Verwendung von organisches Polymer enthaltenden Massen als Isoliermaterial
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von hydratisiertes Aluminiumoxyd und organisches Polymer enthaltenden Massen als Isolermaterial.
Bekanntlich treten bei bestimmten Arten von elektrischen Anordnunge, n periodlisch elektrische Entladungen zwischen Punkten verschiedenen Potentials auf. Die Ursachen derartiger Entladungen liegen in Überspannungen oder Verunreinigungen zwischen diesen Punkten. Obwohl die isolierenden Komponenten der elektrischen Anordnung zweckmässigerweise organische Stoffe enthalten, die billig sind und leicht gegossen oder auf andere Weise verarbeitet werdren können, besteht doch ein besonders schwerwiegender Nachteil darin, dass die onganischen Bestandteile dieser Komponenten das Bestreben zeigen, einen kohlenstoffhaltigen Niederschlag zu erzeugen, wenn sie einer elektrischen Entladung ausgesetzt sind.
Diese Niederschläge bilden schliesslich einen Kriechweg von so niedrigem Widerstand, dass ein Kurzschluss der Anordnung auftritt.
Man hat deshalb bisser die Verwendung von organischen Polymeren für Isolationsmassen vermieden, wenn die Isolation bzw. das darin enthaltene Polymere derartigen elektrischen Entladungen ausgesetzt werden sollte und damit auf verschiedene andere Vor, teile der Verwendung solcher Polymere verzichtet.
Zu den organischen, Polymeren, welche dieser Verwendungsbeschränkung unterliegen, gehören Butylkautschuk, kautschukartige Butadien-Styrol-Misch- polymerisate, Chloroprenpolymerisate und-mischpolymerisate, ferner Nitrilkautschukarten, beispiels weise Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat, Iso butylen-Diolefin-Kautschukarten (Butylkautschuk), z. B.
Mischpolymerisate von Isobutylen und Isopren, Polyacrylsäureesterkautschuk, Polysulfidkautschuk (Thioplaste), Silikonkautschuk, Polyester-Isocyanatkautschuk, Polyurethane, Äthoxylinharze und Polyesterharze. tÇblicherweise verwendlete anorganische Füllstoffe sind Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd und Glimmer. Ferrer ist es bekannt, hydratisiertes Aluminiumoxyd mit Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten und vulkanisiertem Kautschuk zu verarbeiten, um eine erhöhte Zugspannungsfestigkeit sowie höheren Widerstand gegen kalten Flués zu erzielen.
Gemäss der Erfindun ; werden n, un Massen, welche organisches Polymer und 20-80 Gew. /o. hydrati- siertes Alumin, iumoxyd enthalten, als Isoliermaterial zur elektrischen Isolierting von mindestens zwei elektrischen Teilen verschiedenen Potentials verwendet.
Dadurch kann die Bildunig von kohlenstoffhaltigen Pfaden zwischen den elektrischen Teilen auf der Oberfläche der polymerhaltigen Isolierung vermieden werden. Derartige Masslen können beispielsweise zum Umgiessen von Transformatoren zur Isolation und zur Bildung einer Schutzschicht verwendet werden. Diese Schutzschichten ermöglichen eine im Vergleich zu bisher erreichten Werten wesentlich höhere Beständigkeit gegen Hochspannungsentladungen von Transformatoren. Dabei können für die erfindungsgemäss verwendeten Massen insbesondere auch die oben erwähnten, bisher finir diesen Zweck nicht brauchbaren organischen Polymeren verwendet werden.
In der beiliegenden Zeichnung zeigen :
Fig. 1 einen Freiluft-Hochspannungstransforma- tor, wobei Teile des Transformators aus,-espart sind, um Konstruktionseinzelheiten erkennen zu lassen,
Fig. 2 die graphische Darstellung von Versuchsergebnissen, die sich bei Isoliermaterialien mit Butylkautschuk ergeben, und
Fig. 3 eine elektrische Versuchsanordnung zur Messung der Lebensdauer einer Isolation.
Der Transformator oder Wandler nach Fig. 1 weist ein Magneteisen 36 auf, um das herum die Hochspannungsprimdrwicklung 37 und die Niederspannungssekundärwicklung 38 gelegt sind. Die Hochspannungszuleitungen oder Klemmen 39 ragen aus dem Giessgehäuse und dem Isolierteil 35 nach auben und dienen dazu, die Primä. rwicklun. g 37 an eine Hochspannungsleitung anzuschliessen. Die An schliisse zur Sekundärwicklung 38 werden durch Zuleitungen 40 und Hlemmen hergestellt, die hinter der Abdeckplatte 41 angeordnet sind. Eine Metalltragplatte 42 erleichtert die Befestigung der Einrichtung.
Der Giessbauteil 35 enthlilt ein organisches elastomeres Palmer mit darin verteiltem hydratai- siertem Aluminiumoxyd in der angegebenen Menge, so dass eine Ausbildung von kohlenstoffhaltigen Pfaden durch elektrische Entladungen, z. B. zwischen den Klemmen 39 und der leitenden Tragplatte 42, vermieden wird.
Ohne Zusatz von hydratisiertem Aluminiumoxyd in der angegebenen Menge können die an der Ober flache des Isoliermaterials stattfindenden Hochtemperaturentladungen (2000-3000 C) unter Zersetzung des organischen Polymeren mit kumulierender Wirkung und daher sehr schnell zunächst zur Bildung kohlenstoffhaltiger Kriechstrompfade und- schliesslich zum Durchschlag führen. Auch die An- ordnung von Kriecherscheinungen entgegenwirkenden Rippen 43 kann die Oberflächenkriechentladungen zwischen d ! en einzelnen Klemmen und zwischen Klemmen und leitender Tragplatte 42 insbesondere dann nicht verhindern, wenn die Oberfldche, des Iso- lators verschmutzt ist.
Zwischen elektrischen Lei tern mit grossem Spannungsunterscied treten ausserdem auch Lichtbogen-und Ionisierungsentladungen auf.
Zu den elektrischen Geräten, bei denen elektrische Entladungen oder Lichtbögen zu erwarten sind und fUr welche das Isoliermaterial mit grossem Vorteil erfindungsgemäss verwendet werden kann, gehören auch elektrische Schalter, Einrichtungen zum Trennen von Lichtbögen bei Starkstromschaltern, Schalttafeln usw. In dem beispielsweise dargestellten Hochspannungsgerät sind die elektrischen Leiter, zwischen denen eine hohe Potentialdifferenz herrscht, mit einer Masse eingegossen, die organisches (z. B. ein elastomeres) Polymer sowie 2080 Gew. /o hydratisiertes Aluminiumoxyd enthäl. t. Der Anteil der Masse an hydratisiertem Aluminiumoxyd innerhalb der angegebenen Grenzen wird zweckmässigerweise auf die Betriebsbedingungen abgestellt.
Dadurch kann die Lebensdauer des Gerätes bei Auftreten von Lichtbögen oder anderen elektrischen Entladungserschei nungen erheblich Erhöht werden.
Einige beispielsweise Zusammensetzungen des zu verwendenden Isoliermaterials seien nachfolgend näher beschrieben :
Beispiel 1
Es wurden an Modellen Versuche mit verschiedenen Beispielen von Isoli, ermaterialien durchgeführt, darunter Butylkautschuk mit einem hydratisierten Aluminiumoxyd der Zusammensetzung A1z03 3 H20 unter verschiedenen Gewichtsverhältnissen. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 2 graphisch dargestellt, wo die Mittelwerte der Ergebnisse der Prüfungen bei verschiedenem Aluminiumoxydhydrat-Gehalt in Gew. /o (Abszisse) gogen die Zahl d'er Betriebsstun- den bis zum Durchschlag (Ordinate) eingetragen sind.
Die genauen numerischen Werte der graphisch in Fig. 2 dargestellten Mcsswerte sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt, wobei die %-Angaben die Gewichtsanteile, bezogen auf das ge- samte Isoliermaterial, angeben. Der Gehalt an Tonerdehydrat von 17 /o ist nicht erfindungsgemäss
Tabelle I
Tonerdehydrat Butylkautschuk Stunden
Ursache des Ausfalls % % bis zum Ausfall
17 40 2 Kohlenstoffablagerung an der
Oberfläche
20 43 48 Kohlenstoffablagerung an der oberfläche
25 46 71 Kohlenstoffablagerung an der
Oberlfäche und Erosion
30 43 190 Erosion
40 43 197 Erosion
50 35 176 Erosion
60 28 224 Erosion
Die übrigen Bestandteile des geprüten Isolermaterials waren in jedem Fall ein Härter und !
Diatomeenerde als Füllmittel. Der Härter bestand aus folgenden Komponenten, wobei sich die angegebenen Prozentwerte auf das Gewicht des verwendeten Butylkautschuks beziehen : Tabelle 11
Stearinsäure 3 /o
Zinkoxyd (Zn0) 5 /o
Mennige (Fb304) 10 /o
Elementarer Schwefel 21/o p, p'-Dibenzoylchinondioxim 6 /o
Die bei diesen Versuchen verwendeten blattförmigen Probekörper besassen eine Dicke von ungefähr 1, 9 mm und eine Flache von angenähert 38, 4 cm2 ; sie wurden bei einer Temperatur von ungefähr 150 C etwa 20 Minuten in einer Form vulkanisiert.
Zum Zwecke weiterer Prüfung wurde der Probekörper, der in Fig. 3 mit 21 bezeichnet ist, in einen Hochspannungs-Untersuchungsraum und dort auf eine Platte 22 aus gut leitendem Metall gebracht, welche um ungefähr 15 gegen die Horizontale ge- neigt war.
Zwei Elektroden 23 und 24, welche eine Flache von etwa 2, 5 X 5 cm aufwiesen, wurden auf die Oberfläche jedes Versuchskörpers 21 aufgelbracht, das heisst auf die Oberfläche des Versuchskörpers, die nicht mit der leitenden Platte in Berührung stand. Die Elektroden 23 un, d 24 wurden dabei in einem Abstand von un, gefähr 2, 5 cm voneinander angeordnet, wobei die Längsachsen parallel zueinander verliefen.
Die mit der Bezugsnummer 23 bezeichnete Elektrode wurde mit der metallischen Platte 22 mittels der Klemmen 25 und 26 und mittels des Leiters 27 verbunden. Die beiden Elektroden wurden ferrer mit einer Wechselstrom-Hochspannungsquelle tuber die Klemmen 28 und 29 verbunden, wobei die Hochspannung tuber einen regelbaren Transòrmator einstellbar war. Bei der beschriebenen Anordnung kann eine Zerstörung des Probekörpers einerseits zwischen den beiden Elektroden 23 und 24 oder zwischen der Elektrode 24 und der Metallplatte 22 infolge veiner Oberflächenleitung auftreten, anderseits infolge einer Erosion zwischen der Elektrode 24 und der metallischen Platte 22 durch den Versuchskörper hindurch.
Nachdem d'ie Versuchskörper in die beschriebene Einrichtung eingebracht worden waren, wurden sie zunächst mit künstlichem Staub eingenelbelt, der dem atmosphärischen Staub entspricht. In der Darstellung sind die Staubteilchen mit 30 bezeichnet. Während des Versuches wurden die Versuchskörper mit einem feinen Wasserstrahl 31 besprüht, zu welchem Zwecke eine Wasserdüse 32 mit einer Luft-und einer Wasserzuleitung 33 bzw. 34 verbunden war. An die Elektroden 23 und 24 wurde nun eine Wechselspannung von 60 Hz und ungefähr 1500 Volt angelegt, um so die Oberfläche den intensive Entladungsbedingungen auszusetzen, die zur Zersetzung von organischen Materialien erforderlich sind.
Jeweils nach 100 Stunden wurden die Versuchskönper von dem Apparat entfernt, um erneut mit Staub versehen zu werden, wenn sie nicht bereits vorher zur Untersuchung nach der Zerstörung entfernt werden mussten
Die Tabelle I und die graphische Darstellung der Fig. 2 zeigen ein sprunghafiies Ansteigen der Lebensdauer des Isoliermaterials bei elektrischen Entladungen. Aus diesen Angaben geht klar hervor, dass der Gehalt des Isoliermaterials an hydratisiertem Aluminiumoxyd mindestens 20 Gew. % betragen muss. Von grosser Bedeutung ist hierbei die Tatsache, dass bei einer bestimmten Konzentration die Isolationszerstörung nicht mehr an der Oberfläche erfolgt, sondera durch Erosion verursacht wird.
Die Isolationszerstörung an der Oberfldche wird dadurch verursacht, dass sich ein Kohlenstoffpfad an der Oberfläche bildet, was anzeigt, dass die Lobes- dauer des betreff-enden Materials durch Carbonisierung begrenzt wird, wohingegen eine Zerstörung der Isolation durch Erosion dann auftritt, wenn der Isolationsstoff 21 durch einen Erosionseffekt an Dicke abnimmt, wobei keine Cainbonisierung auftritt. Dies bedeutet alber, dass die spezifischen Eigenschaften der entsprechenden Isodlationsmaterialien von grösserem Einfluss sind als die äusseren Ursachen, wie beispielsweise die Carbonisierung.
Daraus folgt, d'ass an dem Punkt, an welchem die Zerstörung der Isolation durch Erosion das Auftreten von Oberflächenleitung zu ersetzen beginnt, die Konzentration des Tonerdehydrats einen Wert erreicht hat, bei welchem die Carbonisierung nicht mehr der begrenzende Faktor der Widerstandsfähigkeit gegenüber elektrischen Entladungen oder Lichtbögen ist.
Die Prabestücke, an denen die Werte der Tabelle I ermittelt worden waren, wurden nach Zer st6run, g untersucht, um festzustellen, durch welche Fehler das Versagen der Isolation verursacht worden war, das heisst ob die Zerstörung infolge einer Koh- lenstoffabscheidung an der Oberfläche erfolgt, oder ob er durch die Abnahme der Stärke des Probestückes infolge von Erosion zwischen der Elektrode 24 und der Metallpatte 22 bedingt ist. Die verschiedenen Fehlerursachen wurden finir jeden einzelnen Fall in die Tabelle eingetragen.
Bei einer bestimmten Zusammensetzung, die einer Konzentration von 20-25 Gew. o/o Tonerdehydrat, bezogen auf das gesamte Isolationsmaterial, entspricht, traten beide Arten von Fehllerquellen gleichzeitig auf. Das bedeutet, dass einge Probestücke durch Erosion ausfielen, während sich bei anderen an der Oberfläche Strompfade ausbeildeten, wobei auch einige der letzteren Beschädigungen infolge von Erosion aufwiesen. Bei eider Tonerdehydratkonzentration von 30 /o waren alle Ausfälle durch Erosion verursacht, wobei die durclischnittliche Lebensdauer in der Einrichtung vor der Zerstirung ungefähr bei 190 Stunden lag.
Die kritische Konzentration von Tonerdehydrat finir den hier verwendeten Butylkautschuk liegt also oberhalb von 2025 Gew. /o, bezogen auf das gesamte Isolationsmaterial. Die mittlere Lebensdauer liegt dabei unter den Versuchsbedingungen im Durchschnitt bei ungefähr 200 Stunden, wdh, ren, d die Lebensdauer unter gleichen Bedingungen in der gleichen Einrichtung mit einer Konzentration von weniger als 20 Gew.%, z. B. 17 Gew o/o, Tan- erdehydrat in dem organischen Isolationsmaterial ver gleichsweise im Durchschnitt bei zwei Stunden lag, was den entsprechenden Werten bekannter Isolationsmischungen entspmcht.
Innerhalb des angegebenen kritischen Bereiches des Aluminiumoxydhydrat-Gehaltes ist die Betriebsdauer im wesentlichen : eine Funktion der Dicke des Isolationsteils, das heikt des Abstandes zwischen zweiLeitern verschiedenen Potentials. Unterhalb dieses Bereiches ist, ebenso wie bei Verwendung bekannter Füllstoffe, die Betriebsdauer nach wie vor durch Verkohlung bzw. Kohlenstoffabscheidung bestimmt. Ver änderungen der Dicke haben dabei, wenn. überhaupt, nur einen geringsn Einfluss auf die Betriebsdauer.
Im allgemeinen liegt die vorteilhaft mit den ange- gebenen organischen Polymeren zu verwendende Menge Aluminiumoxydhydrat zwischen etwas tuber 25 Gew."/o und 80 Gew.% des gesamten Isolationsmaterials. Ein bevorzugter Bereich liegt zwischen 30 und 60 Gew. /W. Bei einem Gehalt von tuber 80 Gew. /o Aluminiumoxydhydrat tritt gewöhnlich ein Verlust der günstigen Eingenschaften des Polymers auf.
Eine zweite Versuchsreihe wurde mit einem Zusatz von 66 Gew.'O/D Aluminiumoxydhydrat zu Butylkautschuk durchgeführt. Die Zeitspanne bis zum Versagen wegen Erosionserscheinumgen in Staubatmo s, phare lag bei 500-600 Stunden, während ein Zusatz von 60 Gew. Il/D nicht hydratisierten Aluminiumoxyds einen entsprechenden Wert von nur 130 Stunden bis zum Durchschlag wegen Bildung kohlenstoffhaltiger Ablagerungen oder Pfade ergab.
Beispiel 2
Mit einer Anzahl von Transformatoren des in Fig. 1 gezeigten Typs wurde eine Versuchsreihe durchgeführt. Bei einem Teil dieser Untersuchungen wurde der bekannte Butylkautschuk als umschlie ssendes Isolationsmittel verwendet, während bei einem anderen Teil der Versuche das erfindungsgemäss verwendeter isoliermaterial eingesetzt wurde. In Tabelle III ist in Spalte A die Zusammensetzung einer nicht erfindungsgemäss verwendeten Masse an gegeben, während die erfindungsgemäss verwendete Masse in Spalte B aufgeführt ist. Alle Angaben betreffen Gewichtsteile.
Tabelle III
A B C Butylkautschuk 100 100 100 Zinkoxyd (ZnO) 5 5 5 Stearinsäure 3 3 3 Diatomeenerde 40-- Aluminiumoxydhydrat (A'203-3 HO) 42 210 210 Behandlungsöl 5 15- Paraffinwachs 5 3 Mineralharz (oder Kautschuk) 20 Mu0 10-- Elementarer Schwefel 2 2 2 p, p'-Dibenzoylchinondioxim 6 6 6 Mennige (Pb30a) 10 10 10
Total 248 354 336
Bei der Zusammensetzung A beträgt der Anteil an Aluminiumoxydhydrat ungefrähr 16, 9 Gew. %, während der Aluminiumoxydhydratanteil bei der Zusammensetzung B ungefähr 59, 3 Gew. 1/c, ausmacht.
Vergleichsversuche wurden mit einer Gruppe von Transformatoren durchgeführt, die im Freien entlano, der Westkiiste der Vereinigten Staaten ungefähr 160 m von der Küste entfernt aufgestellt worden waren, das hiesst an einem Ort mit extrem strengen Bedingungen infolge des dort fast ununterbrochen herrschenden salzhaltigen Nebels. Die zwei Gruppen von Transformatoren, die bei dieser Untersuchung verwendet wurden, entsprechen dem speziell finir Verwendung im Freien entwickelten und in Fiv. 1 dargestellten Transoformator. Jeder Transformator besass ein ge, gossenes Gehäuse 35, welches den Zusammensetzungen A bzw. B der Tabelle III entsprach.
Diese Transformatoren waren finir eine Spannung von 5 kV entwickelt und wurden einer Wechselspannung von 60 Hz und 5 kV während der gesamten Untersuchungsdauer ununterbrochen ausgesetzt.
Die Transformatoren derjenigen Gruppe, welche das Isoliermaterial gemäss der Zusammensetzung A der Tabelle III besassen, fielen alle innerhalb einer Ve-rsuchsdauer von 2400 Stunden durch Bildung von Leitwegen aus kohlenstoffhaltigen Abscheidungen aus, wohingegen keiner der Transformatoren der zweiten Gruppe, deren Isolationsmaterial der Zusammensetzung B der Tabelle III entsprach, Schliden irgendwelcher Art bei einer Nachprüfung aufwies, die 10000 Stunden nach Versuchsbeginn durchgeführt wurde. Die zuerst erwähnte Gru, ppe von Transformatoren mit einem Isoliermaterial der Zusammensetzung B bestand aus, einem einheitlichen Material.
Zum Zwecke eines weiteren Vergleichs wurden die gleichen Transformatoren mit einem Isoliermaterial gamäss der Zusarnmensetzung A der Tabelle III ver sehen und ein äusserer Überzug eines Isoliermaterials mit einer Dicke zwischen 4, 7 und 2, 5 mm angebracht. Dieser Oberzug wurde auf das innere Material aufgegossen und umgab es somit völlig. Der Uberzug bestand aus einem Isoliermaterial der Zusammensetzung C der Tabelle III. Auch these Transformatoren überstanden einen Versuch von 10000 Stunden unter denselben Bedingungen ohne Ausfall.
Beispiel 3
Um die Gültigkeit der obigen Angaben auch für den Fall, dass andere elastomere Bestandteile in dem Isoliermaterial verwendet werden, zu beweisen, wurde ein Versuchskörper aus isoliermateiral mit 30 Gew. /o kautschukartigem Butadien-Styrol-Kopo- lymer (das heisst GR-S -Kautschuk) und 40 Gew. /o Aliminiumoxydhydrat (A1203 # 3H2O) hergestellt.
Weiterhin enthielt diese Zusammensetzung ungefährt 22 % eines calcinierten Tons und gewöhnliche oxydationshemmende Mittel, Weichmacher und Vulkanisiermittel.
Aus diesem Material wurde ein Blattförmiges Ge- bilde, mit einer Stärke von ungefähr 19, 5 mm und einer Flache von 37, 5 cm2 geformt und 10 Minutez bei einer Temperatur von 1500 C vulkanisiert. Bei einer Versuchsreihe bezüglich der Widerstandsfähigkeit gegenüber kriechströmen ählich wie bei den Versuchen gemäss Beispiel 1 traten die Ausfälle im Durchschnitt nach einer Zeit von 320 Stunden auf, wobei sämtliche Ausfälle durch Erosionseffekte ver ursacht wurden, während keine kohlenstoffhaltigen Ablagen beobachtet werden konnten.
Beispiel 4
In der Einrichtung gemäss Fig. 3 wurden weitere Probekörper aus elastomerhaltigem Isoliermaterial untersucht. Es wurde hierbei ein im Handel erhiilt- liches Neopren (eingetragene Marke) als Elastomer in der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsteilen verwendet : Neoprens 30, 00
Aluminiumoxydhydrat (Al2O3# 3 H20) 40, 00
Calcinierter Ton 17, 55 Magnesiumoxyd 1, 25
Zinkoxyd 2, 00 Oxydationshemmendes Mittel 0, 70
Weichmacher 8, 00
Dieser Probekörper war ungefähr 19, 5 mm tiick und geass eine Flache von 37, 5 cm2. Er wurde ge- gossen und während 30 Minuten bei einer Temperatur von 150 C vulkanisiert.
Bei der Untersuchung wurden innerhalb von 30 Stunden Ausfälle infolge von ErosionJbeobachtet.
Zum Vergleich sei angefühnt, dass ein normal zusammen, gesetztes Isoliermaterial aus Chloropren- polymerisaten oder-mischpolymerisaten, jedoch ohne Tonerdehydrat ebenfalls àls Probekörper ausgebildet und in gleicher Weise untersucht wurde. Dieser Versuchskörper fiel innerhalb einer Stunde infolge von Oberflächenleitwegen aus.
Beispiel 5
Im Zusammenhang mit anderen Typen von Komponenten organischer Isoliermaterialien wurden auch Untersuchungen mit einem Epoxy-Giessharz (oder Äthoxylinhar. z) durchgeführt, welches als Epoxyharz Nr. 828 der Shell Chemical Company bekannt ist. Das Kunstharz wurde in melireren Gewichtsvehältnissen mit Aluminiumoxydhydrat Al203 3 H2O, bezogen auf das gesamte Isoliermaterial, gemischt, wie in Tabelle IV angegeben ist, wobei ferrer noch 8, 5 Gew : /o-, bezogen auf das Kunstharz, Diäthylen triamin als Katalysator zugegeben war.
Aus dieser Masse wurden blattförmige Gebilde mit einer Dicke von ungefähr 1, 9 mm gagossen und bei einer Temperatur von 125 C während ungefähr einer Stunde gehälrtet. Die Versuche wurden wie bei Beispiel 1 und in der in Fig. 3 dargestelsten Einrichturng durch- geführt. Es wurden dabei die in der Tabelle aufgeführten Ergebnisse erzielt.
Tabelle IV Al2O3 # 3H2O Stunden material Art des Ausfalles % bis zum Ausfall Shell Chemical 0 weniger als 1 Kohlenstoffablagerung an der oberfläche Epoxy-Harz 20 18 Kohlenstoffablagerun, g an der
Oberfläche und Erosion
30 mehr als 200 Erosion
40 mehr als 200 Erosion
50 mehr als 200 Erosion
66 mehr als 200 Erosion
Es is, t ersichtlich, dass bei der Verwendung dieses Epoxyharzes die kritische Konzentration. von A1203 3 H2O, das heisst die Konzentration, von welcher, ab die Carbonisierung keinen Einfluss mehr auf die Lebensdauer aufübt, oberhalb von 20 Gew : /a, bezogen auf das gesamte Isoliermaterial, liegt.
Beispiel 6
Die Standarduntersuchung der Lichtbogenfestig- keit (D495-48T) der American Society of Testing Materials wurde auch an Probekörpern aus ungesättigtem Polyesterharz ( AR-480 Resin ) durchgeführt, welche bei Zimmertemperatur gegossen, mit 0, 6 /o Methyl-äthyl-keton-peroxyd katalysiert und mit 0, 5 /o Kobalt-Naphthenat beschleunigt gehärtet wurden.
Das Aluminiumoxydhydrat, welches mit dem ungesättigten Polyesterharz gemeinsam verwendet wurde, war ein Produkt der Aluminium Company of America ( C 730 ). Die Untersuchungser. gebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt :
Tabelle V
A B C D Gewichts ! anteile von AR-480 Polyester Rein 100 100 100 100 Gewichtsanteile von Aluminiumoxydhydrat 0 35 50 70 Durchschnittliche Zeiten der Lichtbogen- festigkeit in sec. 88 134 137 152
Die durchschnittlichen Zerstörungszeiten werden dennoch durch die Beigabe des Tonerdehydrats wesentlich verlängert.
Obwohl in den Beispiellen stets nur eine be- stimmte Form von Aluminiumoxydhydrat, nämlich A1203 * 3 H2O, verwendet wurde, können auch andere Hydrate, wie beispielsweise A1203 2H2O und A1203 H2O, verwendet werden. Wenn these Tonerdehydrate mit den oben genannten organischen Materialien in einer Memge verwendet werden, die innerhalb des angegebenen Bereiches lieb, werden ebenfalls die beschriebenen günstigen Wirkungen erzielt.
Unter den Bezeichnungen Butyl-Kautschuk oder Butyl-Gummio soll in dieser Beschreibung ganz allgemein ein festes, kautschukähnliches Kopolymer oder Interpolymer verstanden werden, welches das Polymerisationsprodukt einer bestimmten Menge kopolymerisierbarer Stoffe mit grösserem (das. heisst zwischen 60 und 99%) Olefinanteil (Monoolefin), das heisst genauer eines Isoolefins, wie isobutylen, 2-Athyl-buten-1 usw., mit einem kleineren Teil (das heif3t von 1-40 0/c) eines Diolefins mit konjugierten Doppelbindungen, z. B. Butadien-1, 3, Isopren, Cyclopentadien, Pentadien-1, 3, Hexadien-2, 4 usw., ist.
Die Butylgummiarten, die in d'en verschiedenen Beispielen erwähnt wurden, waren Kopolymere aus ungefähr 98 Teilen Isobutylen und zwei Teilen Isopren.
Der Ausdruck Neoprenp bezeichnet ein festes elastisches Polymer des 2-Chlorbutadiens. Unter dem Ausdruck Epoxyharzo oder Äthoxylinharz wird im allgemeinen ein Epoxyharz verstanden, welches ein Polyätherderivat einer epoxygruppenhaltigen polyfunktionellen Verbindung enthält, das heisst einen mehrwertigen Alkohol oder ein Pénal mit Epoxygruppen. solche Äthoxylinharze sind in verschiedenen Literaturstellen näher beschrieben, wie beispielsweise in den USA-Patenten Nrn. 2324483 und 2444333 von Castan, sowie in den britischen Patente Num mern 518057 und 579698.
In den USA-Patentschriften Nur. 2494295, 2 500 600, 2511913 und 2 691 007 sind weitere Beispiele finir harzartige Athoxylin-Verbindungen gogeben, die ebenfalls unter d, le obige Definition fallen. Die härtung dieser Stoffe wird z. B. durch saure, z. B. Phthalsäureanhydrid usw., oder stark alkalische Stoffe, z. B. Diäthylentriamin usw., erzielt.
Der Ausdruck ungesättigtes Polyesterharz bezieht sich auf einen polymerisierbaren ungesättigten Polyester, welcher das Reaktionsprodukt eines mehr- wertigen ungesättigten oder gesättigten Alqkohols mit einer gesättigten oder ungesättigten. mehrbasischen Saure mit oder ohne ein modifizierend wirkendes ungesättigtes Monomer, wie Styrol, enthält.
Spezielle Verbindungen zur Herstellung unge- sättigter Polyester sind z. B. Di-äthylenglykolmaleat, Di-propylenglykolmaleat, Di-äthylenglykolfumarat, Di-allylphth. alat usw. Diese ungsättigten Polyester werden leicht durch Peroxyd-Katalysatoren, wie Benzoylperoxyd, polymerisiert.