Procédé pour la fabrication de matières synthétiques résistant au courant de fuite superficiel.
En électrotechnique, des matières synthétiques résistant au courant de fuite superficiel sont fréquemment utilisées. Abstraction faite des résines non saturées à base de polyester, de mêla mine et d'aniline, qui présentent à l'état non chargé une bonne résistance au courant de fuite superficiel, la plus grande partie des résines synthétiques ne peut pas 8tre caractérisée comme résistant au courant de fuite superficiel. La mauvaise résistance au courant de fuite superficiel des résines restantes se manifeste avant tout d'une manière extraordinairement forte lorsque les résines sont additionnées de matières de charge, telles que la poudre de quartz,
le talc, etc. On constate souvent que les résines de cou-lage par exemple ( en particulier un de leur plus important représentant : les résines époxy qui montrent
à l'état non chargé une résistance suffisante au courant de fuite superficiel ) ne donnent absolument aucun résultat lorsqu'elles sont mélangées avec des matières de charge, ce qui est très fréquemment nécessaire pour améliorer les propriétés mécaniques des résines ou pour réduire le retrait se présentant lors du durcissement ou pour développer économiquement l'application des résines coûteuses par l'addition d'une matière de charge bon marché.
Dès lors, on a déjà essayé de découvrir des matières de charge appropriées en vue de produire des mélanges résistant au courant de fuite superficiel, indépendamment du caractère propre de la résine. Ces essais
<EMI ID=1.1>
simplement que l'utilisation d'hydrate d'aluminium en tant que matière de,charge conduit à des produits résistant au courant de fuite superficiel ( AIEE Transactions
77, août 1958, page 632 ). Si l'on mélange par exemple une résine époxy se trouvant couramment dans le commerce avec de l'hydrate d'aluminium ( ou de l'oxyhydrate d'aluminium ) lans un rapport de poids de 1/1 et si on laisse durcir ce mélange, on constate lors de la vérification de la résistance du courant de fuite suivant
<EMI ID=2.1>
s'est formée après 100 gouttes. Cette action de l'oxyde d'aluminium est toutefois immédiatement perdue lorsqu'il n'est plus utilisé seul mais en mélange avec de la poudre de quartz par exemple. Une résine, à laquelle on ajoute par exemple la même quantité en poids de matière
<EMI ID=3.1>
<EMI ID=4.1>
tes une ligne de fuite et ne peut plus dès lors être caractérisée comme résistant au courant de fuite superfi- <EMI ID=5.1>
en tant que matière de charge, il se forme également après 3 gouttes une ligne de fuite. Il n'est donc pas possible de produire des résines chargées résistant au courant de fuite superficiel du fait qu'on ajoute dans un rapport quantitatif déterminé de l'hydrate d'aluminium aux matières de charge usuelles.
On a néanmoins constaté qu'on obtient des matières synthétiques résistant au courant de fuite superficiel par addition de matières catalytiquement actives, dans la mesure où elles sont produites ou déposées sur la surface de la matière de charge organique ou inorganique prévue pour l'utilisation. Les matières actives peuvent être utilisées dans des rapports de poids variant fortement.
En tant:;que matières actives, on entend les oxydes métalliques et les hydrates,métalliques connus en soi. L'oxyde de fer, l'oxyde de cuivre, l'oxyde de chrome, l'oxyde de sélénium, l'oxyde d'aluminium, l'hydrate d'aluminium etc, se sont révélés particulièrement appropriés.
Le durcissement peut être réalisé de différentes façons. Le choix de la méthode de durcissement et de l'agent de durcissement appropriés chaque fois au mieux se détermine suivant le but d'utilisation propre à chaque cas, En général, le durcissement est produit à la, température ambiante par addition de catalyseurs basiques et les courtes trempes à des températures relativement basses.
Les produits préparés conformément à l'invention peuvent trouver application pour des buts de plusieurs sortes, toutefois avant tout comme matières synthétiques pour l'électrotechnique, en particulier pour la fabrication de corps de coulage et comme masse d'enrobage pour des éléments de construction électrique.
Les produits prépares conformément à l'invention peuvent en outre trouver application comme enduits et adhésifs.
les exemples suivants expliquent l'invention. Le constituant de départ utilisé dans les exemples, pour lequel aucune protection n'est revendiquée dans la présente invention, a été produit comme suit :
préparation du constituant de départ :
100 g d'une résine diépoxy liquide (équivalent époxy 0,50) sont mélangés intimement à 12,2 g de triéthylènetétramine. Le mélange est durci pendant 15 heures à la température ambiante et finalement trempé pendant 2 heures à 60[deg.]C.
Au cours de la vérification de la résistance
au courant de fuite superficiel suivant la DIN 53480, aucune ligne de fuite n'a été exterminée après 100 gouttes. L'échantillon montre de fortes combustions et l'absence d'un pont de carbone conducteur doit être attribuée au fait que les ponts de carbone produits en premier lieu sont immédiatement et de nouveau fermés par fusion par des fractions liquéfiées de résine.
Si l'on ajoute 20 g de poudre de quartz à 20 g de résine additionnée de durcisseur, si l'on mélange
bien et laisse durcir ( comme décrit ci-avant ), on constate un pont de carbone conducteur déjà après 3 gouttes lors de la vérification de la résistance au courant de fuite superficiel.
EXEMPT,^ 1
20 g de résine époxy additionnée de durcisseur sont mélangés avec 20 g de matière de charge, qui est préparée suivant le procédé ci-après :
2 g du mélange réactionnel de sélénium suivant Wieninger sont dissous dans 10 millilitres d'acide nitrique concentré et l'acide est évaporé. Le résidu restant
<EMI ID=6.1>
de quartz sont ajoutés. Après mélange intime, l'eau est évaporée et le mélange obtenu est soigneusement séché.
La matière de charge ainsi produite est mélangée intimement au mélange résine-durcisseur et celui-ci est durci pendant 15 heures à la température ambiante
et finalement pendant environ 2 heures à 60[deg.]C.
Après durcissement de la résine chargée, une ligne de fuite s'est seulement formée après 12 gouttes au cours de la vérification.
EXEMPLE 2
20 g de résine époxy additionnée de durcisseur sont mélangés à 20 g d'une matière de charge, qui est préparée suivant le procédé ci-après :
6 g de nitrate de cuivre sont dissous dans 20 millilitres d'eau et 18 g de poudre de quartz sont intro- duits dans cette solution et mélangés parfaitement. Après évaporation de l'eau, la matière de charge est calcinée
<EMI ID=7.1>
Après durcissement de la résine ( comme décrit dans l'exemple 1 ), mne ligne de fuite s'est formée après
11 gouttes.
EXEMPLE 3
20 g de résine époxy additionnée de durcisseur sont mélangés dans 20 g d'une matière de charge, qui est préparée suivant le procédé ci-après :
<EMI ID=8.1>
té à 5 millilitres d'acide sulfurique concentré et finalement évaporé. Le résidu est absorbé dans 20 millilitres d'eau et ensuite 19,5 g de poudre de quartz sont délayés parfaitement. Après séchage de la matière de charge, on calcine pendant 2 heures à 800[deg.]C.
La vérification de la résine durcie conformément à l'exemple 1 n'a donné aucune formation de ligne de fuite .après 100 gouttes.
EXEMPLE 4
Process for the manufacture of synthetic materials resistant to surface leakage current.
In electrical engineering, synthetic materials resistant to surface leakage current are frequently used. Apart from the unsaturated resins based on polyester, melamine and aniline, which in the uncharged state exhibit good resistance to surface leakage current, the majority of synthetic resins cannot be characterized as resistant. to the surface leakage current. The poor resistance to surface leakage current of the remaining resins is manifested above all in an extraordinarily strong way when the resins are added with fillers, such as quartz powder,
talc, etc. It is often observed that casting resins for example (in particular one of their most important representative: epoxy resins which show
in the unloaded state sufficient resistance to surface leakage current) give absolutely no result when mixed with fillers, which is very frequently necessary to improve the mechanical properties of resins or to reduce shrinkage. exhibiting during curing or for economically expanding the application of expensive resins by the addition of inexpensive filler.
Therefore, attempts have already been made to find suitable fillers for producing mixtures resistant to surface leakage current, regardless of the inherent nature of the resin. These tests
<EMI ID = 1.1>
simply that the use of aluminum hydrate as a filler material leads to products resistant to surface leakage current (AIEE Transactions
77, August 1958, page 632). If, for example, an epoxy resin commonly found on the market is mixed with aluminum hydrate (or aluminum oxyhydrate) in a weight ratio of 1: 1 and this mixture is allowed to harden , when checking the resistance of the following leakage current
<EMI ID = 2.1>
formed after 100 drops. This action of the aluminum oxide is however immediately lost when it is no longer used alone but as a mixture with quartz powder for example. A resin, to which for example the same amount by weight of material is added
<EMI ID = 3.1>
<EMI ID = 4.1>
is a creepage line and can therefore no longer be characterized as resistant to surface leakage current - <EMI ID = 5.1>
as a filler, after 3 drops a leakage line is also formed. It is therefore not possible to produce filled resins resistant to surface leakage current because aluminum hydrate is added in a fixed quantity ratio to the usual fillers.
It has, however, been found that plastics resistant to surface leakage current are obtained by the addition of catalytically active materials, as long as they are produced or deposited on the surface of the organic or inorganic filler material intended for use. The active ingredients can be used in widely varying weight ratios.
As: active materials are understood metal oxides and metal hydrates known per se. Iron oxide, copper oxide, chromium oxide, selenium oxide, aluminum oxide, aluminum hydrate etc. have been found to be particularly suitable.
Curing can be done in different ways. The choice of the most appropriate curing method and curing agent each time is determined by the specific purpose of use in each case. In general, curing is produced at room temperature by addition of basic catalysts and short quenching at relatively low temperatures.
The products prepared in accordance with the invention can find application for purposes of various kinds, however above all as plastics for electrical engineering, in particular for the manufacture of casting bodies and as coating material for electrical construction elements. .
The products prepared in accordance with the invention can also find application as coatings and adhesives.
the following examples explain the invention. The starting component used in the examples, for which no protection is claimed in the present invention, was produced as follows:
preparation of the starting component:
100 g of a liquid diepoxy resin (epoxy equivalent 0.50) are intimately mixed with 12.2 g of triethylenetetramine. The mixture is cured for 15 hours at room temperature and finally quenched for 2 hours at 60 [deg.] C.
During resistance check
at surface leakage current according to DIN 53480, no leakage line has been exterminated after 100 drops. The sample shows strong combustions and the absence of a conductive carbon bridge must be attributed to the fact that the carbon bridges produced in the first place are immediately and again melt-closed by liquefied fractions of resin.
If we add 20 g of quartz powder to 20 g of resin with the addition of hardener, if we mix
well and allowed to harden (as described above), a conductive carbon bridge is already observed after 3 drops when checking the resistance to the surface leakage current.
EXEMPT, ^ 1
20 g of epoxy resin with the addition of hardener are mixed with 20 g of filler, which is prepared according to the following process:
2 g of the selenium reaction mixture according to Wieninger are dissolved in 10 milliliters of concentrated nitric acid and the acid is evaporated off. The remaining residue
<EMI ID = 6.1>
quartz are added. After thorough mixing, the water is evaporated and the mixture obtained is carefully dried.
The filler material thus produced is thoroughly mixed with the resin-hardener mixture and the latter is cured for 15 hours at room temperature.
and finally for about 2 hours at 60 [deg.] C.
After the filled resin cured, a leak line only formed after 12 drops during checking.
EXAMPLE 2
20 g of epoxy resin with the addition of hardener are mixed with 20 g of a filler, which is prepared according to the following process:
6 g of copper nitrate are dissolved in 20 milliliters of water and 18 g of quartz powder are introduced into this solution and mixed thoroughly. After evaporation of the water, the filler material is calcined
<EMI ID = 7.1>
After hardening of the resin (as described in Example 1), a leakage line formed after
11 drops.
EXAMPLE 3
20 g of epoxy resin with the addition of hardener are mixed in 20 g of a filler, which is prepared according to the following process:
<EMI ID = 8.1>
5 milliliters of concentrated sulfuric acid and finally evaporated. The residue is absorbed in 20 milliliters of water and then 19.5 g of quartz powder are thoroughly diluted. After drying the filler material, it is calcined for 2 hours at 800 [deg.] C.
Checking the cured resin according to Example 1 did not show any formation of a leak line after 100 drops.
EXAMPLE 4