DE1038215B

DE1038215B - Klebfolie oder Klebband

Info

Publication number: DE1038215B
Application number: DEG20053A
Authority: DE
Inventors: Walter Lincoln Marshall; Leo Sol Kohn
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1955-07-13
Filing date: 1956-07-11
Publication date: 1958-09-04
Also published as: US2789155A; CA589294A

Description

Die Erfindung betrifft eine Klebfolie oder ein Klebband, bestehend aus einer Tragschicht und einer mit ihr verbundenen Klebschicht. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen und Ozon und die elektrische Durchschlagsfestigkeit sowie die Elastizität und Biegsamkeit bei sehr niedrigen Temperaturen von beispielsweise —50 bis —75° C zu steigern, was für manche Anwendungszwecke, beispielsweise bei Verwendung zum Isolieren elektrischer Leitungen, insbesondere der Statorwicklungen von Motoren und Stromerzeugern, wichtig ist.

Der Einfachheit halber wird nachstehend schlechthin \'on Klebbändern die Rede sein, obgleich die Erfindung auch auf Folien beliebiger Breite anwendbar ist.

Erfindungsgemäß ist nun das Klebband durch die Vereinigung der für sich allein nicht beanspruchten Merkmale gekennzeichnet, daß a) die Tragschicht aus einem vulkanisierten, gummiartigen Organopolysiloxan besteht, dem als Füllstoff feinzerteilte Kieselsäure beigemischt ist, und daß b) die Klebschicht aus einem unvulkanisierten, gummiartigen Organopolysiloxan besteht, das als feinverteilter Füllstoff hauptsächlich rotes Eisenoxyd und in geringerer Menge Kieselsäure und außerdem einen Vulkanisator enthält, wobei die Klebschicht im unvulkanisierten Zustand so wenig klebrig ist, daß sie das Aufspulen des Bandes gestattet, und wobei die organischen Gruppen des Organopolysiloxans der Tragschicht und der Klebschicht Methyl- oder ^henyl gruppen sind, an deren Kohlenstoffatome die Siliciumatome gebunden sind, und zwar in dem Verhältnis von etwa 1,98 bis 2,05 organische Gruppen je Siliciumatom.

Die Erfindung besteht also weder in dem von der Organopolysiloxanmischung gebildeten Klebstoff an sich noch in der Zusammensetzung der Tragschicht. Ein Klebstoff, der aus einer besonderen Organopolysiloxanmischung besteht, die auf eine Tragschicht aufgebracht werden kann, bildet den Gegenstand eines älteren Patents.

Auch ist bekannt, Klebbänder durch Fasern aus Glas, Kunstseide oder Polyamiden unter Verwendung eines die Haftung gewährleistenden Überzuges aus weichem Gummi zu verstärken.

Das Band nach der Erfindung läßt sich bei Temperaturen über 150° C, ja sogar bei Temperaturen über 200° C, verwenden, wobei diese hohen Temperaturen über lange Zeiträume wirken können, ohne daß das Material irgendwie beeinträchtigt wird oder seine elektrischen Isoliereigenschaften leiden. Das Organopolysiloxanband nach der Erfindung hat die für ein elektrisches Isolierband erforderliche Festigkeit, so daß es sich bequem auf elektrische Teile, insbesondere elektrische Leitungen, aufbringen läßt. Dabei lassen

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. M. Licht, Patentanwalt,
Berlin-Steglitz, Borstellstr. 51

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Juli 1955

Walter Lincoln Marshall und Leo Sol Kohn,

Schenectady, N. Y. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

sich die physikalischen Eigenschaften, wie z. B. die Zerreißfestigkit, die Klebfähigkeit usw., in weitem Maße bei der Herstellung beeinflussen, so daß sich ein Erzeugnis von vielseitigen Eigenschaften erreichen läßt.

Beim Einwickeln von Gegenständen mit der Klebfolie oder beim Umwickeln elektrischer Leitungen mit dem Klebband ist dabei kein besonderer Klebstoff erforderlich, da die einzelnen Lagen beim Vulkanisieren zusammenkleben.

Aus der nachstehenden Beschreibung ergeben sich Einzelheiten über die Wahl der Ausgangsstoffe, auf die es für die Eigenschaften des Organopolysiloxanbandes entscheidend ankommt. Wie sich aus dieser Beschreibung ergibt, ist es zur Erzielung hochwertiger Eigenschaften des Erzeugnisses auch \όιι großer Bedeutung, daß das Band aus zwei Schichten besteht.

Das ist in der Zeichnung in Fig. 1 angedeutet, wo

die Tragschicht aus vulkanisiertem, einen Siliciumfüllstoff enthaltenden, festen elastischen Organopolysiloxan mit 1 und die darauf aufgebrachte Klebschicht aus nicht vulkanisiertem, leicht fließbarem, ein Eisenoxyd als Füllstoff enthaltendem Organopolysiloxan mit 2 bezeichnet ist. Diese Schicht 2 läßt sich durch Vulkanisieren in den klebrigen und dann in den elastischen, festen Zustand überführen.

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Es ist bereits eine Organopolysiloxanfolie bekannt, die bei Berührung mit einem Körper an diesem anklebt. Ihre Herstellung erfolgt dadurch, daß eine einschichtige Folie aus einem vulkanisierbaren Organopolysiloxan einseitig erhitzt und dadurch vulkanisiert wird, während die andere Seite der Folie nicht vulkanisiert bleibt. Zwar mögen solche Folien für manche Zwecke praktisch sein, doch haben sie wesentliche Mangel. Es ist nämlich sehr schwierig, das Maß der Vulkanisierung so zu steuern, daß sich der gewünschte Übergang von der einen zur anderen Seite der Folie ergibt. Darum läßt es sich nicht vermeiden, daß verschiedene Stellen der Folie verschieden vulkanisiert sind. Auch hat die klebrige Seite des Bandes ungünstige Fließeigenschaften, so daß es sehr schwierig ist, durch Umwickeln eines Bandes um einen Gegenstand und durch Vulkanisieren bei erhöhter Temperatur eine fugenfreie Ummantelung zu erzielen. Da es sich um ein einschichtiges Material handelt, ist es auch oft unmöglich, einerseits eine hohe Zerreißfestigkeit der Schicht und andererseits gleichzeitig die gewünschte Klebkraft und die gewünschte Fließeigenschaften zu erreichen. Die Verwendung einer zweischichtigen Folie bietet gegenüber der bekannten einschichtigen auch den Vorteil, daß man durch Abwandelungen der Eigenschaften der Tragschicht und der Klebschicht einem jeweiligen Verwendungszweck viel besser anpaßbares Erzeugnis erreicht, als es bei Einschichtigkeit der Folie möglich ist. Insbesondere kann man beim Gegenstand der Erfindung für die Tragschicht einen Silikongummi von hoher Zugfestigkeit in Verbindung mit einer Klebschicht aus nicht vulkanisiertem Organopolysiloxan von besonders guten Kleb- und Fließeigenschaften verwenden.

Das elastische Organopolysiloxan, aus dem die Tragschicht und die Klebschicht besteht, bildet vor seiner Vulkanisierung eine hochviskose, klebrige, elastische Masse, die in Gegenwart eines Vulkanisationskatalysators in den vulkanisierten festen Zustand übergeht. Als organische Gruppen kommen für das Organopolysiloxan Methyl- und Phenylgruppen in Frage. Dabei sind im wesentlichen sämtliche organischen Gruppen an das Silicium gebunden, wobei die Bindungen zwischen den Kohlenstoff- und den SiIiciumatomen verlaufen. Auf ein Siliciumatom kommen durchschnittlich von 1,95, vorzugsweise etwa 1,98 bis 2,05, organische Gruppen. Nicht ausgeschlossen ist dabei die Möglichkeit, daß geringe Mengen von SiIiciumgebundenen Vinylgruppen (d. h. bis 2 Molprozent) vorhanden sind. An sich sind derartige Organopolysiloxane bekannt (USA.-Patentschrift Nr. 2 445 794). Diese umwandelbaren Organopolysiloxane bestehen im allgemeinen aus polymerisierten Diorganopolysiloxanen, bei denen die Siloxaneinheiten die Strukturformel R₂SiO aufweisen. Dabei bedeutet R eine Methylgruppe oder eine Phenylgruppe. Mindestens 70 bis 90⁰Zo der Gesamtzahl der R-Gruppen sind am l>esten Methylradikale. Das Polysiloxan kann ein solches sein, bei welchem sämtliche Siloxaneinheiten die Formel

(CH₃)₂SiO

haben, oder es kann sich auch bei dem Siloxan um einen Dimethyldisiloxan handeln, das mit einer geringen Molmenge, z. B. 1 bis 20 Molprozent, von

C₆H₅(CH₃)SiO oder (C_eH₃)₂SiO

zusammen polimerisiert ist.

Aus verschiedenen Gründen kommt es entscheidend auf den Füllstoff an, der für die Tragschicht erfindungsgemäß zur Verwendung gelangt. Der gesamte Füllstoff soll nämlich der Tragschicht eine hohe Festigkeit, insbesondere Zugfestigkeit, Zerreißfestigkeit u. dgl., erteilen. Dem gelangt als ein die Festigkeit steigernder Füllstoff feinverteiltes Silicium zur Verwendung, z. B. Kieselsäure, Aerogel oder auch eine Kieselsäure, die entweder aus Rauch oder aus Lösungen niedergeschlagen ist (USA.-Patentschrift Nr. 2 541 137, 2 610 167 und 2 657 149).

ίο Füllstoffe dieser Art, die sich besonders bewährt haben, sind bekannt, z. B. solche mit einer Teilchengröße von etwa 22 μ und einer Oberfläche von 160m²/g, ferner ein Aerogel von der Teilchengröße 30 μ und einer Oberfläche von 110 bis 150m²/g, oder

ein Produkt der Teilchengröße 15 bis 20 μ und einer Oberfläche von 175 bis 200 m²/g. Geeignet ist weiterhin ein mit Butylalkohol behandeltes Silicium mit einer Teilchengröße von 8 bis 10 μ und einer Oberfläche von 300 m²/g. Außer diesem Füllstoff können auch kleine Beträge (d. h. bis 10 Gewichtsprozent des Siliciumfüllstoffes) anderer Füllstoffe hinzugefügt werden, die ebenfalls in feinverteiltem Zustand zu verwenden sind, beispielsweise Eisenoxyd ( Fe₂O₃), Kilciumcarbonat u. dgl.

Der Stoff, aus welchem die Tragschicht hergestellt wird, hat zweckmäßig die nachfolgende Zusammensetzung (wobei die Zahlenangaben Gewichtsprozente sind):

Tabelle I

Organopolysiloxan 100 Teile

Feinverteilter Silicium-Füll-

stoff 25 bis 60 Teile

Anderer feinverteilter Füllstoff 0 bis 6 Teile Vulkanisator oder Katalysator 0,5 bis 4 Teile

Der zur Herstellung der Tragschicht verwendete Vulkanisator ist am besten Benzoylperoxyd, tertiäres Butylperbenzoat, Dichlorbenzoylperoxyd, Dicumylperoxyd usw. oder Mischungen dieser Peroxyde. Es hat sich herausgestellt, daß sich verbesserte Eigenschaften, insbesondere eine erhöhte Haftung der Tragschicht an der darauf aufgebrachten nicht vulkanisierten Schicht, ergibt, wenn mehrere der angegebenen Vulkanisatoren gemeinsam innerhalb der in der obigen Gewichtstabelle angegebenen Gewichtsbereiche verwendet werden.

Die vulkanisierte Tragschicht aus Organopolysiloxan erhält man am besten dadurch, daß man das vulkanisierbare Organopolysiloxan im Kalander auswalzt. Zu diesem Zweck leitet man die Masse über eine Reihe von Walzen, von denen mindestens eine bis zu einer Oberflächentemperatur von 150 bis 250° C erwärmt sein muß. Mit dieser heißen Oberfläche muß die vulkanisierbare Masse so lange in Berührung bleiben, daß sie sich nach dem Durchgang im wesentlichen im vulkanisierten Zustand befindet. Es kann dies von 0,5 bis 2 Minuten oder noch mehr erfordern.

Unter Umständen muß die Organopolysiloxanschicht zu diesem Zweck mehrfach über die beheizte Metalloberfläche geleitet werden. Sie befindet sich dann in einem festen, hochelastischen Zustand. Auf diese AVeise ergeben sich Folien oder Bänder von einer Stärke von etwa 0,25 bis etwa 0,65 mm oder mehr. Nach dem Auswalzen und Vulkanisieren werden diese Folien oder Bänder vor dem Aufwickeln abgekühlt, damit die Wandungen nicht zusammenkleben. Gewünschtenfalls kann man das Zusammenkleben der Windungen beim Aufwickeln auch dadurch ver-

hindern, daß Trennschichten aus Papier, Polyäthylen u. dgl. zwischengewickelt werden. Indessen ergeben sich für die Herstellung der Tragschicht auch andere Möglichkeiten als das beschriebene Auswalzen. Man kann sie beispielsweise mittels des Strangpreßverfahrens herstellen und/oder die Folie in einem Durchlaufofen auf die Vulkanisiertemperatur erwärmen, so daß sie beim Austritt aus dem Ofen den gewünschten Zustand erreicht hat.

Das zur Herstellung der Tragschicht und der Klebschicht verwendete Organopolysiloxan wird im allgemeinen in der Weise gewonnen, daß man ein Organopolysiloxan oder eine Mischung von Organopolysiloxan kondensiert. Es handelt sich bei diesen Organopolysiloxanen um solche, bei denen an das Siliciumatom einwertige Methyl- oder Phenylradikale oder beide Radikale gebunden sind, wobei diese Bindungen vom Silicium zum Kohlenstoffatom verlaufen. Als Ausgangsmaterial kann man dabei beispielsweise Oktamethylcyclotetrasiloxan oder Mischungen von zyklischem Dimethylsiloxan verwenden, beispielsweise Mischungen von Hexamethylcyclotrisiloxan, Octamethylcyclotetrasiloxan, Decamethylcyclopentasiloxan u. dgl., und zwar in der Gegenwart von geringen Mengen (z. B. von 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent) alkalischer Stoffe, etwa Kaliumhydroxyd, Cäsiumhydroxyd, Tetrabutylphosphoniumhydroxyd usw. Die Kondensierung wird so lange fortgesetzt, bis eine hochviskose, nicht mehr fließfähige polymerisiert^ Masse erzielt ist. Zur Herstellung vulkanisierbarer, gummiartiger Methylphenylpolysiloxane kann man ein oder mehrere der oben beschriebenen zyklischen Methylpolysiloxane mit zyklischen Phenylpolysiloxanen zusammen kondensieren, bei denen an den Siliciumatomen nur Phenylgruppen sitzen oder auch Phenyl- und Methylgruppen, wie es z. B. bei Octaphenylcyclotetrasiloxan von der Formel

[(C₆H₅)₂SiO]₄

oder bei Tetraphenyltetramethylcyclotetrasiloxan mit der Formel

[(C₆H₅)(CH₃)SiO]₄

der Fall ist. Hierbei können die selben Kondensationsmittel, wie oben erwähnt, verwendet werden. An sich ist das Verfahren bekannt, aus Organopolysiloxanen einen festen, elastischen Kunststoff zu schaffen (USA.-Patentschrift 2 704 748).

Um den Stoff für die Klebschicht herzustellen, mischt man das vulkanisierbare Organopolysiloxan mit einem feinverteilten roten Eisenoxyd (Fe₂O₃) als Füllstoff, wobei sich dessen Anteil auf 25 bis 100 Gewichtsteile je 100 Teile Organopolysiloxan beläuft. Außerdem kommt noch der Vulkanisator hinzu, der aus einem oder mehreren der obenerwähnten Peroxyde besteht und dessen Menge sich auf 0,5 bis 8 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes des Füllstoffes und des Methylpolysiloxans beläuft. Die Eisenoxydteilchen haben am besten durchweg etwa die gleiche Teilchengröße von 10 bis 50 μ oder auch etwas darüber. Das Eisenoxyd soll also durch ein Sieb hindurch passieren, das eine Maschengröße von 325 aufweist. Zur Erzielung bestmöglicher Eigenschaften des Klebstoffes muß dieser ebenfalls, wenn auch in geringerer Menge, einen feinverteilten Kieselsäurefüllstoff der oben beschriebenen Art, und zwar eine Menge von 10 bis 45 Prozent des Gewichtes des Eisenoxyds enthalten.

Daß ein größerer Anteil an feinverteiltem rotem Eisenoxyd und ein kleinerer Anteil an feinverteilter Kieselsäure gleichzeitig zur Verwendung gelangen, hat seine guten Gründe. Anscheinend spielt nämlich das Eisenoxyd für die Erzielung mehrerer wichtiger, unerwarteter Wirkungen eine wichtige Rolle. Es ist bekannt, daß feinverteilter Kieselsäurefüllstoff in vulkanisierbarem Silikongummi die Bildung einer besonderen Struktur verursacht, was sich z. B. daraus ergibt, daß sich die Masse nur noch schwierig durch die übliche mechanische Bearbeitung plastisch machen

ίο läßt und in unerwünschter Weise federt. Das wird nun durch den Hauptanteil des Eisenoxyds verhindert. Dadurch erhält die Klebstoffschicht eine Konsistenz, die ein glattes Fließen ermöglicht. Gleichzeitig erhält die Masse eine so starke Kohäsion, daß sie nicht schmiert und nicht klebrig ist und daher nach dem Aufbringen auf die Tragschicht deren Aufwickeln gestattet. Die in der Klebschicht enthaltene Kieselsäure gibt der Klebschicht in erster Linie die Festigkeit und trägt zu der erwähnten starken Kohäsion bei.

Die durch das Eisenoxyd erzielte leichte Fließ- und Formbarkeit der Klebschicht hat aber noch einen weiteren Vorteil: Umwickelt man elektrische Leiter, Dorne oder andere Körper, so schmiegt sich die Klebschicht bei Anwendung von Wärme und Druck infolge ihrer Fließbarkeit innig ohne Einschluß freier Räume an die umwickelte Oberfläche an. Anscheinend hat aber das rote Eisenoxyd noch eine weitere Wirkung. Denn es erhöht die Klebkraft, mit der die Klebschicht sowohl im nicht vulkanisierten als auch im vulkanisierten Zustand an der Tragschicht haftet, und zwar vor und nach dem Aufwickeln. Eine gute Haftung der Klebschicht sowohl an der umwickelten Fläche als auch an der Tragschicht ist aber von großer Wichtigkeit. Anscheinend trägt der Hauptanteil des roten Eisenoxyds auch dazu bei, zu verhindern, daß, wenn das Klebband mit der noch nicht vulkanisierten Klebschicht aufgespult wird, die Windungen aneinander hängenbleiben und zu einem festen Block verkleben. Dabei wird diese Wirkung erzielt, ohne die übrigen guten Eigenschaften des Klebbandes zu beeinträchtigen. Die Klebfolie oder das Klebband nach der Erfindung läßt sich bei Zimmertemperatur von 25 bis 35° C sehr lange lagern, ohne daß dabei irgendeine merkliche Alterung eintritt. Jedenfalls bleiben die Eigenschaften des Materials unverändert, insbesondere die Eigenschaft, daß man durch nachträgliche Vulkanisierung eine feste Ummantelung von einheitlichem Querschnitt erreichen kann.

Das Auftragen der Klebschicht auf die vulkanisierte, gummiartige Tragschicht aus Organopolysiloxan erfolgt mit Hilfe eines Abstreichmessers oder durch Aufwalzen auf die Tragschicht. Diesen Vorgang kann man dadurch erleichtern, daß man die Klebmasse in einem entsprechenden Lösungsmittel,

z. B. Xylol oder Toluol, auflöst und die Klebschicht nach ihrem Aufbringen einer milden Wärmebehandlung zum Entfernen des Lösungsmittels unterwirft, wobei sie gegebenenfalls belüftet werden kann. Eine milde Wärmebehandlung hat auch den Zweck, die Klebrigkeit der Klebschicht zu beseitigen. Die Stärke der Klebschicht liegt in derselben Größenordnung wie diejenige der Tragschicht, jedoch macht man die Klebschicht am besten etwas dünner, vorzugsweise 0,075 bis 0,375 mm, stark.

Das zweischichtige Erzeugnis läßt sich beispielsweise zum Isolieren elektrischer Leiter dadurch verwenden, daß man diese mit dem Band nach der Erfindung umwickelt. Das Band wird in aufgespultem Zustand verwendet und beim Herumwickeln um den Leiter abgespult. Es kommt häufig vor, daß man elek-

irische Leiter in praktischer Weise nur durch Umwickeln mit einem Bande isolieren kann. Nach dem Aufwickeln wird dann das Band vulkanisiert, und zwar am besten unter Druck und bei einer Wärme von über 100° C, vorzugsweise bei Temperaturen von 125 bis 200° C. Die Dauer des Vulkanisierungsvorganges beläuft sich dabei auf 5 Minuten bis 3 oder 4 Stunden. Das Vulkanisieren erfolgt unter Umständen innerhalb einer Form, die gewünschtenfalls mit Dampf beheizt werden kann. Durch den Vulkanisierungsvorgang verschweißen die sich überdeckenden Bandlagen zu einem einheitlichen, lückenlosen Mantel. Wegen der hohen Festigkeit, insbesondere der Zug- und Zerreißfestigkeit kann man die in dieser Weise ummantelte Leitung mit hoher Geschwindigkeit aufwickeln und sie auch biegen oder anderen Beanspruchungen aussetzen, wie sie z. B. in Betracht kommen, wenn es sich um Statorwicklungen elektrischer Maschinen handelt, die vor dem Einbau mit Hilfe des Bandes nach der Erfindung isoliert werden. Nachstehend seien einige Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre Anwendung erläutert. Die Mischungsverhältnisse sind dabei in Gewichtsprozent angegeben.

Beispiel 1

Ein vulkanisierbares Methylpolysiloxan wurde in der Weise dargestellt, daß eine Mischung zyklischer Polymere von Dimethylsiloxan der Formel

[(CH₃)₂SiO]„

polymerisiert wurde. In dieser Formel bedeutet η eine ganze Zahl, die sich auf 3, 4, 5 oder 6 belaufen kann. Die Polymerisierung erfolgte mit etwa 0,01 Prozent Kaliumhydroxyd bei einer Temperatur von etwa 150 bis 160° C. und sie wurde so lange fortgesetzt, bis die Masse hochviskos war und nicht mehr floß. Diese Masse ist dann vulkanisierbar. 100 Teilen dieses Methylpolysiloxans wurden etwa 50 Teile von feinverteilter kieselsäure zugefügt. Bei dieser handelt es sich um ein Erzeugnis, das als »Aerosil« oder als j-Cab-O-Sil« (Teilchengröße 15 bis 20 μ, Oberfläche 175 bis 200 m²/g), bekannt ist, und das durch Niederschlagen λοη Rauch bei Verbrennung von SiCl₄ gewonnen wird. Außerdem wurden 1,1% von 2,4-Di-Chlorbenzoylperoxyd zugesetzt, wobei sich die Prozentangal >e auf das Gesamtgewicht der Mischung bezieht. Dieser Stoff wurde dann zu einer dünnen Folie von etwa 30 cm Breite und 0,25 mm Dicke ausgewalzt und dann etwa 30 Sekunden lang auf eine Temperatur von 180° C erwärmt und dadurch völlig vulkanisiert. Dann wurde die Klebmasse dadurch hergestellt, daß Octamethylcyclotetrasiloxan mit Kaliumhydroxyd unter den gleichen Bedingungen kondensiert wurde, wie sie oben angegeben sind. Die Vulkanisierung wurde fortgesetzt, bis ein Polymerisat von hoher Viskosität erreicht wurde, das im wesentlichen nicht mehr floß und in Benzol löslich war. 100 Teilen dieses Polymerisates wurden etwa 65 Teile feinzerteilten roten Eisenoxyds, 20 Teile feinzerteilter Kieselgur und 1.5 ⁰Zo von 2,4-di-Chlorbenzoylperoxyd beigemischt, wobei sich die Prozentangaben auf die mit dem Füllstoff versehene Masse beziehen. Dieses klebrige Polymerisat wurde dann auf die vulkanisierte Methylpolysiloxantragschicht in einer Schichtstärke von etwa 0,02 mm aufgebracht, so daß sich ein einheitliches zweischichtiges Erzeugnis ergab. Um die Klebrigkeit der Klebschicht so weit zu verringern, daß sich diese aufwickeln läßt, ohne daß die Windungen aneinanderkleben, wurde die Folie für wenige Sekunden auf eine Temperatur von 115 bis 120° C gebracht. Diese Folie wurde dann in Bänder von etwa 25 mm Breite unterteilt. Das so hergestellte Band wird in der nachstehenden Beschreibung als Band Nr. 1 bezeichnet.

Beispiel 2

Die Tragschicht wurde ebenso wie beim Beispiel 1 hergestellt, nur mit der Ausnahme, daß eine andere

ίο feinzerteilte Kieselsäure mit einer Teilchengröße von 22 μ und einer Oberfläche von 160 m²/g verwendet wurde. Dabei gelangten 35 Teile dieser Kieselsäure auf 100 Teile des Methylpolysiloxans zusammen mit etwa 2 Teilen roten Eisenhydroxyds und 1 %> 2,4-di-Chlorbenzoylperoxyd, bezogen auf das Gewicht der mit dem Füllstoff versehenen Masse, zur Verwendung. Die Stärke der vulkanisierten Tragschicht belief sich in diesem Falle auf 0,24 mm. Die Klebschicht wurde auf diese Tragschicht ebenso aufgebracht, wie es beim Beispiel 1 geschah, und sie hatte auch dieselbe Zusammensetzung, nur mit der Ausnahme, daß statt des Dichlorbenzoylperoxyds eine Mischung von 1,1% Benzoylperoxyds und 0,6% von tertiärem Butylperbenzoat zur Verwendung gelangte, wobei sich diese Prozentangaben auf das Gewicht des mit dem Füllstoff versehenen Methylpolysiloxans beziehen. Die Stärke der Klebschicht belief sich ebenfalls auf 0,24 mm. Die weitere Behandlung erfolgte wie beim Beispiel 1. Die Klebschicht wurde also leicht erwärmt, um ihre Klebrigkeit zu beseitigen, damit sie sich aufspulen läßt, und dann in Bänder unterteilt. In der nachstehenden Beschreibung werden diese Bänder mit der Nr. 2 bezeichnet.

Beispiel 3

Ebenso wie beim Beispiel 2 wird ein Klebband unter Verwendung derselben Tragschicht und derselben Klebschicht hergestellt, wobei beide Schichten dieselbe Stärke wie beim Beispiel 2 aufweisen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß das Methylpolysiloxan, das zur Herstellung der Tragschicht verwendet wurde, zur Entfernung aller Spuren des Kaliumhydroxyds, das als Polymerisator verwendet wurde, mit Wasser gewaschen wurde. Dieses Klebband (das wie bei den Beispielen 1 und 2 leicht erhitzt wurde) wird nachstehend als Klebband Nr. 3 bezeichnet werden.

Beispiel 4

Ähnlich wie beim Beispiel 2 wird wiederum ein Klebband aus einem gummiartigen Silikon hergestellt, dessen Tragschicht dieselbe ist wie beim Beispiel 1. Die Stärke der Tragschicht belief sich auf 0,02 mm. Die Klebschicht war im wesentlichen dieselbe wie beim Beispiel 1; nur wurde statt des Dichlorbenzoylperoxyds des Beispiels 1 eine Mischung von 1,1% Benzoylperoxyd und 0,6% von tertiärem Butylperbenzoat verwendet. Die Stärke der auf die Tragschicht aufgebrachten Klebschicht belief sich auf 0,01 mm.

Auch wurde das Klebband einer leichten Wärmebehandlung unterworfen, damit es nicht klebrig bleibt und damit man es aufspulen kann. Dieses Klebband wird nachstehend als Nr. 4 bezeichnet.

Beispiel 5

Ebenso wie beim Beispiel 1 wird wiederum ein Klebband hergestellt, nur mit folgenden Unterschieden: Die Klebschicht entspricht derjenigen des Beispiels 4, nur beläuft sich ihre Stärke auf etwa

0,15 mm. Die Tragschicht besteht aus einem Phenylpolysiloxan, das durch Polymerisieren einer Mischung hergestellt wird, die aus 85 Molprozent Octamethylcyclotetrasiloxan und etwa 15 Molprozent eines zyklischen Phenylmethylpolysiloxans besteht, das die Formel

[(C₆H₅) (CH₃) SiO]₄

aufweist. Die Polymerisation erfolgt bei einer Temperatur von etwa 160° C und nimmt 25 Minuten in Anspruch. Als Polymerisator wird Kaliumhydroxyd verwendet, und zwar etwa in der gleichen Menge wie beim Beispiel 1. Auf diese Weise erhält man ein nicht fließendes Methylphenylpolysiloxan. Dieses wird auf eine so hohe Temperatur erwärmt, daß sämtliche flüchtigen Bestandteile, die unter 250° C sieden, im wesentlichen entfernt werden. Auf 100 Teile dieser hochmolekularen Methylphenylpolysiloxanmasse werden etwa 45 Teile einer feinzerteilten Kieselsäure zugesetzt, und zwar die als »Estersil« bekannte, mit Butanol behandelte Kieselsäure nach der USA.-Patentschrift 2 657149. Der Mischung des Methylphenylpolysiloxans mit dem Füllstoff werden ferner 2 Teile feinzerteilten roten Eisenoxyds zum Zwecke der Färbung und 1,2% 2,4-di-Chlorbenzoylperoxyd zugesetzt, und zwar bezogen auf das Gewicht des mit dem Füllstoff versetzten Methylphenylpolysiloxans. Die Stärke der vulkanisierten Silikontragschicht beläuft sich auf 0,325 mm. Dieses Folienmaterial wurde dann leicht erwärmt, um seine Klebrigkeit zu beseitigen und es aufspulbar zu machen, und dann in Bänder unterteilt. Auf dieses Erzeugnis wird nachstehend als »Band Nr. 5« Bezug genommen. Jedes der gemäß den Beispielen 1 bis 5 hergestellten Bänder wurde dann auf elektrische Durchschlagfestigkeit, Zerreißfestigkeit, Zugfestigkeit, Dehnung und Klebkraft untersucht. Die Prüfung der elektrisehen Durchschlagfestigkeit erfolgte in der Weise, daß das Band um eine elektrische Kupferschiene mit dem Querschnitt 6 · 25 mm mit halber Überlappung herumgewickelt und auf 150° C erhitzt wurde. Bei dieser Temperatur wurde 10 Minuten lang auf die

ίο Oberfläche der Schiene ein Druck von etwa 7 Atmosphären ausgeübt. Danach wurde die elektrische Durchschlagfestigkeit der isolierten Schiene Schritt für Schritt bestimmt. Die Zerreißfestigkeit, die Zugfestigkeit und die Dehnung wurden in der üblichen Weise ermittelt, und zwar an dem Band in seinem ursprünglichen Zustand, d. h. mit nicht vulkanisierter Klebschicht. Die Prüfung der Klebkraft erfolgte in der Weise, daß die Enden zweier Bänder zusammengeklebt wurden, und zwar derart, daß die Klebschicht des einen auf der Tragschicht des anderen Bandes haftete. Die freien Enden der Bänder wurden dann in das Prüfgerät eingespannt und unter Zug gesetzt. Dieser Zug wirkte dabei auf die Enden in entgegengesetzten Richtungen und suchte daher die Bänder voneinander abzuziehen. Vor der Prüfung wurden die sich überlappenden Enden der Bänder durch Erwärmen auf etwa 150° C für 30 Minuten bei einem Druck von etwa 7 kg/cm² vulkanisiert. Die folgende Tabelle II zeigt das Ergebnis dieser Versuche. Dabei sind die elektrischen Durchschlagfestigkeiten für verschiedene Stärken des Isoliermantels auf der Kupferschiene wiedergegeben, wobei diese Stärken in Klammern unter den Festigkeitswerten angegeben sind.

Tabelle II

Band Nr.	Dielektrische Durchschlagfestigkeit in Volt je 0,25 mm	Zugfestigkeit in g/mm	Zerreißfestigkeit in kg/cm²	Dehnung in°/o	Klebfestigkeit in g/mm
1 2 3 4 5	390 (0,13 mm) 450 (0,13 mm) 375 (0,18 mm) 425 (0,10 mm) 320	774 657 495 486 783	43,6 50,7 50,0 49,3 52,9	320 255 275 290 390	88,2 126,0 126,0 50,4

Zum Vergleich wurde ein Klebband ähnlich wie gemäß dem Beispiel 1 oder 5 hergestellt, jedoch wurde für die Klebschicht des Bandes lediglich feinzerteilte Kieselsäure, z. B. die aus einem Rauch niedergeschlagene Kieselsäure, als einziger Füllstoff verwendet. Die auf diese Weise gewonnene Klebschicht hatte indessen nicht die Festigkeit oder Fließfähigkeit der Beispiele 1 bis 5. Das Band der Beispiele 1 bis 5 zeichnete sich z. B. dadurch aus, daß es in aufgespultem Zustand wochenlang lagern und man es dann leicht abwickeln und für Isolier- oder andere Schutzzwecke ohne merkliche Beeinträchtigung der Fließ- und Klebfähigkeit verwenden konnte, wobei mit der Klebfähigkeit die Haftung der Klebschicht sowohl an der Tragschicht als auch an der bewickelten Fläche zu verstehen ist. Das Vergleichsband indessen, dessen Klebschicht als Füllstoff lediglich feinzerteilte Kieselsäure enthält, verlor diese Fließ- und Haftfähigkeit nach Lagern in aufgespultem Zustande für 2 oder 3 Trage. Nach Ablauf dieser Frist war das Band praktisch wertlos. Wer mit dem vorliegenden Fachgebiet vertraut ist, versteht ohne weiteres, daß der feinzerteilte Kieselsäurefüllstoff der Organopolysiloxantragschicht nur zum größten Teil die oben beschriebenen Eigenschaften zu haben braucht und daß ein gewisser Teil auch aus anderen Kieselsäurearten bestehen kann, ja sogar aus anderen Füllstoffen wie Calciumcarbonat, Eisenoxyd, Titandioxyd usw., sofern deren Mengen nicht 5 bis 8% des Gesamtgewichtes des Füllstoffes überschreiten.

Es kommen auch andere Vulkanisierungsmittel für die Kleb- und Tragschicht in Frage, als sie in den oben aufgeführten Beispielen angegeben sind. Auch für die Herstellung der Klebschicht gilt es, daß der verwendete Füllstoff in geringem Maße aus anderen Stoffen als rotem Eisenoxyd und aus feinzerteilter Kieselsäure bestehen kann. So kann man bis zu 10 Gewichtsprozent des roten Eisenoxyds durch andere Füllstoffe ersetzen, sofern diese in feinzerteiltem Zustande verwendet werden, ohne daß dabei im allgemeinen nachteilige Wirkungen entstehen.

Das beschriebene Verfahren zum Herstellen eines aus mehreren Schichten bestehenden Silikongummiklebbandes kann in mannigfacher Weise abgewandelt werden. So kann man das Aneinanderkleben der Windüngen beim Aufspulen des fertigen Bandes auch

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Claims

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dadurch verhindern, daß man zwischen die einzelnen noch eine Mischung feinzerteilter Füllstoffe, die zum

Windungen isolierende Zwischenschichten legt, die größten Teil aus rotem Eisenoxyd und zum kleinen

z. B. aus Zellglas oder Polyäthylen bestehen können. Teil aus Kieselsäure bestehen.

Diese Maßnahme erhöht jedoch die Kosten der Ferti- Fig. 2 veranschaulicht einen elektrischen Leiter, der gung und der Verwendung des Materials. Wie bereits 5 aus einem Metalldraht 3 aus Kupfer, Aluminium oben erwähnt, kann man erfindungsgemäß die Klebrig- od. dgl. besteht und überlappend mit einem Silikonkeit dadurch in ausreichendem Maße vermindern, daß gummiband nach der Erfindung umwickelt ist. Dabei man die Klebschicht des Bandes einer milden Wärme- ist die Klebschicht 2 dem Draht 3 zugewandt, wähbehandlung unterwirft. Wenn das geschieht, dann rend die vulkanisierte Schicht 1 als Schutzschicht kann man das Band nach der Erfindung in aufgespul- io dient und die Klebschicht bis zu ihrer Vulkanisierung tem Zustand beliebig lange lagern, ohne daß sich beim schützt. Diese erfolgt durch Wärmebehandlung, durch Abspulen Schwierigkeiten ergeben. Die milde Wärme- welche die Klebschicht in den vulkanisierten, festen, behandlung der Klebschicht kann darin bestehen, daß gummiartigen Zustand übergeführt wird,
man das Band über eine metallische Walze laufen Fi,g. 3 zeigt eine Ankerwicklung für eine elektrische läßt, die auf eine Temperatur von etwa 125 bis 15 Maschine, die aus einem Bündel isolierter Metall-150° C erwärmt ist. Dabei dringt dann die Wärme stäbe 4 aus Kupfer, Aluminium od. dgl. besteht. Die von außen her durch die Tragschicht hindurch und Isolierung 5 kann eine Lackschicht sein und durch erreicht die Klebschicht mit einer entsprechend ge- einen Überzug der Stäbe mit Schellack oder einem ringeren Temperatur. Es genügt, das Band in dieser Asphaltlack hergestellt werden und gegebenenfalls Weise 20 bis 40 Sekunden lang zu erwärmen, um 20 auch noch eine Umspinnung mit Glasfasern, Asbestseine Klebrigkeit so weit zu verringern, daß es in fasern od. dgl. enthalten. Zuweilen genügt auch eine aufgespultem Zustand lagerfähig wird. Die Klebkraft Isolierung mit unbehandelten Glasfasern oder mit des Bandes wird dadurch nicht beeinträchtigt. anderen anorganischen Stoffen. Das Stabbündel ist

Da sich die Klebschicht des Bandes dadurch aus- mindestens mit einer Schicht eines Glasfaserbandes 6 zeichnet, daß sie gut fließt und nicht dazu neigt, eine 25 umwickelt, das mit einem vulkanisierfähigen, einen innere Faserstruktur zu entwickeln, verschweißen die Füllstoff aufweisenden Organopolysiloxan imprä-Bandlagen nach dem Vulkanisieren zu einem einheit- gniert und mit ihm überzogen ist. Es kann sich dabei liehen, fugenlosen Mantel, der keine inneren Hohl- um vulkanisierbares Methylpolysiloxan handeln, ähnräume enthält. Wie bereits erwähnt, eignet sich das lieh dem, das ernndungsgemäß für die Tragschicht 1 Band nach der Erfindung insbesondere dazu, die 30 oder die Klebschicht 2 des Bandes zur Verwendung Stäbe von Motor- und Stromerzeugerwicklungen gelangt. Das zum Überziehen und Imprägnieren des gegen Erde zu isolieren. Dabei kommt die hohe Ozon- Glasfaserwickels 6 verwendete Organopolysiloxan festigkeit des Silikongummis und dessen Stand- enthält auch einen Vulkanisator, wie z. B. Benzoylfestigkeit gegenüber hohen elektrischen Spannungen peroxyd oder tertiäres Butylperbenzoat. Die Glaszur Geltung. Auch eignen sich die Bänder und Folien 35 bandhülle 6 wird nun überlappend mit dem Organonach der Erfindung zur Fertigung von Schläuchen polysiloxanklebband nach der Erfindung umwickelt, u. dgl. Zu diesem Zweck kann man die Folien oder Auch dabei ist wiederum die Klebschicht 2 der Glas-Bänder auf einen zylindrischen Dorn aufwickeln und bandhülle zugewandt, während die Tragschicht 1 auf diesem unter Wärme und Druck vulkanisieren außen Hegt. Die Isolierbandumwicklung erhält dann (der Druck kann gewünschtenfalls auch fortfallen), 40 eine äußere Hülle, die wiederum aus imprägniertem um auf diese Weise einen Schlauch mit porenfreien Glasfaserband 6 besteht, dessen Imprägnierung aus Wandungen zu bilden, der in hohem Maße wärme- Organopolysiloxan besteht, welches sich durch beständig ist. _: Wärme vulkanisieren läßt. Das Ganze kann dann

Man kann die Folien und Bänder nach der Erfin- noch mit einem Schutzband umwickelt werden, das dung auch dazu benutzen, elektrische Leiter aus 45 an der äußeren Glasbandhülle nicht anklebt, und nur Kupfer, Aluminium od. dgl. zu isolieren, wenn es dazu dient, als Schutzhülle für die isolierte Wicklung dabei auf hohe Wärmebeständigkeit und gute elek- zu wirken, wenn diese in einen Druckbehälter eintrische Eigenschaften ankommt. Beim Isolieren der getaucht wird, der dann unter Druck mit einer heißen stabförmigen Leiter von Wicklungen elektrischer Flüssigkeit, z. B. mit geschmolzenem Bitumen, geMaschinen kann man die Stäbe erst einzeln je für sich 50 füllt wird. Indessen kann man die isolierte Wicklung isolieren und dann ein Bündel solcher Stäbe mit dem auch auf mechanischem Wege in einer Preßform vul-Isolierband umwickeln und das Ganze dann -mit kanisieren. Nach der Vulkanisierung in dem Preß-Wärme und Druck behandeln (vgl. die USA.-Patent- behälter wird die Wicklung herausgenommen und die schrift 2 707 204). äußere Schutzhülle entfernt. Gegebenenfalls wird

Die Zeichnung, in welcher in Fig. 1 das zweischich- 55 dann die Wicklung noch von etwa anhängendem tige Klebband nach der Erfindung schaubildlich dar- Asphalt gereinigt,
gestellt ist, veranschaulicht in Fig. 2 einen schaubild- Patentansprücheliehen Querschnitt einer mit dem Isolierband umwickelten elektrischen Leitung und in Fig. 3 schau- 1. Klebfolie oder Klebband, bestehend aus einer bildlich einen Querschnitt durch die Ankerwicklungen 60 Tragschicht und einer mit ihr verbundenen Klebeiner elektrischen Maschine, die mit dem Silikon- schicht, gekennzeichnet durch die Vereinigung gummiband nach der Erfindung isoliert ist. der für sich allein nicht beanspruchten Merkmale,

Die Tragschicht 1 (Fig. 1) besteht also aus einem daß a) die Tragschicht aus einem vulkanisierten,

vulkanisierten, gummiartigen Organopolysiloxan, das gummiartigen Organopolysiloxan besteht, dem als

als Füllstoff feinzerteilte Kieselsäure enthält. Die 65 Füllstoff feinzerteilte Kieselsäure beigemischt ist,

Klebschicht 2 besteht aus einem nicht vulkanisierten und daß b) die Klebschicht aus einem unvulkani-

Organopolysiloxan, das durch eine Behandlung mit sierten, gummiartigen Organopolysiloxan besteht,

Wärme in den vulkanisierten festen, gummiartigen das als feinverteilten Füllstoff hauptsächlich rotes

Zustand übergeführt werden kann. Die Schicht 2 ent- Eisenoxyd und in geringerer Menge Kieselsäure

hält außer dem Vulkanisator für Organopolysiloxan 7c und außerdem einen \^rulkanisator enthält, wobei

die Klebschicht im unvulkanisierten Zustand so wenig klebrig ist, daß sie das Aufspulen des Bandes gestattet, und wobei die organischen Gruppen des Organopolysiloxans der Tragschicht und der Klebschicht Methyl- oder Phenylgruppen sind, an deren Kohlenstoffatome die Siliciumatome gebunden sind, und zwar in dem Verhältnis von etwa 1,98 bis 2,05 organische Gruppen je Siliciumatom.

2. Klebfolie oder Klebband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Organopolysiloxan für die Tragschicht und die Klebschicht Methylpolysiloxan enthält.

3. Klebfolie oder Klebband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Organopolysiloxan für die Tragschicht Methylpolysiloxan und als Polysiloxan für die Klebschicht Methylphenylpolysiloxan enthält.

4. Klebfolie oder Klebband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vulkanisator des Organopolysiloxans in der Klebschicht aus Benzoylperoxyd oder tertiärem Butylperbenzoat oder Dichlorbenzoyl oder Dicumylperoxyd oder einer Mischung von wenigstens zweien dieser Stoffe besteht.

5. Klebfolie oder Klebband nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Vulkanisator für das Organopolysiloxan der Klebschicht 2,4-di-Chlorbenzoylperoxyd enthält.

6. Klebfolie oder Klebband nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Klebschicht enthaltene rote Eisenoxyd in einer Menge von 25 bis 100 Gewichtsprozent mit Bezug auf das Gewicht des Organopolysiloxans vorhanden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung D 11963 IVa/39b (bekanntgemacht an 19.11. 1953);

britische Patentschrift Nr. 680 657.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 941090.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen