本发明涉及用于电机中的定子线圈的绝缘的绝缘胶带、特别地涉及所述绝缘胶带的胶带粘合剂(bandkleber)中的胶带促进剂(bandbeschleuniger)，所述绝缘胶带用于缠绕胶带绝缘体系。
在电机中，定子以及在某些情况下转子也具有带有绕组的绝缘体系。在此，围绕导体(导线)或导体束缠绕(卷绕)绝缘胶带。
绝缘胶带包括施加在柔性载体例如膜(箔)或玻璃织物上的、片状的、耐冲击的无机材料例如云母片和/或细云母层，其借助于胶带胶粘剂与载体接合并且相互接合以及任选地与最后的覆盖层(顶层)和/或另外的层接合。
这种胶带包括溶解于其中的和/或细分散于其中的胶带促进剂。胶带促进剂用于低粘度的浸渍树脂的凝胶化，所述浸渍树脂例如在真空压力浸渍(vpi)中被施加在定子绕组上。在凝胶化之后，在升高的温度下将经浸渍的定子绕组热固化成定子层叠铁芯。
这种类型的绝缘胶带由de3824254al已知。由ep0424376b1已知相应的胶带粘合剂和胶带促进剂，其具有足够的储存稳定性。
在其中所公开的胶带粘合剂为双酚(特别地双酚a)和脂环族环氧树脂(特别地3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯)的1:4摩尔的加成产物。
除了通过加成反应同时生成的羟基基团之外，这种粘合剂在其理论分子结构中在定量反应之后可能几乎仅包含脂环族环氧乙烷(氧杂环丙烷，oxiran)官能团。另外，在ep0424376b1中公开了，对应的胶带促进剂优选地为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和n-乙基哌嗪的1:3摩尔的加成产物。
云母胶带复合材料中的胶带促进剂和/或胶带粘合剂以化学的方式如此配备，使得在室温下储存时不会发生过早的和不期望的硬化。由此确保了云母胶带的可加工性。在含胶带粘合剂的定子线圈的浸渍完成后，非常迅速地进行基于缩水甘油醚的环氧树脂的凝胶化，因为末端的环氧乙烷官能团与酸酐相互作用而经受非常快速的聚合。通过这种化学协调的相互作用能够最终实现未浸渍的云母胶带的所需的储存稳定性和经浸渍的定子的快速凝胶化。
由于反对邻苯二甲酸酐的无限制使用的毒性关注，在未来寻求不含邻苯二甲酸酐或根本不含酸酐的基于环氧树脂的vpi树脂。
因此，本发明的目的在于提供绝缘胶带和特别地用于绝缘胶带的胶带促进剂，所述胶带促进剂被用于不含酸酐的vpi树脂中。此外，本发明的目的在于给出带有绝缘胶带的绝缘体系、线圈和电机，所述绝缘胶带浸渍有不含酸酐的树脂。
因此，本发明的目的和主题的解决方案是如下的具有胶带粘合剂的绝缘胶带，至少一种胶带促进剂以溶解的方式和/或细分散的方式包含在所述胶带粘合剂中，其中所述至少一种胶带促进剂为咪唑和/或吡唑和/或咪唑的衍生物和/或吡唑的衍生物。
在本文中，化学衍生物被称为衍生物，即衍生出的物质或衍生出的化合物，其可由母体化合物即例如咪唑和/或吡唑通过一个或多个氢原子的取代来制备。
在此，所述取代可以多种化学方式来进行。
特别地，本发明的主题在于具有胶带粘合剂的绝缘胶带，所述胶带粘合剂中以溶解的方式和/或细分散的方式包含胶带促进剂，所述胶带促进剂为至少一种咪唑和/或至少一种吡唑与至少一种丙烯酸酯的加成产物，和/或一种或多种咪唑衍生物和/或一种或多种吡唑衍生物与一种或多种丙烯酸酯衍生物的加成产物。在此，衍生物和母体化合物的任意组合可形成所述加成产物。所述加成产物本身也是通过衍生化产生的，因此其本身又是衍生物。
根据另外的实施方式，杂环为优选地在相对低的温度下熔化和/或在室温下为液态的、在环中具有1至4个氮原子的1h-氮-杂环。
特别地，使用易于取代的烷基/酰基咪唑。例如，在此可使用如下的咪唑：1h-2-甲基咪唑(cas号：693-98-1)或1h-咪唑(cas号：288-32-4)、1h-2-乙基咪唑(cas号：1072-62-4)、1h-2-丙基咪唑(cas号：50995-95-4)、1h-2-异丙基咪唑(cas号：36947-68-9)、1h-2-丁基咪唑(cas号：50790-93-7)、1h-2-异丁基咪唑(cas号：61491-92-7)、1h-2-叔丁基咪唑(cas号：36947-69-0)、1h-4-叔丁基咪唑(cas号：21149-98-4)、1h-4(5)-甲基咪唑(cas号：822-36-6)、1h-2-乙基-4-甲基咪唑(cas号：931-36-2)、1h-4-甲基-2-苯基咪唑(cas号：827-43-0)、1h-4-苯基咪唑(cas号：670-95-1)、1h-5-甲基-2-苯基咪唑-4-甲醇(cas-号：13682-32-1)、1h-2-苯基咪唑(cas号：670-96-2)、1h-3-苯基吡唑(cas号：2458-26-6)、1h-5-甲基吡唑(无cas号)、1h-3,4-二甲基吡唑(cas号：2820-37-3)、1h-3-叔丁基吡唑(cas号：15802-80-9)、1h-4-乙基吡唑(cas号：17072-38-7)、以及1h-吡唑(cas号：288-3-1)和/或1h-3,5-二甲基吡唑(cas号：67-51-6)。
根据现有技术、特别地如从ep0424376b1已知的那些含邻苯二甲酸酐的浸渍树脂，公开了双酚(特别地双酚a)和脂环族环氧树脂(特别地3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯)的1:4摩尔的加成产物作为胶带粘合剂。其中所描述的胶带粘合剂除了通过加成反应同时生成的羟基基团之外还在其理论分子结构中在定量反应后仅包含脂环族环氧乙烷。另外，从上述专利读取到，对应的胶带促进剂优选地为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和n-乙基哌嗪的1:3摩尔的加成产物。由于所基于的氮杂迈克尔反应，所述加成产物理论上包含三个末端的、被三级取代的(
因此，例如不含邻苯二甲酸酐和此外不含粘合剂的双酚f-二缩水甘油醚(其以3重量％的哌嗪-胶带促进剂被凝胶化并且在145℃下以阴离子聚合的方式固化10小时)仅产生约90℃的玻璃化转变，而迄今为止作为标准
相对地，使用例如2重量％的1,2-二甲基咪唑作为针对不含邻苯二甲酸酐的、基于环氧树脂的浸渍树脂(例如蒸馏的双酚f-二缩水甘油醚)的凝胶化和固化促进剂，由此在含粘合剂的情况下形成134℃的玻璃化转变，在不含粘合剂的情况下形成甚至150℃的玻璃化转变。相对于三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的n-烷基取代的哌嗪衍生物，这显示出咪唑作为针对不含邻苯二甲酸酐的环氧树脂的优越性。
相比于ep0424376b1，即相比于三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(“tmpta”)和n-乙基哌嗪的1:3摩尔的加成产物，在此首次在本领域中作为胶带促进剂提供的如下加成产物是作为胶带促进剂的特别令人感兴趣的化合物：其为三丙烯酸酯、特别地四、五/六丙烯酸酯与1h-2-甲基咪唑、1h-2-乙基咪唑、1h-2-丙基咪唑、1h-2-异丙基咪唑、1h-2-丁基咪唑、1h-2-异丁基咪唑、1h-2苯基咪唑和1h-2-乙基-4-甲基咪唑的加成产物，因为
a)用不含邻苯二甲酸酐的、基于二缩水甘油醚的浸渍树脂通过阴离子聚合可实现的玻璃化转变温度比在使用tmpta的n-甲基哌嗪和n-乙基哌嗪加成产物的情况下的玻璃化转变温度要高得多，
b)非酸性的烷基/酰基咪唑以比n-烷基哌嗪-tmpta-加成产物(烷基＝甲基、乙基)更低的含量使不含邻苯二甲酸酐的浸渍树脂凝胶化和固化，
c)1h-2-甲基咪唑、1h-2乙基咪唑、1h-2-异丙基咪唑、1h-2-丙基咪唑和1h-2-乙基-4-甲基咪唑与tmpta的加成产物在原料价格方面比tmpta与n-乙基哌嗪的加成产物更为有利。
1-甲基-2-烷基咪唑本身不是真空稳定的并且甚至在室温下已是低粘度的液体；因此，它们在真空中在较高的温度下于待浸渍的定子的抽真空和预干燥阶段易于从绝缘胶带中迁移出来。由此，与丙烯酸酯衍生化的咪唑是本发明的优选的实施方式。
由于在1h位置上的1h-2-烷基咪唑、特别地1h-2-乙基咪唑、1h-2-丙基咪唑、1h-异丙基咪唑、1h-2-乙基-4-甲基咪唑、1h-2-丁基咪唑、1h-2-异丁基咪唑和1h-2-叔丁基咪唑在至今使用的tmpta上的共价键合(例如通过氮杂迈克尔偶合)，如下是可能的，不适用于不含邻苯二甲酸酐的环氧树脂的、tmpta的n-乙基哌嗪衍生物现在被适用于这类浸渍树脂的烷基咪唑-tmpta-变体取代。在众多实验中已证明，例如2重量％的1,2-二甲基咪唑(基于不含邻苯二甲酸酐的环氧树脂)在否则相同的固化情形下产生高达150℃的高的玻璃化转变。
相反，含n-乙基哌嗪的胶带促进剂在不含邻苯二甲酸酐的缩水甘油醚环氧树脂中只产生约90℃作为玻璃化转变。然而，由于2-烷基咪唑的高的蒸气压和高的流动性，小的咪唑分子和/或咪唑衍生物在胶带粘合剂中的分散与后续的风险相关，抽真空阶段(70℃、0.1毫巴直至72小时)导致挥发性的烷基咪唑的蒸发或迁移并且该烷基咪唑积累在较冷的位置处。
这通过与丙烯酸酯的衍生化，即通过1h-烷基咪唑与丙烯酸酯例如tmpta分子的共价键合来抵消。在此，通过构成胶带促进剂分子实现了粘度的急剧提高。由此，从胶带粘合剂的迁移被有效地延迟。
特别地，在使用较高的丙烯酸酯例如peta和dpha时，由于取决于结构的聚合引发剂的数目，1h-2-甲基咪唑、1h-2乙基咪唑、1h-2-丙基咪唑、1h-2-异丙基咪唑以及1h-2-丁基咪唑或支化的1h-2-异丁基咪唑和1h-2-叔丁基咪唑与丙烯酸酯的加成产物导致最终结构的成本节省以及还导致网络密度的提高。
与从现有技术已知的含哌嗪的促进剂的比较在此再次以表格形式显示。
第一行包含具有根据ep0424376b1的促进剂的参考样品。
表1
*可用于聚合引发的中心
关于典型的vpi浸渍方法，烷基-咪唑的蒸气压在升高的温度下多少是不利的，特别地，有利的1-烷基-2-甲基咪唑的蒸气压相对地高，使得在升高的温度下的持久的抽真空阶段，如在制造电机时在定子的vpi浸渍之前例如为进行预干燥而正在局部地应用的那样，存在任意使用的咪唑从胶带粘合剂部分排出的风险。
然而，对于另外的浸渍方法，烷基咪唑，即一般较小的并因此通常在较高的温度下易挥发的咪唑衍生物，被证明是非常有效的胶带促进剂。
利用本发明的实施例，作为1h-咪唑衍生物和/或1h-吡唑衍生物与丙烯酸酯的加成产物的胶带促进剂能够成功地创建含粘合剂的云母纸中的胶带促进剂，其可以这样的方式被改性，使得它在50-80℃的温度下是真空稳定的。例如，这种类型的胶带粘合剂在70℃下呈现出低于10-4毫巴的蒸气压，以及高的动态粘度。
为此，使1h-烷基-咪唑和/或1h-烷基-吡唑例如与丙烯酸酯衍生化。根据一项实施方式，丙烯酸酯为在室温下呈液态的丙烯酸酯，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(tmpta、cas号：15625-89-5)、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(无异名,cas号：3553879-54-2)、季戊四醇四丙烯酸酯(peta,cas号：4986-89-4)和/或二季戊四醇五丙烯酸酯/二季戊四醇六丙烯酸酯(技术dpha-混合物，cas号：60506-81-2)。
下面以结构式示出了衍生物的示例性实施例。
以下加成产物是根据本发明的胶带促进剂的示例性实施方式：
在此示出的结构式i表示根据本发明的胶带促进剂的一个实施例，并且其可为tmpta和一种或多种1h-咪唑衍生物的加成产物；例如，其中r为相同或不同，并且r可为h、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基和/或单-、二-、三-、四-、五取代苯基，其中在苯基基团(部分)上的取代基又可为相同或不同，并且选自以下群组：r苯基＝烷基(直链和支化)、烷氧基、-f、-cl、-br、-i、醛、酮、酸酯、酸酰胺、膦酸衍生物和/或磺酸衍生物。
在此示出的结构式ii表示根据本发明的胶带促进剂的另一实施例，并且其可为丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和1h-咪唑衍生物的加成产物；例如，其中r为相同或不同，并且r可为h、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基和/或单-、二-、三-、四-、五取代苯基，其中在苯基基团(部分)上的取代基又可为相同或不同，并且选自以下群组：r苯基＝烷基(直链和支化)、烷氧基、-f、-cl、-br、-i、醛、酮、酸酯、酸酰胺、膦酸衍生物和/或磺酸衍生物。
在此示出的结构式iii表示根据本发明的胶带促进剂的又一实施例，并且其可为季戊四醇四丙烯酸酯(peta)和1h-咪唑衍生物的加成产物；例如，其中r为相同或不同，并且r可为h、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基和/或单-、二-、三-、四-、五取代苯基，其中在苯基基团(部分)上的取代基又可为相同或不同，并且选自以下群组：r苯基＝烷基(直链和支化)、烷氧基、-f、-cl、-br、-i、醛、酮、酸酯、酸酰胺、膦酸衍生物和/或磺酸衍生物。
r2＝h或
在此示出的结构式iv表示根据本发明的胶带促进剂的另一实施例，并且其可为二季戊四醇五/六丙烯酸酯(dpha)和1h-咪唑衍生物的加成产物；例如，其中r为相同或不同，并且r可为h、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、苯基和/或单-、二-、三-、四-、五取代苯基，其中在苯基基团(部分)上的取代基又可为相同或不同，并且选自以下群组：r苯基＝烷基(直链和支化)、烷氧基、-f、-cl、-br、-i、醛、酮、酸酯、酸酰胺、膦酸衍生物和/或磺酸衍生物，并且r2如上所指。
在此可示出，咪唑和/或吡唑是对基于双酚a-和/或双酚f-二缩水甘油醚的不含邻苯二甲酸的环氧树脂非常有效的凝胶化和固化物质(凝胶化和固化剂)。
合适的胶带粘合剂是市售可获得的并且例如基于硅酮弹性体的那些。
本发明涉及用于电机中的定子线圈的绝缘的绝缘胶带，特别地涉及所述绝缘胶带的胶带粘合剂中的胶带促进剂。至今已知的基于n-乙基哌嗪的胶带促进剂在此被新的并且更好的化合物取代。本发明进一步涉及咪唑和/或吡唑、和/或咪唑-和/或吡唑-衍生物作为用于基于双酚a-和/或双酚f-二缩水甘油醚的不含邻苯二甲酸的环氧树脂的凝胶化和固化物质。
本发明涉及用于电机中的定子线圈的绝缘的绝缘胶带、特别地涉及所述绝缘胶带的胶带粘合剂中的胶带促进剂，所述绝缘胶带用于缠绕胶带绝缘体系。至今已知的基于n-乙基哌嗪的胶带促进剂在此被咪唑和/或吡唑类化合物取代。此外，通过本发明的进一步的实施例，还进行所述本领域新发现的咪唑和/或吡唑类化合物一般地作为在基于双酚a-和/或双酚f-二缩水甘油醚的环氧树脂(特别地其不含邻苯二甲酸酐的物质)中的凝胶化剂和/和固化剂的扩展应用。