AT207123B - Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierlacken - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierlacken 
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierlacken aus speziellen hydroxylgruppenhaltigen Esterharzen, die mit Isocyanaten unter Bildung von Polyurethanen zur Reaktion gebracht werden. 



   In den letzten Jahren haben sich die Polyurethane als eine neue Kunststoffklasse immer mehr durchsetzen können. Sie entstehen auf dem Wege der Polyaddition aus hydroxylgruppenhaltigen Körpern, vorwiegend Alkylharzen und Mono- oder Polyisocyanaten. Die Alkydharzkomponente stellt man meist durch eine einfache Veresterungsreaktion aus Polyolen und Polycarbon- 
 EMI1.1 
    Phthalsäuren,thyl-2, 4-phenyldiisocyanat   oder ein Reaktionsprodukt dieses Isocyanates mit Polyalkoholen, vorwiegend Triolen, Verwendung, das pro Molekül im Mittel noch 3 reaktionsfähige Isocyanatgruppen enthält. Als Lacke werden solche Produkte üblicherweise im 2-Komponentenverfahren verarbeitet. Die Reaktion findet in der Kälte statt. 



  Im speziellen Fall ist es, wie bekannt, möglich, die Isocyanatgruppen durch cyclische Alkohole wie Phenol oder Homologe reversibel zu blockieren. Man erhält so einen l-Komponentenlack, der in der Wärme unter Abspaltung der Blocksubstanz zur Reaktion gebracht werden kann. 



   In dieser Form finden solche Produkte auch Verwendung in der Elektroindustrie zur Herstel- lung von Isolierlacken für Drähte. 



   Die elektrischen Eigenschaften dieser Lacke sind sehr gut. Durch Variation der Polyesterkomponente erhält man entweder sehr weiche und hochelastische Produkte, die jedoch geringere Lö-   sungsmittelbeständigkeit   besitzen, oder aber sehr harte Stoffe, die an Elastizität erheblich   einge-   büsst haben, dafür aber   ausserordentlich   resistent gegen organische Lösungsmittel geworden sind. 



  In der Elektroindustrie entstand bald der Wunsch, Produkte zu erhalten, die eine hohe Elastizität, auch nach längerer Wärmeeinwirkung, und zu-   gleich gute Lösungsmittelbeständigkeit   besitzen. 



   Es wurde nun gefunden, dass man Produkte mit diesen gewünschten Eigenschaften erhält, wenn man für die Herstellung der Polyurethane solche
Polyester verwendet, die aus einem Gemisch von   Di-und Polyolen   als alkoholische Komponente und Terephthalsäure als Carbonsäurekomponente hergestellt sind. Hiebei ist jedoch die an sich bei der Phthalsäure übliche und bekannte Direktveresterung wegen der hohen anzuwendenden Veresterungstemperaturen praktisch nicht durch-   führbar.   



   Es wurde in überraschender Weise gefunden, dass man befriedigende Ergebnisse erzielt, wenn auf dem Wege der Umesterung Diester der Terephthalsäure mit niederen Alkoholen, im besonderen deren Dimethylester oder Diäthylester, mit einem Gemisch von   Di-und Polyolen in   Gegenwart von speziellen Katalysatoren zur Reaktion gebracht und die so erhaltenen Produkte mit Dioder Polyisocyanaten zu Lacken verarbeitet werden. 



   Es ist an sich bekannt, auf diesem Wege der Umesterung Kondensationsprodukte aus Terephthalsäure und Diolen, im besonderen Ethylenglykol, herzustellen, u. zw. unter Ausbildung von langkettigen Produkten. Abgesehen von dem Nachteil, dass es praktisch unmöglich ist, diese Kondensationen an einem gewünschten Punkt abzubrechen, sind solche Kondensationsprodukte ausserordentlich schwierig in einer löslichen Form zu isolieren. 



   Es ist ferner in einer älteren Anmeldung schon vorgeschlagen worden, für die Herstellung von Polyestern niedere Dialkylester der Terephthal-   säure, Xthylenglykol   und ein oder mehrere mehrwertige Alkohole einfach in irgendeinem geeigneten Reaktionsgefäss zusammenzugeben und die   Reaktionskomponenten allmählich   zu erhitzen. 



  Als Umesterungskatalysator nimmt man nach jenem Verfahren z. B. Blei- oder Zinkoxyd oder die Acetate von diesen und ändern Metallen. Um eine Sublimation der verwendeten niederen Dialkylester der Terephthalsäure zu verhindern, wird nach dem gleichen Verfahren Xylol oder ein ähn-   liches Material dem Reaktionsgemisch zugesetzt, um die Dialkylester in Lösung zu halten.   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



     Demgegenüber   ist das Verfahren zur Herstellung solcher Ester gemäss vorliegender Erfindung bedeutend verbessert. Die Umsetzungsprodukte der auf diesem Wege hergestellten Ester mit Di- oder Polyisocyanaten beistzen einerseits ausgezeichnete elektrische Isoliereigenschaften und ergeben anderseits einen hervorragenden, insbesondere auf metallischen Oberflächen gut haftenden, elastischen und temperaturbeständigen Lack. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren wird in der Weise durchgeführt, dass man zunächst die Mischung der Alkohole aufschmilzt, in die Schmelze dann   Terephthaldimethyl-oder Diäthylester   allmählich einträgt und-dann den Katalysator zugibt. Hierauf wird die Temperatur langsam gesteigert, bis die theoretische Menge Methanol bzw. Äthanol abdestilliert ist. Nach der Umesterung nimmt man in einem geeigneten Lösungsmittel auf und filtriert vom Katalysator ab. 



   Durch dieses Verfahren vermeidet man praktisch vollständig die Sublimation der niederen Terephthalsäuredialkylester, ohne wie bei dem bekannten Verfahren entweder geeignete Lösungsmittel für diesen Zweck zu gebrauchen, noch ei-   nen bei einer Temperatur betriebenen Kondensator zu benötigen, die einmal niedrig genug ist,   um das Sublimat zurückzuhalten, zum andern 
 EMI2.1 
 
Alkohole abdestillieren zu lassen. 



   Als Katalysatoren werden erfindungsgemäss
Ceroxyd oder ein Gemisch von Blei-und Calciumoxyd oder Alkoholate des Aluminiums, Magnesiums oder anderer Metalle oder Gemische der genannten Stoffe verwendet. Diese Katalysatoren bewirken nicht nur die übliche Beschleunigung des Umesterungsvorganges, welche durch beliebige Metalloxyde oder organische Metallsalze erreicht wird, sondern sie steigern die Geschwindigkeit des Reaktionsablaufes in so hervorragender Weise, dass die Umsetzung bereits nach   1-2   Stunden und bei Temperaturen um etwa   2000 C be endet   ist. 



   Zu guten Produkten gelangt man nach vorliegender Erfindung, wenn man ein Gemisch von Diolen und Tri-bzw. Polyolen verwendet in einem   Aquivalentverhältnis   Diol : Triol oder Poly-   ol   in den Grenzen 2 : 1 bis 1 : 5, vorzugsweise 1 :   l'bis l :   2, und wenn man im Aquivalentverhältnis   Terephthalsäure : Alkohol   wie 2 : 3 bis 
 EMI2.2 
 und als Polyole vorzugsweise solche verwenden, welche ausschliesslich in ihrer Reaktion gleichwertige Hydroxylgruppen enthalten, wie z. B. 



  Trimethylolpropan oder Pentaerythrit. Geeignet sind aber auch Triole der Art wie z.   B.   Glycerin, Hexantriol u. dgl. 



   Den so erhaltenen Polyester versetzt man nun mit der aus der Bestimmung der Hydroxylgruppenzahl sich ergebenden theoretischen Menge ei- 
 EMI2.3 
 de)Isocyanatgruppen mit Phenol oder Homologen die in der Wärme reversibel abgespalten werder können, stabilisiert ist. 



   Das   Rea : ktionsprodukt   stellt einen lagerfähi- 
 EMI2.4 
 ;Elektroisolierlack ±ür Kupfer-drähte dar und wird in dieser Form in bekannter Weise als Drahtlack   verar. beitet. Die erh 11-   tenen Endprodukte zeigen, wie dieses bei den üblichen   Terephthalsäureestem   an sich bekannt ist, eine ausserordentlich hohe Beständigkeit gegen Lösungsmittel und gegen erhöhte Temperaturen. 



  Gleichzeitig zeichnen sie sich jedoch im Vergleich zu bekannten Produkten durch eine sehr stark erhöhte Elastizität aus. Die für die Elektroindustrie neuartigen Produkte, die gemäss vorliegender Erfindung erhalten werden, ergeben einen erheblichen technischen Fortschritt. 
 EMI2.5 
 l : 62 Gew.-TeileKolben unter Rühren auf 1200 C hochgeheizt.

   Dann fügt man 194 Gew.-Teile Terephthalsäuredimethylester und 2   Gew.-Teile   Ceroxyd zu und steigert unter weiterem Rühren und Destillieren die Temperatur im Laufe von 1-2 Std. langsam so lange, bis die theoretische Menge   Methylalko-   
 EMI2.6 
 
 EMI2.7 
 
 EMI2.8 
 zität auch nach längerer Wärmeeinwirkung und hervorragende Lösungsmittelbeständigkeit sowie ausgezeichnetes elektrisches Verhalten aufweisen.   Beispiel 2 :   194   Gew.-Teile   Terephthalsäuredimethylester,   62 Gew. - Teile   Glykol, 60 Gew.Teile Glycerin sowie   1, 5 Gew.-Teile   Bleioxyd und 0,5 Gew.Teile Calciumoxyd werden - wie in Beispiel 1 angegeben-langsam aufgeheizt und so lange destilliert, bis die theoretische Menge Methanol übergegangen ist.

   Es wird wieder in Kre-   ; 01 gelöst und   nach Zusatz von   1. 284 g iblockier-   tem Polyisocyanat, als   500/oige Lösung in   Kresol, verarbeitet, wie in Beispiel 1 angegeben. 



    Beispiel 3 :   194   Gew.-Teile   Terephthaldime- : hylester, 90   Gew.-Teile 1, 4-Butandiol,   90 Gew.- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Teile Trimethylolpropan sowie 12   Gew.-Teile   Magnesiumäthylat werden, wie in den andern Beispielen beschrieben, umgeestert und zu einer   500/ogen   Lösung verarbeitet, wie in Beispiel 1 beschrieben. Nach Zugabe von 1284 g blockiertem Triisocyanat, in   500/eiger   Lösung in Kresol, resultiert wiederum ein Produkt, das sich in hervorragender Weise als Elektroisolierlack eignet. 



   PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierlacken auf Polyurethanbasis unter Umsetzung von Polyestern, die noch eine Anzahl freier Hydroxylgruppen enthalten, mit   du-odes   Polyisocyanaten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch von Diolen und Polyolen unter Rühren aufgeschmolzen, hierauf langsam mit einem niederen Diester der Terephthaläure, vorzugsweise Terephthalsäuredimethylester, versetzt und dann das Reaktionsgut in Gegenwart solcher Katalysatoren umgeestert wird, durch die die Reaktion innerhalb von 1 bis 2 Stunden bei Temperaturen um etwa 2000 C abgeschlossen ist, worauf der so erhaltene Polyester nach Entfernung der Katalysatoren mit einer seiner Hydroxylgruppenzahl   entsprechenden theoretischen Menge eines Polyisocyanates versetzt wird.  

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeich- net durch die Vewendung eines Polyisocyanates, , das durch Blockierung der Isocyanatgruppen mit Phenol oder dessen Homologen, die in der Wärme reversibel abgespalten werden können, stabilisiert ist.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da- durch gekennzeichnet, dass als Katalysatoren Ceroxyd oder ein Gemisch von Blei- und Calciumoxyd oder Alkoholate des Aluminiums, Magnesiums oder anderer Metalle oder Gemische der genannten Stoffe verwendet werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Diole Xthandiol, 1, 3..., Propandiol oder 1, 4-Butandiol und dass als Polyole vorzugsweise solche mehrwertigen Alkohole verwendet werden, welche in der Reaktion gleichwertige Hydroxylgruppen enthalten, beispielsweise Trimethylolpropan und Pentaerythrit oder auch andere Triole, wie z. B. Glycerin und Hexantriol.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 ibis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Xquivalentver- hältnis von Diol: Polyol 2 : 1 bis 1 : 5, vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 2, und das Aquivalentverhält- nis Terephthalsäure : Alkohol 2 : 3 bis 2 : 8, vorzugsweise 2 : 3 bis 2 : 4, beträgt.