DE1073666B

DE1073666B - Verfahren zur Herstellung elektrischer Isolierlackc

Info

Publication number: DE1073666B
Application number: DENDAT1073666D
Authority: DE
Inventors: Chem Hans Friedl Nürnberg Dr Wilhelm Rating Wuppertal Barmtn und Di Roland Schaber Wuppertal El berfeld Dipl
Original assignee: Dr Kurt Herbeits a Co vorm Otto Louis Herberts Wuppertal Barmen
Publication date: 1960-01-21

Description

Verfahren zur Herstellung elektrischer Isolierlacke Es ist bekannt, daß man aus Lacken auf der Basis von Estern der Terephthalsäure Lackdrähte von guter Wärmebeständigkeit herstellen kann: So wurden hierzu Polyester durch Kondensation von Terephthalsäure mit Glykolen oder mit Gemischen von Di- und Triolen; beispielsweise mit Äthylenglykol, Propandiol und bzvv. oder Glycerin, hergestellt.
Die vorliegende Erfindung- beruht auf der Erkenntnis, daß man lackierte- elektrische Leiter mit sehr guten Eigenschaften, besonders sehr hoher Dauerwärmebeständigkeit und guten elektrischen Werten erhält, wenn man den Draht mit einem Lack überzieht, -der einen unter Verwendung von 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropan hergestellten Polyester enthält und den so beschichteten Draht dann aushärtet, beispielsweise durch Ofenkammern zieht, die auf erhöhte Temperaturen von vorzugsweise etwa 300 bis 450°C erwärmt sind.
Das erwähnte 4,4'-Di-(oxyäthoxy)=diphenylpropau besitzt die nachfolgende Formel: Gemäß der Erfindung werden zur Herstellung von Isolierlacken Polyes+er verwendet, bei denen 4,4'-Di-(öxyäthoxy)-diphenylpropan im Gemisch mit einem 3- oder mehrwertigen Alkohol zur Anwendung kommt, weil rein linear aufgebaute Produkte für viele Anwendungszwecke zu stark thermoplastisch sind. Als 3- oder mehrwertiger Alkohol sollen vorzugsweise Glycerin, Trimethylolpropau und bzw. oder Peutaerythrit oder Monoester des Pentaerythrits verwendet werden. Das Molverhältnis zwischen dem 2- und 3wertigen Alkohol soll derart abgegrenzt werden, daß auf 1 Mol des 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropaus 0,3 bis 2 Mol des 3- oder mehrwertigen Alkohols verwendet werden. Es liegt im Sinne der Erfindung, in kleineren Prozentsätzen das 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropau durch andere 2wertige Alkohole, z. B. Athylenglykol oder Propandiol, zu ersetzen und auf diese Weise Modifizierungen der Eigenschaften der Endprodukte zu erhalten. Das 4,4`-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropan verleiht jedoch dem Endprodukt einen wesentlichen Teil seiner charakteristischen Eigenschaften. Der Anteil der anderen 2wertigen. Alkohole soll dementsprechend nicht höher als etwa 30 °/o der Gesamtmenge der eingesetzten 2wertigen Alkohole betragen.
Als Säurekomponenten können Di- oder Polycarboxnsäuren der verschiedensten Art verwendet werden. Ein besonderer Vorteil -der Erfindung liegt darin, daß der Einsatz des 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropans es ermöglicht; unter Einsatz von rein aliphatischen Dicarbonsäuren, z. B. Bernsteinsäure, Polyester herzustellen, die als Lackgrundlage ausgezeichnete Isolierungen auf elektrischen Leitern ergeben. Besonders besitzen die so erhältenen lackierten elektrischen Leiter Do,uerwärmebeständigkeiten, die äußerst günstig -sind.
Man erhält auch brauchbare Polyester, wenn mau als Säurekomponente eine aromatische Dicarbonsäure verwendet. Als aromatische Dicarbonsäure soll vorzugsweise Terephthalsäure verwendet werden.
Das mengenmäßige Verhältnis zwischen den alkoholischen und sauren Komponenten soll bevorzugt so gewählt werden, daß auf 1 Carboxylgruppe 1,5 bis 3 Hydroxylgruppeu kommen, so daß die Endprodukte freie Hydroxylgruppen enthalten. So hat sich herausgestellt, daß ein Gehalt der Endprodukte au freien Hydroxylgruppen zu günstigen technologischen Eigenschaften der Endprodukte führt. Beispielsweise haben die mit solchen Produkten erfindungsgemäß hergestellten Lacklösungen einen besseren Verlauf und führen zu glatteren Filmen.
Die gemäß der Erfindung zur Anwendung kommenden Polyester besitzen eine gute Löslichkeit in - Diacetoualkohol, Methylglykolacetat, Xylenol, Kresol und Gemischen der genannten Lösungsmittel, eventuell auch mit aromatischen Kohlenwasserstoffen: Zur Herstellung der lackierten elektrischen Leiter werden die Polyester in einem Geiniscn der vorerwähnten Lösungsmittel,- z. B. von Xylenol oder Rohkresol mit Solveutuaphtha: gelöst; wobei -der- Festkörpergehalt zweckmäßig zwischen 20 und- 60-0(0 liegen soll. Neben anderen Lösungsmitteln- können--noch körrosionshemmende (zum Korrosionsschutz der Oberfläche der zu lackierenden metallischen Leiter) und polymerisationsbeschleunigende Stoffe zugefügt werden. Besonders empfehlenswert ist ein Festkörpergehalt zwischen 30 und 400/0.-Der elektrische Leiter wird mehrfach durch eine solche Lösung gezogen und anschließend Temperaturen ausgesetzt, bei denen die restlose _A_ uskondensation und Vernetzung erfolgt. Bei einem 0;8-mm-Kupferdraht und einer Abzugsgeschwindigkeit -von 4 bis 6 m/Min. werden zweckmäßig Temperaturen von etwa 400°C verwendet.
Zum Lackieren der Drähte können sowohl vertikale als auch horizontale Maschinen mit Filz oder Düsenabstreifung verwendet werden,'- aus der Verdünnung kann auch ohne Abstreifvorrichtung gefahren werden.
Man hat bereits Polyesterharze unter Verwendung von 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropan hergestellt. Die vorbekannten Harze dieser Art besaßen entweder eine lineare oder eine schwach vernetzte Struktur. Das Mol verhältnis zwischen dem 2wertigen und dem höherwertigen Alkohol ging bei den vorbekannten Verfahren nicht über das Verhältnis von 90: 10 hinaus. Die linearen und schwach vernetzten Polyesterharze sind für die Herstellung von Drahtlacken ungeeignet. Auch ist die Verwendung der bekannter - Polyesterharze zur Herstellung. von Drahtlacken in den Literaturstellen nicht empfohlen worden. Gemäß der Erfindung soll das Molverhältnis zwischen dem 2wertigen und dem höherwertigen Alkohol mindestens 1 : 0,3 betragen und kann bis 1 : 2 gehen.
Die Erfindung sei durch folgende Beispiele näher erörtert: .- Beispiel l In an sich bekannter, hier nicht beanspruchter Weise wird ein Polyester wie folgt hergestellt:

118 g = 1,0 Mol Bernsteinsäure,

316 g = 1,0 Mol 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropan,

46 g = 0,5 Mol Glycerin,

` 1-g Zinksoligen

werden unter Rühren und Durchleiten eines inerten Gases (z. B. Stickstoff) auf 110°C erhitzt. Die Temperatur wird innerhalb von 2 Stunden. auf 180°C gesteigert, wobei Wasser abdestilliert. Die Temperatur wird dann weitere 8 Stunden auf 250°C gehalten.
Ein mit einem auf diese Weise hergestellten Polyester als Lackbasis lackierter Kupferdraht von 0,8 mm Durchmesser zeigte bei 5 m Abzugsgeschwindigkeit, 60 #t Lackauflage, acht Durchzügen und 400°C Ofenwandtemperatur, 2,7 m Ofenlänge folgende Werte: Wickelfest nach Vordehnung bis zum Riß Ausgangshärte = 3 H -Nach 30 Minuten Spritlagerung bei 50°C = H - Nach 30 Minuten Benzollagerung bei 50°C = HB Fehlerzahl pro 15 m = O - - Durchschlagspannung (Mittel aus zehn Messungen) _ = 2260 Volt Isolationswiderstand nach 24 Stunden bei 80 0/0 rel. F. = 1520 MOhm. km nach 1 Stunde bei 140°C = 0,065 MOhm. km Dielektrischer Verlustfaktor 24 Stunden bei 800 Hz und 80 0/0 rel. F. = 4,4 --10-3 Werte der Wärmealterung:

Beispiel 2

485 g = 2,5 Mol Terephthalsäuredimethylester,

316 g = 1,0 Mol 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropan,

92 g = 1,0 Mol Glycerin,

62 g = 1,0 Mol Äthylenglykol,

1 g Zinksoligen

werden unter den Bedingungen des Beispiels 1 kondensiert.

Ein mit einem auf diese Weise hergestellten Polyester als Lackbasis lackierter Kupferdraht von 0,8 mm Durchmesser zeigte bei 5 m Abzugsgeschwindigkeit, 400°C Ofentemperatur; 2,7-m Ofenlänge, 60 #t Lackauflage und acht Durchzügen folgende Werte: Wickelfest nach 10 °/o Vordehnung Ausgangshärte = 2 H Nach 30 Minuten Spritlagerung bei 50°C = H Nach 30 Minuten Benzollageruug bei 50°C = 2 H Fehlerzahl pro 15 m = O Durchschlagspannung (Mittel aus zehn Messungen) = 4680 Volt Isolationswiderstand nach 24 Stunden bei 80 0/0 rel. F. = 1550 MOhm. km nach 1 Stunde bei 140°C = 9,3 MOhm. km Dielektrischer Verlustfaktor 24 Stunden bei 800 Hz und 800/, rel. F. = 2,8 - 10-3 Werte der Wärmealterung: Obiger Lackdraht war nach Wärmealterung von 48 Stundenbei 200°C nach 210/0 Vordehnung noch um den eigenen Durchmesser wickelfest; bei 225°C und 24 Stunden noch 21% wickelfest (eigener Durchmesser) ; bei 250°C nach 2 Stunden auch 2101, (eigener Durchmesser). Beispiel 3 Andere Zusammensetzungen für zu verwendende Polyester:

a) 335 g = 2,5 Mol Diglykolsäure,

92 g = 1,0 Mol Glycerin,

632 g = 2,0 Mol 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenyl-

propan;

1 g Zinksoligen

werden unter den Bedingungen des Beispiels 1 kondensiert.

b) 295 g = 2,5 Mol Bernsteinsäure,

92 g = 1,0 Mol Glycerin,

632 g = 2,0 Mol 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenyl-

propan,

1 g Zinksoligen.

c) 177 g = 1,5 Mol Bernsteinsäure,

73 g = 0;5 Mol Adipinsäure,

316 g = 1,0 Mol 4,4'-Di-.(oxyäthoxy)-diphenyl-

propan, .

46 g = 0,5 Mol Glycerin,

- 47 g = 0,75 Mol Äthylenglykol,

1 g Zinksoligen.

Aus den Beispielen ist ersichtlich, -daß die mit den in der Erfindung beschriebenen Polyestern als Lackgrundlage lackierten Drähte bei durchschnittlichen dielektrischen und mechanischen Werten eine ausgezeichnete Wärmealterungsfähigkeit haben, die besonders im Beispiel 1 überragend ist. Hier wurde ohne Mitverwendung von Terephthalsäure. eine Alterungsfähigkeit erzielt, die der der Terephthalsäurepolyester durchaus gleichkommt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung elektrischer Isolierlacke unter Verwendung von Polyestern, *die aus 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropan sowie gegebenenfalls anderen 2- oder höherwertigen Alkoholen hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daB vernetzte Polyester verwendet werden, bei denen das Molverhältnis zwischen dem 2wertigen und denn höherwertigen Alkohol etwa 1 : 0,3 bis 1 : 2 beträgt und der 2wertige Alkohol zu mindestens 70 % aus 4,4'-Di-(oxyäthoxy)-diphenylpropan besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 952132, 924 587; deutsche Auslegeschrift Nr. 1033 898.