Verfahren zur Isolierung elektrischer Leiter, Geräte und Aggregate Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Isolierung elektrischer Leiter, Geräte und Aggregate, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Isolierstoff ein hochmolekulares Poly- carbonat verwendet.
Es wurde nämlich gefunden, dass hochmolekulare Polycarbonate in Form von z. B. Press-, Spritzguss- oder Gusskörpern, Filmen, Fasern und LUberzügen hervorragend als elektrische Isolierstoffe geeignet sind. Hochmolekulare Polycarbonate können z. B.
durch Umsetzung von aromatischen Dioxyverbindun- gen, insbesondere von Di-monooxyaryl-alkanen, allein oder im Gemisch mit aliphatischen oder cycloalipha- tischen Dioxyverbindungen,
mit aliphatischen oder aromatischen Diestern der Kohlensäure oder mit Phosgen oder von Bis-chlorkohlensäureestern aroma tischer Dioxyverbindungen mit freien aromatischen oder aliphatischen Dioxyverbindungen hergestellt werden, z. B. nach dem in der Schweizer Patentschrift Nr. 335081 beschriebenen Verfahren. Besonders ge eignete Polycarbonate erhält man so unter Verwen dung von z.
B. folgenden Di-monooxyaryl-alkanen: 4,4'-Dioxy-diphenylmethan, 4,4'-Dioxy-diphenyldi- methylmethan, 4,4'-Dioxy-diphenyl-1,1-cyclohexan, 4,4'-Dioxy-3,3'-dimethyldiphenyl,l,l-cyclohexan, 2,2' Dioxy-4,4'-di-tert.butyl-diphenyldimethyhnethan und 4,4'-Dioxy-diphenyl-3,4-n-hexan, 2,2-(4,4'-Dioxy-di- phenyl)-butan, 2,2-(4,4'-Dioxy-diphenyl)-pentan, 3,3'- (4,4'-Dioxy-diphenyl)-pentan, 2,2-(4,
4'-Dioxy-diphe- nyl)-3-methyl-butan, 2,2-(4,4'-Dioxy-diphenyl)-hexan, 2,2-(4,4'-Dioxy-diphenyl)-4-methyl-pentan, 2,2-(4,4'- Dioxy-diphenyl)-heptan, 4,4-(4,4'-Dioxy-diphenyl)- heptan und 2,2-(4,4'-Dioxy-diphenyl)-tridecan.
Andere, für den Aufbau hochmolekularer Poly- carbonate geeignete Dioxyverbindungen sind z. B.: Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Polyäthylenglykol, Thiodiglykol, Äthylendithiodigly- kol, Propandiol-1,2 und die aus Propylenoxyd-1,2 hergestellten Di- bzw.
Polyglykole, Propandiol-1,3, Butandiol-1,3, Butandiol-1,4, 2-Methylpropandiol- 1,3, Pentandiol-1,5, 2-Äthylpropandiol-1,3, Hexan- diol-1,6, Octandiol-1,8, 2-Äthylhexandiol-1,3, Decan- diol-1,10, Chinit, Cyclohexandiol-1,2, o-, m-, p- Xylylenglykol, 2,2-(4,
4'-Dioxy-dicyclohexyl)-propan, 2,6-Dioxy-dekahydronaphthalin, Hydrochinon, Re- sorcin, Brenzkatechin, 4,4'-Dioxy-diphenyl, 2,2'-Di- oxy-diphenyl, 1,4-Dioxy-naphthalin, 1,6-Dioxy-naph- thalin, 2,6-Dioxy-naphthalin, 1,2-Dioxy-naphthalin, 1,5-Dioxy-anthracen, 1,4-Dioxy-chinoiin, 2,
2'-Dioxy- dinaphthyl-l,l' und o-, m-, p-Oxybenzylalkohol.
Ein hochmolekulares Polycarbonat, das z. B. durch Umsetzung von 4,4'-Dioxy-diphenyldimethylmethan mit Phosgen hergestellt worden ist und das den K- Wert 75 hat, hat in Form eines 70 ,u dicken, aus einer Lösung gegossenen Films folgende Eigenschaf ten:
Isolationswiderstand bei 20 7 X 1016,f2 X cm, bei 160 3 X 101192 X cm, Durchschlagsfestigkeit bei 50 /o relativer Feuchtigkeit 2700 KV/cm, Oberflä chenwiderstand bei 809/o relativer Feuchtigkeit 19 X 1013.i2, Dielektrizitätskonstante bei 20-130 2,5, bei 160 2,8, Verlustfaktor (Tangens ö) bei 20 10 X 10--1 (800 Hz), wobei das anomale Dispersions- gebiet erst oberhalb 130 beginnt.
EMI0001.0112
Die <SEP> mechanischen <SEP> Eigenschaften <SEP> sind:
<tb> Bruchlast <SEP> kg/cm2 <SEP> Dehnung <SEP> % <SEP> Stossfestigkeit <SEP> cm <SEP> kg/cm2
<tb> verstreckt <SEP> unverstreckt <SEP> verstreckt <SEP> unverstreckt <SEP> verstreckt <SEP> unverstreckt
<tb> 15-17 <SEP> 8 <SEP> 32-40 <SEP> 180 <SEP> - <SEP> 800-900 Die Feuchtigkeitsaufnahme beträgt bei 95% re- lativer Feuchtigkeit in 24 Stunden 0,5 0/0, die Wasser dampfdurchlässigkeit 0,
8 X 10-s g/Stunde X cm X mm Hg. Ausserdem ist dieses Polycarbonat sehr temperatur beständig. Bei einer 60,u dicken Folie aus unver- strecktem Polycarbonat tritt nach einer Lagerung in Luft während 12 Wochen bei 140 praktisch noch kein Abfall der Festigkeitswerte ein. Auch ist wäh rend dieser Zeit noch kein Kristallisieren des unver- streckten Materials zu beobachten.
Die hochmolekularen Polycarbonate sind ferner gegen chemische Agentien, insbesondere gegen Säu ren und Laugen, sehr beständig, ebenso gegen die Einwirkung von Licht und atmosphärischen Ein flüssen.
Auf Grund einer guten Verarbeitbarkeit durch z. B. thermoplastische Verformung oder aus Lösun gen sind die Polycarbonate in der Elektrotechnik vielseitig verwendbar. So können im Press-, Spritz- oder Giessverfahren beliebig geformte Gegenstände, z. B. Blöcke, gegebenenfalls mit Einlassungen von Leitern, Kondensatoren, Widerständen und Röhren, hergestellt werden, wobei die geringe Leitfähigkeit und Oberflächenleitfähigkeit auch in feuchter Atmo sphäre besonders vorteilhaft ist.
Aus dem Schmelzfluss oder aus Lösungen können Folien und Fasern hergestellt werden, die zum Um wickeln bzw. Umspinnen von z. B. elektrischen Lei tern verwendet werden können. Gegebenenfalls kön nen die so isolierten Leiter für kurze Zeit auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Polycarbonats erhitzt werden, wodurch die einzelnen Folienschichten oder Fasern miteinander verschweisst werden.
Aus dem Schmelzfluss oder aus Lösungen herge stellte Folien können auf Grund der geringen Tem peraturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante und des Verlustwinkels der Polycarbonate insbesondere vorteilhaft als Dielektrikum für elektrische Konden satoren verwendet werden. Zu diesem Zweck kann die Polycarbonatfolie als solche zwischen die strom führenden Beläge eingelegt oder um diese gewickelt werden, oder die stromführenden Beläge können, z. B. durch Aufdampfen von Metallen, auf die Poly- carbonatfolien aufgebracht werden. Schliesslich kön nen auch aussergewöhnlich dünne Filme, z.
B. mit Dicken von Bruchteilen eines ,ce, aus Lösungen auf Metallfolien hergestellt werden, die bei gleichmässiger Dicke eine gute Haftfestigkeit auf Folien besitzen, so dass auch auf diese Weise Kondensatoren vorteil haft hergestellt werden können. Die Polycarbonate schädigen dabei die Metalle nicht.
Ferner können elektrische Leiter direkt mit den Polycarbonaten aus Lösungen oder aus der Schmelze überzogen werden. Dabei ist die hohe Elastizität und Härte neben den günstigen elektrischen Eigenschaften der Polycarbonate, insbesondere ihre aussergewöhn lich hohe Durchschlagsfestigkeit, von besonderem Vorteil. Schliesslich können Papiere, Gewebebahnen, Glasgespinste und Glasmatten mit Lösungen der Polycarbonate getränkt und so mit dem Kunststoff imprägniert und als Isoliermaterial von z. B. elektri schen Leitern verwendet werden.
Die niedrige Dielektrizitätskonstante, der niedrige Verlustwinkel und der hohe Isolationswiderstand sol cher Isolierungen wirken sich besonders günstig bei der Isolierung von Hochfrequenzkabeln und -leitern aus.
Die elektrischen Eigenschaften aus Lösungen ge wonnener Fasern, Folien und Überzüge können in manchen Fällen durch ein nachträgliches Erwärmen, vorzugsweise auf oberhalb 100 , jedoch unterhalb des Schmelzpunktes der Polycarbonate, verbessert wer den, ebenso die Haftfestigkeit auf Unterlagen.
Den Polycarbonaten können gegebenenfalls Füll stoffe, Pigmente und Weichmacher zugesetzt werden. Als Füllstoffe können z. B. Kaolin, Talkum, Glas und Glimmer, als Weichmacher z. B. Phthalsäure- und Phosphorsäureester verwendet werden.
Die grosse Zahl der hochmolekularen Polycar- bonate erlaubt es, bei gleichbleibenden, günstigen elek trischen Eigenschaften die physikalischen Eigen schaften der Isolierstoffe, z. B. in bezug auf Festig keit, Dehnung, Elastizität und Erweichungspunkt, in weiten Grenzen zu variieren und dem vorgesehenen Verwendungszweck anzupassen.