Verfahren zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit von Oberflächen elektrischer Isolierteile Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit von Oberflächen elektrischer Isolierteile aus Kunstharzen, gefüllten Kunstharzen oder Kunstharzlaminaten.
Es ist bekannt, Kunstharze für die Herstellung von Isolierteilen in der Elektrotechnik einzusetzen. In bezug auf ihre Kriechstromfestigkeit erfüllen sie aber häufig nicht die gestellten Anforderungen. So erreichen z.B. Isolierteile aus Bisphenyl-Epoxydharzen nach DIN-Ent wurf 53 480 (Dezember 1961) nur Kriechstromfestigkei- ten der Stufe A 3b.
Es ist bekannt, die Kriechstromfestigkeit von Isolier teilen durch Auftragen eines Lackes zu verbessern, doch ist der erzielte Effekt nicht dauerhaft.
Weiterhin ist das Aufsintern von Polyfluorcarbonen auf Isolatoroberflächen bekannt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist die erforderliche hohe Temperatur, die naturgemäss häufig nicht angewandt werden kann, da sich mitunter der zu behandelnde Formkörper uner wünscht verändert.
Ein anderes bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Kriechstromfestigkeit von Isolierteilen aus Epoxyd- harzen verwendet einen Lack, der sich aus einem epo- xydgruppenhaltigen, härtbaren Anilinharz, das mehr als eine Epoxydgruppe aufweist, und einem Härter, vorzugs weise einem Anhydrid einer Dicarbonsäure, zusammen setzt. Dieses Verfahren soll zu der relativ günstigen Kriechstromfestigkeit von A 3c nach DIN-Entwurf 53 480 (Dezember 1961) führen.
Aber auch eine derartige Kriechstromfestigkeit ist für die neuesten Anforderungen der Hochspannungstech nik noch nicht ausreichend. Deshalb berücksichtigt der vorstehende DIN-Entwurf für die Bewertung der Kriech stromfestigkeit zusätzlich die sogenannte Aushöhlung. So ergibt sich für Isolierstoffe der Kategorie A 3c noch eine bessere Differenzierung. Der Isolierstoff mit der besten Kriechstromfestigkeit ist ein solcher, der in der Kategorie A 3c die geringste Aushöhlung aufweist. Der Zweck der Erfindung ist die Erzielung von Iso lierteilen höchster Kriechstromfestigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kriech stromfestigkeit von elektrischen Isolierteilen aus Kunst harzen durch Oberflächenbehandlung zu erhöhen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Isolierteile mit epoxydierten Fettsäureestern und Härtungsmitteln bei Temperaturen zwischen 60 und 200 C behandelt werden.
Mitunter ist es zweckmässig, wenn die epoxydierten Fettsäureester bis zu 400% Füllstoffe, beispielsweise Quarzmehl, oder Thixotropiemittel, beispielsweise kolloi dale Kieselsäure, enthalten. Die epoxydierten Fettsäure ester können auch in Kombination mit anderen härtba- ren, epoxydgruppenhaltigen Verbindungen eingesetzt werden.
Für die Erfindung geeignete epoxydierte Fettsäure ester werden in bekannter Weise durch Epoxydierung von ungesättigten Fettsäureestern ein- oder mehrwerti ger Alkohole mit Persäuren oder Wasserstoffperoxid erhalten. Als Härtungsmittel kommen alle Verbindungen in Betracht, die zum Aushärten von Epoxydharzen ge eignet sind, vorzugsweise Dicarbonsäuren und bzw. oder deren Anhydride, aber auch Phenole. Als Füllstoffe sind alle zu verwenden, die in der Kunststoffindustrie üblich sind.
Die Behandlung der Isolierteiloberflächen mit den epoxydierten Fettsäureestern und den Härtungsmitteln kann in bekannter Weise durch Auftragen, Tauchen, Aufspritzen und andere Verfahren erfolgen.
Nachfolgende Beispiele sollen die Erfindung erläu tern. Die Anwendung bei nicht genannten Kunstharz typen und Behandlungsverfahren kann in sinngemässer Weise erfolgen.
<I>Beispiel 1</I> Ein Epoxydharzformstoff mit einer Kriechstromfe- stigkeit von A 3b (DIN-Entwurf 53 480 vom Dezember 1961) wird mit einer bei 130 C hergestellten Mischung von 100 Gewichtsteilen epoxydiertem Sojaöl (Epoxyd- äquivalent 202), 50 Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid und 2 Gewichtsteilen Dimethylbenzylamin überzogen und 1 Stunde bei 120 C gehalten. Falls erforderlich, kann zur Steigerung der Oberflächenhärte noch 6 Stun den auf 180 C erhitzt werden.
Das erhaltene Isolierteil besitzt eine Kriechstrom festigkeit der Stufe A 3c. Die Aushöhlung nach 101 Tropfen beträgt 0,20 mm.
<I>Beispiel 2</I> Ein Polyesterharzformstoff mit einer Kriechstrom festigkeit von A 3a wird mit einer Mischung von 100 Gewichtsteilen epoxydiertem Sojaöl und 60 Gewichtstei len Hexahydrophthalsäurenanhydrid überzogen und 24 Stunden bei 90 C gehalten. Das erhaltene Isolierteil besitzt eine Kriechstromfestigkeit von A 3c und die Aus höhlung nach 101 Tropfen beträgt 0,05 mm.
<I>Beispiel 3</I> Ein aus Phenolharzpressmassen hergestelltes Isolier- teil mit einer Kriechstromfestigkeit von A 1 wird mit einer Mischung von 100 Gewichtsteilen epoxydierten Sojaöl, 40 Gewichtsteilen Hexahydrophthalsäureanhy- drid, 9 Gewichtsteilen Adipinsäure und 5 Gewichtsteilen Dimenthylbenzylamin überzogen und 1 Stunde auf 140 C erhitzt. Falls erforderlich, kann nach 12 Stunden bei 150 C nachgehärtet werden.
Das erhaltene Isolierteil besitzt eine Kriechstromfe- stigkeit von A 3c. Die Aushöhlung beträgt nach 101 Tropfen 0,1 mm.
<I>Beispiel 4</I> Ein Epoxydharzformstoff mit einer Kriechstromfe- stigkeit von A 3b wird bei einer Mischung aus<B>100</B> Ge- wichtsteilen epoxydiertem Sojaöl, 40 Gewichtsteilen Te- trahydrophthalsäureanhydrid, 10 Gewichtsteilen Adipin- säure und 300 Gewichtsteilen Quarzmehl überzogen und 1 Stunde auf 120 C erhitzt. Anschliessend kann zur Steigerung der Obenflächenhärte nach 6 Stunden auf <B>1800</B> C erhitzt werden.
Das erhaltene Isolierteil besitzt eine Kriechstrom festigkeit der Stufe A 3c. Die Aushöhlung nach<B>101</B> Tropfen beträgt 0,20 mm.
Method for increasing the tracking resistance of surfaces of electrical insulating parts The invention relates to a method for increasing the tracking resistance of surfaces of electrical insulating parts made of synthetic resins, filled synthetic resins or synthetic resin laminates.
It is known to use synthetic resins for the production of insulating parts in electrical engineering. With regard to their resistance to tracking, however, they often do not meet the requirements. For example, Insulating parts made of bisphenyl epoxy resins according to DIN draft 53 480 (December 1961) only have creepage strengths of level A 3b.
It is known that the tracking resistance of insulating parts can be improved by applying a varnish, but the effect achieved is not permanent.
The sintering of polyfluorocarbons on insulator surfaces is also known. The disadvantage of this process is the high temperature required, which of course often cannot be used, since the shaped body to be treated sometimes changes undesirably.
Another known method for improving the tracking resistance of insulating parts made from epoxy resins uses a varnish which is composed of a curable aniline resin containing epoxy groups, which has more than one epoxy group, and a hardener, preferably an anhydride of a dicarboxylic acid. This method should lead to the relatively favorable tracking resistance of A 3c according to DIN draft 53 480 (December 1961).
But even such a creepage resistance is not yet sufficient for the latest requirements in high voltage technology. The above DIN draft therefore also takes into account the so-called hollowing out when assessing the creep resistance. This results in an even better differentiation for insulation materials of category A 3c. The insulating material with the best creep resistance is the one that has the smallest hollow in category A 3c. The purpose of the invention is to achieve insulation parts with the highest creepage resistance.
The invention is based on the object of increasing the creep resistance of electrical insulating parts made of synthetic resins by surface treatment.
The object is achieved according to the invention in that the insulating parts are treated with epoxidized fatty acid esters and hardeners at temperatures between 60 and 200.degree.
It is sometimes useful if the epoxidized fatty acid esters contain up to 400% fillers, for example quartz powder, or thixotropic agents, for example colloidal silicic acid. The epoxidized fatty acid esters can also be used in combination with other hardenable compounds containing epoxy groups.
Epoxidized fatty acid esters suitable for the invention are obtained in a known manner by epoxidizing unsaturated fatty acid esters of monohydric or polyhydric alcohols with peracids or hydrogen peroxide. Suitable curing agents are all compounds which are suitable for curing epoxy resins, preferably dicarboxylic acids and / or their anhydrides, but also phenols. All fillers that are common in the plastics industry can be used.
The surfaces of the insulating parts can be treated with the epoxidized fatty acid esters and the hardening agents in a known manner by applying, dipping, spraying and other methods.
The following examples are intended to explain the invention. The use of synthetic resin types and treatment methods not mentioned can be carried out in a corresponding manner.
<I> Example 1 </I> An epoxy resin molding material with a tracking resistance of A 3b (DIN draft 53 480 of December 1961) is mixed with a mixture of 100 parts by weight of epoxidized soybean oil (epoxy equivalent 202), 50 Parts by weight of phthalic anhydride and 2 parts by weight of dimethylbenzylamine coated and kept at 120 ° C. for 1 hour. If necessary, the surface can be heated to 180 C for a further 6 hours to increase the surface hardness.
The insulating part obtained has a leakage current resistance level A 3c. The cavity after 101 drops is 0.20 mm.
<I> Example 2 </I> A polyester resin molding material with a tracking resistance of A 3a is coated with a mixture of 100 parts by weight of epoxidized soybean oil and 60 parts by weight of hexahydrophthalic anhydride and kept at 90 ° C. for 24 hours. The insulating part obtained has a tracking resistance of A 3c and the cavity after 101 drops is 0.05 mm.
<I> Example 3 </I> An insulating part produced from phenolic resin molding compounds with a tracking resistance of A1 is coated with a mixture of 100 parts by weight of epoxidized soybean oil, 40 parts by weight of hexahydrophthalic anhydride, 9 parts by weight of adipic acid and 5 parts by weight of dimethylbenzylamine and is applied for 1 hour 140 C heated. If necessary, it can be post-cured after 12 hours at 150 ° C.
The insulating part obtained has a leakage current resistance of A 3c. The cavity is 0.1 mm after 101 drops.
<I> Example 4 </I> An epoxy resin molding material with a tracking resistance of A 3b is made with a mixture of <B> 100 </B> parts by weight of epoxidized soybean oil, 40 parts by weight of tetrahydrophthalic anhydride, 10 parts by weight of adipic acid and 300 parts by weight of quartz powder coated and heated to 120 ° C. for 1 hour. To increase the surface hardness, it can then be heated to <B> 1800 </B> C after 6 hours.
The insulating part obtained has a leakage current resistance level A 3c. The cavity after <B> 101 </B> drops is 0.20 mm.