(Zusatzpatent zum Hauptpatent 424 886) Witterungsbeständige, elektrische Freiluftisolatoren Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elek trische Freiluftisolatoren, wie insbesondere Stütz-, Hänge- und Durchführungsisolatoren, die gute elektrische Eigen schaften besitzen und sich durch hohe Witterungsbestän digkeit auszeichnen.
Zur Herstellung von Freiluftisolationen wurde bisher fast ausschliesslich Porzellan verwendet, da Porzellan gegen Feuchtigkeit absolut unempfindlich ist. Porzellan besitzt aber verschiedene Nachteile. Isolatoren, z.B. aus Porzellan lassen sich nur sehr schwierig massgenau her stellen. Die Sprödigkeit des Porzellans, die in dem nied rigen Wert für die Schlagzähigkeit zum Ausdruck kommt, wirkt sich auf Transport und Montage ungünstig aus. Infolge seiner Sprödigkeit ist Porzellan auch temperatur empfindlich. Durch extreme Temperaturschwankungen der Atmosphäre können Porzellanisolatoren zerstört wer den. Es wurde auch schon versucht, bei der Herstellung von Freiluftisolatoren das Porzellan durch Kunststoff zu ersetzen.
Es hat sich aber gezeigt, dass die bisher für die sen Zweck vorgeschlagenen Kunststoffe, welche günstige elektrische Eigenschaften besitzen, nicht wetterbeständig sind. Witterungseinflüsse, wie Aufnahme von Feuchtig keit und Einwirkung von ultravioletten Strahlen vermin dern Kriechstrom- und Lichtbogenfestigkeit und erhöhen den Coronaeffekt.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass Kunst stoffmassen, welche durch Aushärtung von cycloaliphati- schen Polyepoxyden mit aliphatischen Polycarbonsäure- anhydriden erhalten werden, die oben erwähnten Nach teile nicht aufweisen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit witterungsbeständige elektrische Freiluftisolatoren, bei denen mindestens die der Witterung ausgesetzten Teile aus einem Kunststoffmaterial bestehen, das durch Här tung einer Masse, die ein einen cycloaliphatischen Ring aufweisendes 1,2-Epoxyd, das eine 1,2-Epoxydäquiva- lenz grösser als 1 besitzt, und ein aliphatisches Polycar- bonsäureanhydrid als Härtungsmittel enthält, erhältlich ist.
Unter den als Ausgangsstoffe verwendeten cycloali- phatischen 1,2-Epoxyden mit einer Epoxydäquivalenz grösser als 1 sind solche Verbindungen zu verstehen, die auf die Durchschnittszahl des Molekulargewichtes be rechnet n Gruppen der Formel
EMI0001.0025
enthalten, wobei n eine ganze oder gebrochene Zahl grösser als 1 ist. Es kann sich dabei um endständige oder um innere 1,2-Epoxydgruppen handeln.
Von den end- ständigen 1,2-Epoxydgruppen kommen insbesondere 1,2- Epoxyäthyl- oder 1,2-Epoxypropylgruppen in Betracht. Vorzugsweise handelt es sich um 1,2-Epoxypropylgrup- pen, die an ein Sauerstoffatom gebunden sind, d.h. Gly- cidyläther- oder Glycidylestergruppen.
Als Beispiele cycloaliphatischer Polyepoxyde, welche nur endständige 1,2-Epoxydgruppen enthalten seien die Verbindungen nachstehender Formeln genannt:
EMI0001.0042
ferner die halogenhaltigen Epoxydverbindungen der For meln
EMI0002.0002
Bei Verwendung bzw. Mitverwendung derartiger Po- lyepoxyde, die noch Halogen, wie insbesondere Chlor oder Brom enthalten, werden zusätzlich Hammhemmen de Eigenschaften der gehärteten Harze erhalten.
Verbindungen mit inneren Epoxydgruppen enthalten wenigstens eine 1,2-Epoxydgruppe in einer aliphatischen Kette
EMI0002.0009
oder an einem cycloaliphatischen Ring.
Besonders gute Resultate werden erhalten, wenn man solche cycloaliphatische Polyepoxydverbindungen ver wendet, die mindestens eine an einen cycloaliphatischen Ring sitzende, innere 1,2-Epoxydgruppe enthalten.
Ge nannt seien z.B. epoxydierte cyclische Diene, wie 1,2,4,5- Diepoxycyclohexan, Dicyclopentadiendiepoxyd, Limo- nendiepoxyd und Vinylcyclohexendiepoxyd, ferner cyclo- aliphatische Epoxy-äther, Epoxy-ester und Epoxy-acetale mit mindestens einem cycloaliphatischen Fünf- oder Sechsring, an welchem wenigstens eine 1,
2-Epoxydgruppe sitzt, wie beispielsweise die Verbindungen nachstehender Formeln:
EMI0002.0031
EMI0002.0032
Endlich kommen epoxydgruppenhaltige Telomerisate in Betracht, welche durch Telomerisation von äthylenisch ungesättigten Monoepoxyden der cycloaliphatischen Reihe, wie 3,4-Epoxytetrahydrodicyclopentadienyl-8-allyläther oder 3-Vinyl-2,4-dioxospiro (5.5)-9,10-epoxy-undecan mit Telogenen, wie Tetrachlorkohlenstoff,
Dimethylphosphit oder Cyclohexanon in Gegenwart von organischen Per oxyden erhalten werden können.
Den genannten Polyepoxydverbindungen können als aktive Verdünner cycloaliphatische Monoepoxyde, wie Vinylcyclohexenmonooxyd, 3,4-Epoxytetrahydrodicyclo- pentadienol-8, 3,4-Epoxyhexahydrobenzalglycerin oder 3,4-Epoxycyclohexan-1,1-dimethanol-acroleinacetal zuge setzt sein.
Als Härtungsmittel verwendet man aliphatische Poly- carbonsäureanhydride, wie z. B. Glutarsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, polyadipinsäureanhydrid, Ma leinsäureanhydrid, Itakonsäureanhydrid, Akonitsäurean- hydrid;
Allylbernsteinsäureanhydrid, Pentenyl-bernstein- säureanhydrid, Hexenyl-bemsteinsäureanhydrid, Dodece- nylbernsteinsäureanhydrid oder Vinyloxy-bernsteinsäure- anhydrid.
Man kann gegebenenfalls Beschleuniger, wie tertiäre Amine, deren Salze oder quaternäre Ammoniumverbin- dungen, oder Alkalimetallalkoholate mitverwenden.
Die härtbaren Massen können ferner vor der Härtung in irgendeiner Phase mit Füllmitteln, Weichmachern, Pigmenten, Farbstoffen, Hammhemmenden Stoffen, Formtrennmitteln usw. versetzt werden. Als Streck- und Füllmittel können beispielsweise Rutil, Glimmer, Quarz mehl, Gesteinsmehl, Aluminiumoxydtrihydrat, Calcium- carbonat, gemahlener Dolomit, Gips oder Bariumsulfat verwendet werden.
Zur Erhöhung der mechanischen Eigenschaften kön nen weiterhin Glas-, Polyester-, Nylon-, Polyacrylnitril-, Seide-, Baumwollefasern oder -gewebe eingesetzt werden.
Ein Beispiel eines erfindungsgemässen Freiluftisola tors sei anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figur zeigt einen Stützen wie sie z. B. im Freileitungsbau verwendet werden, der aus dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Material hergestellt ist. Er besteht in bekannter Weise aus dem Fuss 1, dem Stützerkopf 2 und den dazwischen angeordneten Rippen 3, die die Aufgabe haben den Kriechweg zu verlängern.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass Frei luftisolatoren, die aus dem vorgeschlagenen Kunststoff material hergestellt sind, neben guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften über einen weiten Tempera turbereich auch hohe Beständigkeit gegenüber Lichtein wirkung und Glimmentladungen sowie eine erstaunlich hohe Lichtbogenfestigkeit aufweisen. Dies alles sind Eigenschaften, die für Freiluftisolatoren von ausschlag gebender Bedeutung sind.
<I>Beispiel</I> Zu je 100 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 der fran zösischen Patentschrift No. <B>1233</B> 231 beschriebenen 3,4 Epoxyhexahydrobenzal-3',4',-epoxy-1',1',-bis(oxymethyl)- cyclohexan mit einem Epoxydgehalt von 6,2 Epoxydäqui- valenten/kg. werden in Probe K Glutarsäureanhydrid und in Probe L Phthalsäureanhydrid als Härtungsmittel zugesetzt.
Bei allen 2 Proben wurden auf 1 Äquivalent Epoxydgruppe 0,9 Äquivalente Anhydridgruppen und als Beschleuniger 12 Teile eines Natriumalkoholates, welches durch Auflösen von 0,82 Gewichtsteilen Natriummetall in 100 Gewichtsteilen 2,4-Dihydroxy-3-hydroxymethyl- pentan bei ca. 130 C erhalten wird, eingesetzt.
Ein Teil der so hergestellten Giessharzmischungen wurde zu Isolatoren, wie in der beiliegenden Zeichnung gezeigt, vergossen. Aus den gleichen Giessharzmischun- gen wurden für die Prüfung der Lichtbogenfestigkeit Platten 12 x 12 x 0,4 cm vergossen. Die Härtungsbedin- gungen waren für Probe K 24 Stunden bei 140 C und für Probe L 24 Stunden bei 120 C.
Der mit der Probe K erhaltene Isolator wurde wäh rend längerer Zeit der Witterung ausgesetzt, ohne dass eine Änderung der Oberfläche und somit der Kriech stromfestigkeit, der Lichtbogenbeständigkeit oder des Coronaeffektes festgestellt werden konnte. Der mit Pro be L erhaltene Isolator dagegen zeigte nach der Bewitte- rung eine Verschlechterung der elektrischen Eigen schaften.
Während die Probe K die höchste Stufe L 4 bei der Bestimmung der Lichtbogenfestigkeit zeigte, ergab die Probe L die niedrigste Stufe L 1.