Beschichtungsmasse
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsmasse, die durch Hitzehärtung unlösliche, unschmelzbare, flexible zähe, anhaftende, hitzebeständige und dielektrische Beschichtungen bilden kann.
Die Verwendung von Kunstharzen für elektrische Isolierungen, z. B. für Magnetdrahtbeschichtung, ist bekannt. Meist wird der Draht mit mehreren Schichten eines oder mehrerer Lacke überzogen und dann zum Einbau in Motoren, Generatoren usw. zu Spulen gewickelt.
Vor dem Einbau werden die Stator- und Rotorspulen meist noch in besondere Decklacke getaucht, die nach dem Härten einen festen Mantel bilden und zusätzlich oft zur Isolierung der Anlage beitragen.
Zur Vereinfachung der Bezeichnung wurde entsprechend den Betriebstemperaturen der mit Grundund D'eckschichten versehenen Drahtspulen eine Klasseneinteilung entwickelt (American Institute of Electrial Engineers, Klasseneinteilung für Isolierungen, Nr. 1, Juni 1957). Diese Klassen umfassen einen Betriebstemperaturbereich von 90-2200C. Ein Grund- oder Decklack der Klasse 2200 C ist beispielsweise für Teile geeignet, die für eine Betriebstemperatur von 2200 C oder darüber bestimmt sind.
Die Einführung von organischen Kunstharzen in Grundlacke der 2200 C-Klasse stellt eine ziemlich neue Entwicklung auf diesem Gebiet dar, doch werden diese neuen Lacke wegen der ausgezeichneten Ausgewogenheit der Eigenschaften bereits viel verwendet. Diese Entwicklung erfordert neue Decklacke, die den gestellten Bedingungen entsprechen.
Die Erfindung bietet eine Beschichtungsmasse, die sich als Imprägnierlack zur Verwendung für Magnetdraht der Klasse 2200 C eignet, dabei eine ausreichende Bindungsfestigkeit bei erhöhten Temperaturen aufweist und mit den Magnetdrahtisolierungen verträglich ist.
Die Beschichtungsmasse gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie in Lösung a) eine Verbindung der Formel
EMI1.1
wobei R ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1-6 C-Atomen und R' die Carbonylgruppe oder die Gruppe
EMI1.2
worin R" einen zweiwertigen Rest mit 2-15 C
Atomen und X und Y -O-, -S- oder die -NH
Gruppe darstellen, ist, und b) mindestens ein Amin, das mindestens zwei primäre
Aminogruppen aufweist, wobei der die primären
Aminogruppen verbindende Rest ein aliphatischer
Rest mit 2-6 C-Atomen oder ein aromatischer oder aliphatisch aromatischer Rest mit 6-36 C-Atomen ist, enthält, wobei das Verhältnis der beiden Komponenten a und b in dem Bereich liegt, der von einem 70% igen molaren Überschuss der Komponente b bis zu einem 5 j% igen molaren Überschuss der Komponente a reicht.
und wobei die Komponenten a und b zusammen 3 bis 75 Gew. S der Beschichtungsmasse ausmachen.
Geeignete Verbindungen für die Komponente a kann man durch Kondensation von zwei Mol Trimellithsäureanhydrid mit einem Mol einer entsprechenden, mindestens difunktionellen Verbindung erhalten. Beispiele für solche mindestens difunktionellen Verbindungen sind Glycoldiacetat, Triacetin, Tolylendiisocyanat, Methylenbis-(4-phenylisocyanat), Oxy-bis- (4-phenylisocyanat) und Bisphenole, wie 2,2-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan.
Auf ähnliche Weise können weitere Verbindungen für die Komponente a aus Trimellithsäureanhydrid und ent sprechenden Derivaten von Verbindungen, wie Athanol- amin, p,p'-Diaminodiphenyloxyd (Oxydianilin), Phenyl- diamin, Diaminodiphenylamin, Diaminodiphenylmethan, Diaminodiphenylpropan, Äthylendithiol, l-Thioglycerin, a, aSDimercapto-p-xylol, 4,4'-Diaminobenzophenon und dergleichen, erhalten werden.
Beispiele für geeignete Amine der Komponente b sind die Diamine der zweiwertigen Reste von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenyläther, Ditolyläther, Diphenylsulfid, Diphenylamin, Diphenylsulfon, Diphenylmethan, Diphenylpropan und Benzophenon.
Andere geeignete Amine für die Komponente b sind 4,4'-Thioanilindiphenyläther, 4,4'-Diaminotriphenylamin, Polymethylenpolyaniline, die durch Umsetzung von Anilin mit Formaldehyd entstehen:
EMI2.1
wobei n 0-3 sein kann, und die Umsetzungsprodukte aus Diacylhalogenid mit überschüssigen Diaminen:
EMI2.2
wobei n 1-2 sein kann.
Wenn die Beschichtungsmasse zur Herstellung von Beschichtungen verwendet werden soll, die nach dem Härten eine maximale Hitzebeständigkeit aufweisen sollen, werden solche Verbindungen für die Komponente a und b bevorzugt, die keine aliphatischen Wasserstoffatome enthalten. Beispiele solcher Verbindungen sind die Di-halbester von dianhydridbildenden Isomeren der Benzophenontetracarbonsäure und die Phenylendiamine. Wenn die Flexibilität der gehärteten Beschichtung wichtig ist, werden die Verbindungen der Komponenten a und b zweckmässig so gewählt, dass die vorhandenen Benzolringe durch flexible Bindungen, beispielsweise Diaminodiphenylmethan, verbunden sind.
Die Beschichtungsmasse kann geringe Anteile an Triaminen enthalten, um eine stärkere Vernetzung beim Härten zu ermöglichen. Diese Komponente soll jedoch so gewählt werden, dass sie mit den anderen Bestandteilen der Beschichtungsmasse nicht schon vor der Härtung reagiert.
Geeignete Lösungsmittel sind inerte, organische Flüssigkeiten, wie die niedrigen Alkylalkohole l 1(1-6 C- Atome), Aceton, Methyläthylketon, Dioxan, Kresol, Toluol, N-Methylpyrrolidon, Dimethylacetamid, Dimethylformamid, tiefsiedende Erdölfraktionen und Gemische dieser Lösungsmittel. Mischungen aus Wasser und organischen Lösungsmitteln, wie Aceton und Äthylalkohol, können verwendet werden, sofern die Komponenten a und b entsprechend löslich sind.
Die Komponenten a und b machen 3-75 Gew. %, vorzugsweise 50-60 Gew. %, der Beschichtungsmasse aus. Beschichtungsmassen, die als Elektrolacke bestimmt sind, enthalten vorzugsweise insgesamt 20 bis 60 Ges.% der Komponenten a und b. Innerhalb dieser Grenzen hängt die genaue Konzentration letztlich von der gewünschten Dicke des Überzugs ab. Allgemein ermöglicht die vorliegende Beschichtungsmasse das Arbeiten in einem grösseren Konzentrationsbereich, da die für viele Polymerlösungen typischen Viskositätsprobleme hier weniger ins Gewicht fallen.
Das Verhältnis der Komponenten a und b liegt in einem Bereich, der von einem 5 % igen molaren Über- schuss der Komponente a bis zu einem 70% igen molaren Überschuss der Komponente b reicht. Vorzugsweise werden die Komponenten a und b in äquimolaren Mengen oder wird die Komponente b in einem bis zu 50 % igen molaren Überschuss verwendet.
Schichten aus der erfindungsgemässen Beschichtungsmasse können bei Temperaturen zwischen 125 und 4000 C gehärtet werden, wobei der Bereich von 150 bis 2250 C für die meisten Zwecke am wirtschaftlichsten ist.
Die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen werden meist als solche auf den zu beschichtenden Träger aufgetragen und auf diesem zur Kondensation der Komponenten a und b erhitzt. Man kann die Beschichtungsmasse aber auch vor dem Auftragen zur Bildung von Polyamiden erhitzen, die dann auf eine Unterlage aufgetragen und auf dieser zur Bildung unlöslicher und unschmelzbarer Schichten gehärtet werden können. Derartige Polymerlösungen und Verfahren zu ihrer Herstellung sind z. B. in der USA Patentschrift Nr. 3 190 856 beschrieben.
Die Beschichtungsmassen der vorliegenden Erfindung können somit zur Herstellung von Lösungen von Polyamiden in Lösungsmitteln, wie Kresylsäure-Phenol Wasser verwendet werden, z. B. durch Erwärmen auf Temperaturen zwischen 80 und 1250 C. Hierdurch können Polymerlösungen mit einer bei 250 C gemessenen Brookfield-Viskosität von bis zu 9000 Centipoise erzielt werden. Eine längere Erwärmung auf diese Temperaturen soll vor dem endgültigen Auftragen vermieden werden, da dies zur Bildung unlöslicher Massen führt. Die genaue Dauer der Erwärmung hängt von der gewählten Temperatur ab und wird im allgemeinen etwa 30 Minuten betragen.
Für die Bildung derartiger Polymerlösungen werden vorzugsweise äquivalente Anteile der Komponenten a und b bei einer Gesamtkonzentration an a und b von 30-50 Ges. % in der Beschichtungsmasse verwendet. Gegebenenfalls kann man zur Verdünnung eine 1540 Ges. % Feststoffe enthaltende Polymerlösung zugeben.
Die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen können als Decklacke für elektrische Teile, zur Herstellung von Glaslaminaten, für gedruckte Schaltungen, als Klebmassen und zum Imprägnieren verschiedener, natürlicher und synthetischer Werkstoffe verwendet werden. Sie können auch als Drahtgrundierungslack verwendet werden. Da die Beschichtungsmassen die Bildung dünner (weniger als 50 ,a) flexibler Filme ermöglicht, eignen sich die Massen auch sehr gut zur Beschichtung von Metallfolien bzw. Streifen, wie sie für elektrische Kon densatoren und Verteilertransformatoren moderner Bauart erforderlich sind.
Beispiel 1
Herstellung des Decklacks
Eine Lösung von 23,3 g (0,117 Mol) p,p'-Diamino- diphenyloxyd (4,4'-Oxydianilin) in 54 g einer Lösungsmittelmischung aus 66 Gewichtsteilen Dioxan und 33 Gewichtsteilen N-Methylpyrrolidon wurde mit einer aus 32,5 g (0,079 Mol) Diäthylester des dianhydridbildenden Isomers von Benzophenontetracarbonsäure (BPTA) in 76 g der gleichen Dioxan-Pyrrolidon-Mischung bestehenden Lösung vermischt.
Diese beständige, 30 Ges. % Feststoffe enthaltende Lösung wurde dann zum Lackieren von Spulen eines mit ML -Polymer überzogenen Magnetdrahtes verwendet. ;ML ist ein im Handel erhältlicher Grundlack für Draht der Klasse 2200 C und ist als Magnetdrahtüberzug ein polymeres, unschmelzbares, unlösliches, ausgehärtetes Umsetzungsprodukt von Pyro melliths äuredianhydrid und Oxydianilin.
Überziehen von Drahtspulen mit einem Decklack
Das angewandte Verfahren ist an das in Insula- tion , September 1955, Seite 12, von John Dexter ver öffentlichte Verfahren angepasst.
Die überzogenen Drahtproben wurden eine Stunde lang bei 2000 C wärmebehandelt. Der so behandelte Draht wurde daraufhin eng auf eine Spindel von etwa 6 mm Durchmesser gewickelt und in etwa 9,5 cm lange Abschnitte geschnitten. Diese Abschnitte wurden in den Decklack getaucht und zwei Stunden lang bei 1000 C und weitere zwei Stunden bei 1750 C getrocknet. Ein weiteres umgekehrtes Eintauchen folgte mit demselben Trockenvorgang. Auf diese Weise wird eine Schichtverstärkung von 25 bis 50 u bewirkt. Die decklackierten Spulen wurden schliesslich 8 Stunden lang bei 2250 C gehärtet.
Bestimmung der Bindekraft
Bei diesem Versuch wurden die decklackierten Spulenlängen flach auf zwei feste Stützen gelegt, welche ungefähr 5 cm weit voneinander entfernt waren, und eine gemessene Kraft wurde nach unten auf die Spule angewandt, bis diese brach. Da der Widerstand der unlackierten Spule gegenüber dieser Behandlung ausser acht gelassen werden konnte, war die zum Brechen der Spule erforderliche Kraft im wesentlichen ein Mass für die Kraft, bei der die gehärtete Decklackumhüllung aufbrach. Der Versuch wurde mie einem Instrontestgerät durchgeführt. Eine minimale Druckdehnung auf Bruch von 90 g/,u der Decklackdicke wird als annehmbar betrachtet.
Die Bindekraft wurde bei Zimmertemperatur und darüber bestimmt. Bei höheren Temperaturen wurde die Länge der Spule durch elektrischen Strom erhitzt, wobei die Temperaturen von einem mit zwei Thermoelementen arbeitenden Pyrometer gemessen wurden. Nach Erreichung der gewünschten Temperatur wurde die Bindekraft bestimmt.
Die folgenden Ergebnisse der Bindekraft wurden mittels des vorher beschriebenen Verfahrens für < ML -grundlackierten Draht erhalten, welcher aufgespult und mit dem oben beschriebenen Decklack überzogen wurde sowie zu Vergleichszwecken für denselben, mit ML -Lack überzogenen Draht. ML Lack ist eine polymere Lösung, die etwa 15% Feststoffgehalt des ungehärteten Polymers enthält und im Handel zur Aufbringung auf ML -grundlackierten Spulen erhältlich ist. Die Ergebnisse der Bruchfestig-l keit sind in kg bei zwei verschiedenen Temperaturen angegeben.
Bruchfestigkeit des Spulenüberzugs in kg Bruchlast
Decklack 23oC 1800 C
Beispiel 1 12,82 10,60 ML (Vergleich) 3,86 2,96
Es ist offensichtlich, dass der Decklack von Beispiel 1 die grössere Bindekraft aufweist. Dies stellt eine sehr bedeutende Verbesserung bei elektrischem Decklack dar, insbesondere im Hinblick auf die Zentrifugalkräfte, denen lackierte Spulen während ihres Betriebes in Generatoren und Motoren ausgesetzt sind.
Eine zusäztliche gute Eigenschaft des Decklacks von Beispiel 1 liegt in seiner Verträglichkeit mit grundlackierten Drähten der 2200 C-Klasse. Diese Verträglichkeit kann durch einen Vergleich von lKV Lebensdauer der mit verschiedenen Grund- und Decklacken überzogenen und lackierten Drähten veranschaulicht werden.
1 -Kilovolt-Lebensdauer-Versuch
Dieser Versuch ist eine Anpassung des American Institute of Electrical Engineers , Beschreibung Nr. 57, Oktober 1955. Es handelt sich dabei um die Messung der Zeitdauer, über die verschlungene Stränge von grundlackiertem, mit Decklack überzogenem Draht einer bestimmten Temperatur ausgesetzt werden können, bevor der Grund- und Decklack als elektrische Isolierung bei Anlegung von 1000 Volt auf das System für eine Sekunde versagen.
Bei diesem Versuch wurde festgestellt, dass bei 1 KV die Lebensdauer von Verwindungen aus ML-Grundlackdrähten nur 632 Stunden bei 3000 C betrug, während die Lebensdauer des gleichen Grundlackdrahtes nach Beschichten mit dem Lack von Beispiel 1 bei derselben Temperatur 776 Stunden betrug.
Zur weiteren Prüfung der Eigenschaften des Lackes von Beispiel 1 wurden einige der Spulen direkt getestet, andere vor der Untersuchung etwa 168 Stunden bei 3000 C gealtert. Die bei verschiedenen Temperaturen bestimmte Bindekraft für die gealterten und ungealterten Proben ist wie folgt: Bruchfestigkeit des Überzugs in kg Bruchlast bei Alterungsbehandlung 25oC 18000 225OC keine 19,03 13,82 4,98 1 Woche bei 3000 C 14,04 5,44 4,08
Diese Werte zeigen, dass die Überzüge auch bei erhöhten Temperaturen ihre Bindekraft in hohem Masse beibehalten bzw. dass sie bei Raumtemperatur auch nach Alterung unter extremen Bedingungen diese Bindekraft behalten. Hieraus ergibt sich eine gewisse Parallele zu den oben angegebenen 1 KV dielektrischen Lebensdauer-Testdaten.
Beispiel 2
Eine Lösung von 32,5 g Diäthylestern der dianhy dridbildenden Isomeren der BPTA in 64,7 g Aceton wurde mit einer Lösung von 23,3 g p,p'-Diaminodi- phenyloxyd in 64,7 g Kresylsäure gemischt. Die Kresylsäure ist eine zwischen 195 und 2270 C siedende Teersäure. Der Decklack wurde wie in Beispiel 1 auf Spulen aufgebracht und untersucht.
Es wurden folgende Werte der Bindekraft ermittelt: Bruchfestigkeit des Spulenüberzugs in kg Bruchlast bei
250 C 1800 C 2250 C
14,5 10,19 7,93
Beispiel 3
Eine Lösung aus 16,3 g (0,082 Mol) p,pl-Diamino- diphenyloxyd in 56,5 g Kresylsäure wurde zu einer Aufschlämmung von 32,5 g der Diäthylester der gemischten dianhydridbildenden Isomeren der BPTA in 56,4 g Solvesso 100 gegeben. Dieses Lösungsmittel ist eine Erdölfraktion mit hohem Gehalt an Aromaten und hat einen Destillationsbereich von 160-180 C.
Das erhaltene Gemisch ist eine klare beständige Lösung. Sie wurde in üblicher Weise auf Spulen aufgetragen. Die Prüfung der Bindekraft ergab folgende Werte: Bruchfestigkeit des Spulenüberzugs in kg Bruchlast bei 250 C 180 C 225 C
20,84 12,23 7,47
Der Vergleich dieser Werte mit den in den vorhergehenden Beispielen erzielten Ergebnissen zeigt, dass eine Verringerung des molaren Überschusses an diprimärem Amin die Bindekraft dieser Decklacke nicht verringert.
Zur weiteren Prüfung des Decklackes dieses Beispiels wurde ein Glasgewebe ( Style 181 ) zweimal von entgegengesetzten Seiten in den Lack getaucht, zwangsgetrocknet, nochmal eingetaucht und anschliessend luftgetrocknet. Insgesamt wurden auf diese Weise fünf Schutzschichten auf das Gewebe aufgetragen. Es wurde jeweils wie folgt gearbeitet:
Das Rohgewebe wird in den Lack getaucht, 15 Minuten an der Luft, 1 Stunde bei 1 0()0 C und 1 weitere Stunde bei 1750 C getrocknet. Anschliessend wird das Gewebe wieder in der umgekehrten oder in der Richtung Oberkante nach unten eingetaucht und in der gleichen Weise getrocknet. So erzielt man einen Doppeltauchvorgang. Jedes Probestück wird zwei derartigen Doppelvorgängen unterzogen. Anschliessend wird jedes Stück noch einmal getaucht und 16 Stunden lang bei Zimmertemperatur getrocknet.
Vier derartig behandelte Stücke werden übereinander geschichtet und in eine elektrisch beheizte hydraulische Presse gebracht. Unter einem pressdruck von 18 120 kg bei 2040 C erhält man nach 1 Stunde ein dichtgepacktes Verbundmaterial.
Beispiel 4
21,5 g (0,06 Mol) unreine dianhydridbildende Benzophenontetracarbons äure wurde zur Auflösung in 25 g N-Methylpyrrolidon 1 Stunde lang auf 1150 C erhitzt. Dann wurde eine Lösung einer äquimolaren Menge von 11,9 g 4,4'-Diaminodiphenylmethan in einem Gemisch aus 16 g Xylol und 10 g N-Methylpyrrolidon zu der Säurelösung zugegeben.
Die so erhaltene, 40 Ges. % Feststoff enthaltende Monomerlösung wurde auf Spulen aufgetragen und wie in Beispiel 1 ausgehärtet. Die Biegebruchfestigkeit war wie folgt: Bruchfestigkeit des Überzugs in kg Bruchlast bei Decklack 250C lssOoC 2250C Beispiel 4 20,39 12,46 3,85 (doppelt) 16,08 9,97 7,25
Diese Ergebnisse lassen sich sehr gut mit denen der monomeren Lösung der Di-halbesterderivate vergleichen und zeigen, dass auch die entsprechenden freien Tetracarbonsäuren vorteilhaft verwendet werden können.
Eine 26 Ges. % Feststoff enthaltende Vergleichslösung aus äquimolaren Mengen Pyromellithsäure und p,p'-;Diaminodiphenyloxyd in N-Methylpyrrolidon ergab beim Überziehen und Härten nur flockige, pulverige Rückstände. Demgegenüber ergab eine entsprechende Lösung aus Benzophenontetracarbonsäure und Oxydianilin einen sehr biegsamen, glänzenden Film.
Beispiel 5
In einen Dreihalskolben mit Rührer und Rückflusskühler wurden 25 g (0,071 Mol) Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, 11 g wasserfreier Äthylalkohol und 11 g N-Methylpyrrolidon gebracht. Das Gemisch wurde auf Rückflusstemperatur erwärmt. Das Dianhydrid löste sich innerhalb weniger Minuten völlig. Nach 2 Stunden Rühren unter Rückfluss wurde abgekühlt. Man erhält eine klare Lösung der Diäthylester. Anschliessend wurde eine zweite Lösung aus 16,1 g (0,081 Mol) 4, 4'- Diaminodiphenylmethan in 20 g N-Methylpyrrolidon zugegeben; dabei trat keine Reaktionswärme und keine deutliche Viskositätserhöhung auf. Die erhaltene Lösung blieb in Aceton völlig löslich.
Zur Herstellung eines klaren und stabilen Imprägnierlackes wurde die 58 gew. % ige Monomerlösung mit 31 g Xylol verdünnt. Dieser Lack wurde ebenso wie der Lack von Beispiel 3 als Strukturbindemittel zur Herstellung von Wabenstrukturen wie folgt verwendet:
Zwei Aluminiumeinsätze wurden zunächst mit Di chromatreinigungslösung geätzt, dann gewaschen und getrocknet. Anschliessend wurden sie mit einem Pinsel mit dem Lack beschichtet. Die Lackschicht wurde 30 Minuten lang bei 1200 C, 30 Minuten lang bei 1500 C und 30 Minuten lang bei 2000 C getrocknet. Dann wurde 10 Minuten bei 3000 C gehärtet. Anschliessend wurde eine zweite Schicht des gleichen Lacks auf den gehärteten Film aufgepinselt und 30 Minuten lang bei 1000 C getrocknet. Eine dritte Schicht wurde in der gleichen Weise aufgebracht und bei 500 C getrocknet.
Auf diese Weise erhält man Einsätze, die mit einer ausgehärteten Harzschicht überzogen sind und zwei unvollständig ausgehärtete Schichten auf der Oberfläche tragen.
Die beiden so beschichteten Einsätze wurden anschliessend in einer solchen Stellung zusammengepresst, dass ein etwa 12 mm breiter Spalt verblieb und in einen Stahlrahmen eingeklemmt. Dann wurde unter einem Druck von 350 g/cmS bei 3000 C 1 Stunde lang gehärtet.
Die so verbundenen Einsätze wurden dann aufgeschnitten und auf ihre Scherkraft untersucht.
Zimmertemperatur- Hochtemperatur- Decklack scherkraft (kg2) scherkraft (kglcm2) Beispiel 3 Diaminodiphenyloxyd 127,75 134,4 181,3 181,3 (1570 C) Beispiel 5 Diaminodiphenylmethan 94,5 99,05 126,7 133,35 (1680 C)
Aus diesen Werten ist klar ersichtlich, dass sich die erfindungsgemässen Beschichtungsmassen zum Verbinden von Aluminiumeinsätzen gut eignen.
Beispiel 6
A) 6,44 g Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, 4,00 g p,p'Diaminodiphenyloxyd, 30,0 g Kresylsäure und 1,0 g Wasser wurden 35 Minuten lang bei einer Badtemperatur von 92-970C gerührt. Anschliessend wurden 30,0 g Phenol zugegeben, und es wurde weitere 5 Minuten unter Erwärmen gerührt. Die erhaltene Polyamidlösung zeigte bei 250 C eine Brookfield-Viskosität von 3200 Centipoise.
B) Eine ähnliche Grundlackherstellung, bei welcher anstelle von Diaminodiphenyloxyd eine äquimolare Menge 4,4'-Diaminodiphenylmethan verwendet wurde, ergab einen Lack mit sehr ähnlichen Eigenschaften, der bei 250 C eine Brookfield-Viskosität von 1900 cP aufwies.
C) Ein l-mm-Kupferdraht (Typ AWG Nr. 18) wurde mit sechs Schichten des Isolierlacks gemäss Abschnitt A überzogen, so dass der Durchmesser des isolierten Drahtes etwa um 0,075 mm grösser war als der des unbeschichteten Drahtes.
Der beschichtete Draht wurde dann wie in Beispiel 1 zu einer Spule gewickelt und diese mit dem Lack von Beispiel 5 überzogen. Es wurden die folgenden Bindekräfte ermittelt: Bruchfestigkeit des Spulenüberzugs in kg Bruchlast bei 250 C 1800 C 2250
11,55 10,28 9,15
Beispiel 7
8,2 g (0,020 Mol) eines Isomerengemisches von aus 2 Molen Trimellithsäureanhydrid und 1 Mol Äthylenglycoldiacetat hergestellten Dianhydriden, d. h. Verbindungen, die als TMX-220 bekannt sind und die ein Isomer folgender Formel enthalten
EMI5.1
wurden mit wasserfreiem Athylalkohol zu den entsprechenden Di-halbestern umgesetzt. Nach Verdampfen des überschüssigen Alkohols wurde das glasige, weiche Produkt in 40 g eines 1:1-Gemisches aus Kresylsäure und Solvesso 100 aufgelöst.
Zu dieser Lösung wurden anschliessend 6 g (0,030 Mol) p,p'-Diaminodiphenyloxyd in 24 g Kresol zugegeben.
Die so erhaltene klare und stabile Lösung wurde zum Überziehen von Spulen wie in Beispiel 1 verwendet.
Die Bindekraftbestimmungen zeigten folgendes Ergebnis: Bruchfestigkeit des Spulenüberzugs in kg Bruchlast bei
250 C 180
9,51 4,3
Bei der Bewertung dieser Ergebnisse muss berücksichtigt werden, dass der Lack einen Festkörpergehalt von nur 20 Ges. % aufweist, und dass der erhaltene, gehärtete Film auf doppelt getauchten Spulen dünner als gewöhnlich ist, d. h. nur etwa 17,5 el, verglichen mit den 37,5-50 u der normalen Dicke, beträgt. Selbst bei dieser geringen Schichtdicke gewährleistet der Lack als Spulenbinder zufriedenstellende Ergebnisse und ist besser als eine normal dicke Schutzschicht des ML Decklacks (Beispiel 1).
Beispiel 8
Durch Zugabe von 9,64 g (0,023 Mol) der gemischten Diester der dianhydridbildenden Isomeren von BPTA in 38,6 g Kresylsäure zu einer Lösung aus 6,95 g (0,035 Mol) 4,4'-Diaminodiphenylamin in 26,3 g Kresylsäure wurde eine Imprägnierlösung hergestellt. Diese Lösung wurde wie in Beispiel 3 auf Glasgewebe aufgebracht und zu einem Glasverbundstoff verarbeitet.
Ähnliche Ergebnisse erhält man bei Verwendung äqui molarer Mengen von 4, 4'-! Diaminodiphenylmethan anstelle des Diaminodiphenylamins.
Beispiel 9
23,8 g des 3,3',4,4'-isomers von Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid wurden 15 Stunden in 61,2 g wasserfreiem Äthyl alkohol unter Rückfluss destilliert.
Die erhaltene Lösung wurde bis zum Trockenzustand eingedampft. Man erhält dabei eine weiche klebrige Masse der Diäthylesterisomeren. 7,52 g (0,018 Mol) dieses Produkts wurden in 23,4 g Kresol gelöst und die Lösung mit 3,64 g (0, 018 Mol) p,p'-Diaminodiphenyloxyd in 14,6 g Kresol vermischt.
Die erhaltene Monomerlösung wurde direkt auf kaltgewalztes Stahlblech aufgetragen und 1 Stunde bei 3000 C eingebrannt. Man erhält eine klare, hellgelbe, zähe, abriebfeste, hitzebeständige und flexible dünne Schicht, die durch weiteres Einbrennen bei 3000 C während 17 Stunden nur einen Gewichtsverlust von 3,2% zeigte.
Beispiel 10
Es wurden 28,3 g der Äthylalkohollösung der Di äthylester von Beispiel 9 mit einer Lösung aus 2,65 g (0,025 Mol) m-Phenylendiamin in 22 g Wasser gemischt.
Die erhaltene Monomermischung wurde unmittelbar auf kaltgewalztes Stahlblech aufgesprüht. Nach Einbrennen bei 2500 C während 1 Stunde hatte sich ein klarer, lichtgelber, zäher, abrieb- und hitzefester Film gebildet, der nach weiterem Einbrennen bei 3000 C während 17 Stunden nur einen Gewichtsverlust von 2,6% zeigte.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Mischung aus 20 g Pyromellithsäuredianhydrid (PMDA) (aus Acetanhydrid umkristallisiert) und 40 g wasserfreiem Äthyl alkohol wurde 16 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Diesem Reaktionsprodukt, einem Gemisch der beiden Pyromelliths äurediäthylester-Isomeren, wurden 18,35 g p, p'-Diaminodiphenyloxyd in 150 g Methyläthylketon zugegeben. Man erhielt eine klare, 16,7 Ges. % Feststoffe enthaltende Lösung.
Proben dieser Lösung wurden auf kaltgewalzten Stahl aufgetragen und eingebrannt. Eine Probe wurde 1 Stunde bei 1800 C, die andere 15 Minuten bei 3000 C eingebrannt. Keine der Proben ergab einen klaren, zusammenhängenden Film. Die Lösung härtet unter Bildung einer undurchsichtigen Masse mit geringer Flexibilität und schlechter Abriebfestigkeit.
Vergleichsbeispiel 2
Das oben beschriebene Umsetzungsprodukt von PMDA und Äthanol wurde bei 7e1000C bis zur Trockenheit eingedampft. 15,5 g dieses trockenen Di äthylesters wurden zu 51 g Dimethylacetamid zugegeben. Dem Gemisch wurden weiter 10,0 g p,p'-Di- aminodiphenyloxyd (DDO) in 51 g N-Methylpyrrolidon zugegeben. Die 20gew. % ige Lösung wurde nach Auf- tragung auf kaltgewalztem Stahl bei 3000 C 15 Minuten eingebrannt. Man erhielt ein undurchsichtiges, nicht flexibles, leicht abschleifbares Produkt.
Vergleichsbeispiel 3
7,27 g PDMA wurden mehrere Stunden in 19,7 g wasserfreiem Äthyl alkohol unter Rückfluss erhitzt. Der überschüssige Alkohol wurde von den festen Di-halbestern bei 1000 C abgedampft und das erhaltene Pulver in 27,8 g Kresylsäure eingebracht. Dem Gemisch wurde eine Lösung von 8,33 g DDO in 31,7 g Kresylsäure zugegeben.
Die 20 Gew. S Feststoff enthaltende Lösung ergibt nach dem Einbrennen wie in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 unzusammenhängende Schichten.
Vergleichsbeispiel 4
Pyromellithmonoanhydrid wurde mit wasserfreiem Methylalkohol zum Dimethylester umgesetzt. 2,82 g des Diesters in 4,5 g Methanol wurden mit 2,10 g DDO in 7 g N-Methylpyrrolidon versetzt. Die erhaltene klare Lösung wurde 30 Minuten bei 1750 C bzw. 15 Minuten bei 3000 C eingebrannt. In beiden Fällen bildete sich eine undurchsichtige unzusammenhängende Masse, die nicht als Film verwendbar war.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Lösung von 3, 66 g Pyromellithsäuredibutylester in 3,5 g Butanol wurde mit 2,10 g DDO in 101 g N Methylpyrrolidon versetzt. Nach dem Einbrenn