der Härter wurde dann mit dem Firnis'A'in der oben angegebenen Menge vermischt.Example 3 Varnish'A'100 parts of s-tris-dimethylaminomethylphenol (as catalytic hardener) 0.24 parts Example 4 Varnish'A'100 parts diaminodiphenyl sulfone (as a 33% solution in methyl glycol) 4.67 parts of rimellitic anhydride 1.0 parts The hardener was made by adding the rimellitic anhydride to the diaminodiphenyl sulfone and then heated to dissolve. The hardener became then mixed with the varnish A 'in the amount indicated above.

PatentansprücheClaims

Claims (16)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines rohrformigen elektrischen Isolators aus mit Epoxyharz abgebundenem Hartpapier, etwa eines Wanddurchführungsisolators, wobei-der Isolator aus einer Aufschichtung von übereinander liegenden Schichten oder Wicklungen einer Absorptionspapierfolie hergestellt wird, welche mit einer Epoxydharz-Abbindezubereitung beschichtet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Harzabbindezubereitung eine solche Molekularstruktur aufweist, daß sie während der Herstellung des Durchftihrungsisolators nur bis zu einer geringfUgigen Tiefe in die Papierfolie eindringt,und das Papier zum größten Teil in seiner tieferen Dicke von Harz frei bleibt, und daß das Harz der Abbindezubereitung zur Abbindung der benachbarten Schichten oder Wicklungen der Papierfolie miteinander ausgehärtet wird. Claims 1. A method for producing a tubular electrical Insulator made of hard paper bonded with epoxy resin, e.g. a wall bushing insulator, wherein the insulator consists of a stack of layers lying one on top of the other or wraps of an absorbent paper film is produced, which with a Epoxy-resin-setting preparation is coated, therefore not marked t that the resin setting formulation has such a molecular structure that it during the manufacture of the bushing insulator only up to a minor one Penetrates deep into the paper foil, and the paper for the most part in its deeper Thickness of resin remains free, and that the resin of the setting preparation used to set of the adjacent layers or windings of the paper film are cured together will. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Besohichtung von glatter poröser Papierfolie auf nur einer Seite mit einem Klebstoffüberzug einer Abbindezubereitung, in welcher flüssiges Epoxyharz im Gemisch mit einem flüssigen Härter vorliegt, dadurch g e k e n n z e i a h n e t, daß die Harzabbindezubereitung eine solche Molekularstruktur aufweist, daB sie nur bis zu einer geringen Tiefe in die Papierfolie eindringt, und die Papierfolie zum größten Teil in ihrer tieferen Dicke von Harz frei bleibt, daß der Klebstoffüberzug ohne Aushärtung des darin vorhandenen Harzes getrocknet und das beschichtete Papier anschlieBend unter Binwirkung von Hitze und Druck zu einem rohrformigen Hartpapier aufgewickelt wird, wobei das Harz des Überzuges sich noch in einem ungehärteten oder partiell und geharteten Zustand befindet,/daß die Wicklung zur vollständigen Aushärtung des Klebstoffes weiter erhitzt wird, ohne daß das Harz im wesentlichen tiefer in die Papierschiohten der Aufwicklung eindringt.2. The method according to claim 1 for coating smooth porous Paper film on only one side with an adhesive coating of a setting preparation, in which liquid epoxy resin is mixed with a liquid hardener, thereby it is not noted that the resin setting preparation has such a molecular structure shows that it only penetrates the paper foil to a small depth, and the paper film remains free of resin for the most part in its deeper thickness, that the adhesive coating without hardening of what is present in it Resin dried and the coated paper then under the influence of Heat and pressure to form a tubular hard paper, with the resin of the coating is still in an uncured or partially and cured state is located / that the winding is heated further to fully harden the adhesive is without the resin essentially deeper into the paper layers of the winding penetrates. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß während des Aufwickelns zwischen bestimmte benachbarte Wicklungen elektrisch leitende Einlagen eingefügt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized g ek e n n z e i c h n e t that during winding between certain adjacent windings electrical conductive insoles are inserted. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß als Abbindezubereitung eine Epoxydharzmischung verwendet wird, in der eine Mischung einer Lösung des Epoxydharzes und eines flüssigen Härters enthalten ist, wobei die Struktur des größten Teiles der Epoxydharzmoleküle vor der Vermischung mit dem Härter eine solche ist, daß ein Eindringen in die Oberfläche des Papiers nur bis zu einem geringfügigen Grad möglich ist, wenn die Epoxydharzlösung allein und nicht mit dem Farter vermischt auf das Papier aufgebradht werden würde.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that g ek e n n z e i c h n e t that an epoxy resin mixture is used as a setting preparation, in which one It contains a mixture of a solution of the epoxy resin and a liquid hardener, the structure of most of the epoxy resin molecules prior to mixing with the hardener one is such that it penetrates the surface of the paper is only possible to a minor degree when the epoxy solution alone and would not be sprayed onto the paper mixed with the farter. 5. Verfahren zur Herstellung eines Isolators nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i e h n e t, daß eine Bpoxydharz-Abbindezubereitung verwendet wird, in der eine Mischung einer Polyepoxydzubereitung und eines Härtere enthalten ist, wobei die Polyepoxydzubereitung durch. Umsetzung eines Polyepoxydharzea. das im Durchschnitt pro MolekUl mehr als eine endständige Epoxydgruppe aufweist, mit einer ungenUgenden Menge eines carbocyclischen Dia$ins hinsichtlich eines Reaktionsproduktes, das unmittelbar bei Raumtemperatur oder einer mäßig hoheren Temperatur aushärten kann, erhalten wurde, und wobei das carbocyclische Diamin zwei isolierte carbocyclisohe Reste aufweist, welche über einen kurzkettigen zweiwertigen Rest miteinander verbunden sind und jeder carbocyclisahe Rest eine Aminogruppe und das Diamin mindestens drei an Stickstoffatome gebundene aktive Wasserstoffatome besitzt.5. A method for producing an insulator according to claim 1 to 4, this means that it is not possible to that a Bpoxy resin setting preparation is used, in which a mixture of a polyepoxy preparation and a hardener is included, the polyepoxy preparation through. Implementation of a polyepoxy resin a. which has on average more than one terminal epoxy group per molecule, with an insufficient amount of a carbocyclic diamond with respect to a reaction product, that cure immediately at room temperature or a moderately higher temperature can, was obtained, and wherein the carbocyclic diamine is two isolated carbocyclisohe Has radicals which are connected to one another via a short-chain divalent radical and each carbocyclic radical is an amino group and the diamine is at least three has active hydrogen atoms bonded to nitrogen atoms. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß als Polyepoxyd ein Polyglycidaläther von Diphenolpropan verwendet wird.6. The method according to claim 5, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t, that a polyglycidal ether of diphenolpropane is used as the polyepoxide. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g ek e n n z e i a h n e t, daß als oarbocyclisches Diamin p, p'-Diaminodiphenyleulfon, Diaminodicyclohexylamin oder Diaminodiphenylsulfon verwendet wird.7. The method according to claim 5 or 6, characterized g ek e n n z e i a h n e t that the oarbocyclic diamine is p, p'-diaminodiphenyl sulfone, diaminodicyclohexylamine or diaminodiphenyl sulfone is used. 8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch g ek e n n z e-i c h n e t, daß die carbocyclischen Reste des carbocyclischen Diamins aromatisch oder cycloaliphatisch sind.8. The method according to claim 5, 6 or 7, characterized in that g ek e n n z e-i c h n e t that the carbocyclic radicals of the carbocyclic diamine are aromatic or are cycloaliphatic. 9. Verfahren nach Anspruch 5 bis 8, dadurch g ek e n n z e i c h n e t daß der kurzkettige zweiwertige Rest, welcher die beiden isolierten carbocyclischen Reste des carbocyclischen Diamins miteinanderverbindet, - (CH2)n-, -NH-, -O-, -S- oder -SO2- ist.9. The method according to claim 5 to 8, characterized in that g ek e n n z e i c h n e t that the short-chain divalent radical, which the two isolated carbocyclic Residues of the carbocyclic diamine linked together, - (CH2) n-, -NH-, -O-, -S- or -SO2-. 10. Verfahren nach Anspruch 5 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Menge des mit dem Polyepoxyd umgesetzten carbooyelischen Diamins weniger als 50 % der stöchiometrisch äquivalenten Menge beträgt, welche für die Reaktion mit sämtlichen Epoxydgruppen des Polyepoxyds erforderlich ist.10. The method according to claim 5 to 9, characterized g e k e n n z e i c h n e t that the amount of carbooyelic diamine reacted with the polyepoxide is less than 50% of the stoichiometrically equivalent amount, which for the Reaction with all epoxy groups of the polyepoxide is required. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e n nz e i c h n e t , daß die Menge des carbocyclischen Diamins zwischen 30 und 40 % der stöchiometrisch äquivalenten Menge liegt.11. The method according to claim 10, characterized g e k e n nz e i c h n e t that the amount of carbocyclic diamine is between 30 and 40% of the stoichiometric equivalent amount. 12. Yerfahren nach Anspruch 5 bis 11, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß der Härter eine zusätzliche Menge des gleichen carbocyclischen Diamins aufweist, das in der Polyepoxydzubereitung zur Umsetzung kam.12. Yerfahren according to claim 5 to 11, characterized g ek e n n z e i c h n e t that the hardener contains an additional amount of the same carbocyclic diamine has that came to implementation in the polyepoxide preparation. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die Geamtmenge des carbocyclischen Diamins, einschließlich der im Harz umgesetzten und der als Härter zugesetzten Menge stöchiometrisch äquivalent mit den Epoxydgruppen des Polyepoxyds ist. 13. The method according to claim 12, characterized in that g e k e n nz e i c h n e t, that the total amount of carbocyclic diamine, including that reacted in the resin and the amount added as hardener stoichiometrically equivalent to the epoxy groups of the polyepoxide. 14. Verfahren nach Anspruch 5 bis 11, dadurch g e -k e n n z e i c h n et,sß der Härter einen katalytisohen Harter, etwa Zinn (II)-oktoat oder s-Trisdimethylaminomethylphenol aufweist.14. The method according to claim 5 to 11, characterized G e -k e n n n z e i c h n et, the hardener would have a catalytic hardener such as tin (II) octoate or s-trisdimethylaminomethylphenol. 15. Verfahron nach Anspruch 5 bis 11, dadurch g e- @ k e n n z e i c h n e t t daB der Härter eine Säure oder ein Säureanhydrid, etwa Zitronensäure, enthält.15. Verfahron according to claim 5 to 11, characterized g e- @ k e n n z e i c h n e t t that the hardener is an acid or an acid anhydride, such as citric acid, contains. 16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, daß die Epoxydharz-Abbindezubereitung zusätzlich eine anorganische Füllsubstanz enthält.16. The method according to claim 1 to 15, characterized in that it ek e n n z e i c h n e t that the epoxy resin setting preparation also contains an inorganic filler contains.