DE1119935B

DE1119935B - Elektrischer Isolierlack

Info

Publication number: DE1119935B
Application number: DEW16946A
Authority: DE
Inventors: Gordon P Gibson; William R Moore
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1954-07-28
Filing date: 1955-06-24
Publication date: 1961-12-21
Also published as: US2836740A; CA574446A; JPS349238B1

Description

Elektrischer Isolierlack Die Erfindung betrifft einen elektrischen Isolierlack. Um elektrische Maschinen und Apparate gegen Feuchtigkeit, Schmutz und andere unerwünschte äußere Einflüsse zu schützen, ist es üblich, die Wicklungen, die Ständer, die Läufer usw. in ein entsprechendes Lackbad zu tauchen oder damit zu imprägnieren. Für diese Zwecke stehen zahlreiche organische Lacke zur Verfügung, die im großen Umfange verwendet werden. Es ist jedoch bekannt, da.ß die Überzüge aus organischem Material gegen Wasser und Wasserdampf nicht völlig dicht sind. Wenn beispielsweise eine elektrische Wicklung eine entsprechende Zeit in Wasser eingetaucht wird, dann dringt das Wasser durch die Schicht -hindurch. Ein elektrischer Leiter, der nur durch einen einzigen Lacküberzug geschützt ist, versagt verhältnismäßig schnell, wenn er in Wasser eingetaucht wird.
Ein vollständiges Eintauchen in Wasser kommt bei gewöhnlichen zu isolierenden elektrischen Teilen nur selten vor. Elektrische Maschinen und Apparate werden jedoch an Orten aufgestellt, an denen hohe Feuchtigkeit herrscht oder an denen sie einer gelegentlichen Benetzung mit Wasser ausgesetzt sind. So herrscht an zahlreichen Aufstellungsorten, z. B. an Deck von Schiffen oder an der Seeküste häufig hohe Feuchtigkeit. Auch in der chemischen Industrie sind die elektrischen Einrichtungen verschiedenen organischen Lösungsmitteln, wie Alkohol, Benzin, Toluol, sowohl in flüssiger wie in Dampfform ausgesetzt. Diese Lösungsmittel schwächen jeden Lackauftrag oder lösen ihn auf.
Das Eindringen des Wassers in die organische Isolation hängt in hohem Maße von der Natur der organischen Komponenten des auf die Oberfläche des elektrischen Leiters aufgebrachten Lacküberzuges ab. Natürlich müssen die auf die elektrischen Leiter aufgebrachten Lackverbindungen auch zäh und hart sein, damit sie den normalen mechanischen Beanspruchungen der elektrischen Einrichtungen, auf die sie aufgebracht sind, widerstehen können. Zusätzlich müssen diese Lackverbindungen stabil für die Lebensdauer der elektrischen Einrichtungen und gegen die maximalen Temperaturen, denen diese ausgesetzt sind, sein. Weiterhin müssen sich die Kosten der Lackverbindungen in vernünftigen Grenzen bewegen.
Als weitere wichtige Eigenschaft der Harzlackverbindungen, die bei elektrischen Maschinen und anderen elektrischen Geräten verwendet werden, wird gefordert, daß sie in mehreren Schichten nacheinander aufgetragen werden können. Gewisse Lackverbindungen haben die Eigenschaft, daß sie beim aufeinanderfolgenden Aufschichten schlecht aneinanderhaften. Der zweite Auftrag läuft entweder von den höheren Stellen der Wicklungen ab, wodurch ungedeckte Stellen zurückbleiben, oder er ist so schlecht haftend, daß er abblättert oder sich schnell abschält. Es ist daher unbedingt erforderlich, das zwei oder mehrere Lagen der Harzlackverbindung, die auf einen Körper aufgebracht werden, diesen vollständig abdecken und fest aneinander haften.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Isolierlack aus alkydmodifizierten Phenolharzen und Polysiloxanen zu schaffen, der, wenn er auf einen elektrischen Körper aufgebracht ist, einen dauerhaften wasserundurchlässigen Überzug darstellt. Der Lack muß ferner in zufriedenstellender Weise in einer Mehrzahl von Lagen aufgebracht werden können und sich durch Zähigkeit und Härte auszeichnen.
Erfindungsgemäß enthält der Lack die Polysiloxane in Mengen von 0,05_ bis 0,5% des Gewichtes des Phenolharzes. Dieses Gemisch wird in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst. Wird der Isolierlack auf elektrische Körper in mehreren Schichten aufgebracht, dann wird er zwischen den einzelnen aufeinanderfolgenden Aufträgen gehärtet. Ein solcher Lacküberzug widersteht dem Angriff der meisten organischen Lösungsmittel. Seine wasserabweisende Eigenschaft wird auch dann nicht beeinträchtigt, wenn er längere Zeit diesen Einflüssen ausgesetzt ist. Als alkydmodifiziertes Phenolharz dient beispielsweise ein Reaktionsprodukt eines Alkydharzes mit 40 bis 70 Gewichtsteilen und insbesondere eines ölmodifizierten Alkydharzes oder ungesättigten Glyzerides z. B. mit Leinöhnaleinat und 30 bis 60 Gewichtsteilen eines Phenolaldehydreaktionsproduktes.
Das Alkydharz kann zusammengesetzt sein aus dem Reaktionsprodukt von Maleinsäureanhydrid mit Leinöl allein oder mit einem mehrwertigen Alkohol, wie Glyzerin oder Glykol. So werden 100 Gewichtsteile Leinöl mit 3 bis 8 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid in Reaktion gebracht und nach geeigneter Umesterung Glyzerin im Molverhältnis 2: 3 des angewandten Maleinsäureanhydrides zugesetzt.
Das Polysiloxan ist vorzugsweise ein Polymer mit einem Molekulargewicht von 400 bis 1000 und enthält 15 bis 40 Molprozent Monomethylsiloxaneinheiten, 25 bis 55 Molprozent Phenylsiloxaneinheiten und 30 bis 5011/o Methylphenylsiloxaneinheiten. Das Methylphenylpolysiloxan kann durch Zusammenmischen, Hydrolisieren und Mischkondensieren der entsprechenden Chlorsilane oder Alkoxyde hergestellt werden. Beispiel: Ein alkydmodifiziertes Phenolharz wird aus 100 Teilen p-tert-Butylphenol, 98 Teilen 37o/oigem Formaldehyd, 0,4 Teilen Natriumhydroxyd, 21 Teilen Diphenylolpropan hergestellt. Die Mischung wird in Toluol gelöst. Der Lack enthält annähernd 62 Gewichtsprozent feste Harzbestandteile.
Das Silikonharz wird aus gleichen Molanteilen von Methyltrichlorsilan, Phenyltrichlorsilan und Methylphenyldichlorsilan hergestellt. Dieses Polysiloxanharz wird dann durch 12stündige Erhitzung bei 140° C verfestigt. Das erhaltene Siloxan wird in einer gleichen Gewichtsmenge Toluol gelöst.
100 Teilen des alkydmodifizierten Phenolharzes werden 0,25 Gewichtsteile des Polysiloxans hinzugefügt.
Es wurde gefunden, daß die Anwendung von mehr als 0,511/o des Polysiloxans, bezogen auf das Gewicht des ölmodifizierten Phenolharzes, in den Lackprodukten ungenügende Resultate bei nacheinander aufgebrachten Überzügen aus gleichen oder verschiedenen Lacken ergibt, da diese von scharfen Rändern und Ecken der metallischen Bauteile weggezogen werden. An jedem rauhen Punkt oder Vorsprung bilden sich umbenetzte Stellen mit einem Durchmesser von annähernd 6 mm. Die Anwendung von weniger als 0,5 Gewichtsprozent Polysiloxanen im Verhältnis zu dem Gewicht des Phenolharzes in dem Lack gewährleistet keinen guten Schutz gegen Wasser und Wasserdampf.
Der Lack nach der Erfindung hat noch andere überraschende vorteilhafte Eigenschaften, die in der kritischen Menge des Methylphenylpolysiloxanharzes begründet sind. Bei der Prüfung einer Lackmischung, die aus 0,25 Gewichtsprozent Methylphenylpolysiloxanharz besteht und mit alkydmodifiziertem Phenolharz gemischt wird, hat der Lacküberzug eine doppelte Wärmefestigkeit eines gleichen ölmodifizierten Lackes ohne Methylphenylsiloxanharz. Das bedeutet, daß bei erhöhten Temperaturen der Lackauftrag gemäß der Erfindung doppelt so lange hält als der gleiche Lack ohne Siloxan.
Besonders gute Erfolge mit der Kombination aus alkydmodifiziertem Phenolharz und Methylphenylpolysiloxan werden erreicht, wenn Phenollacke ursprünglich mit Tungöl in Reaktion gebracht werden und dann in der Hitze mit Alkydharzen und ölmodifizierten Alkydharzen ähnlich behandelt werden.
Es gibt zahlreiche alkydmodifizierte Phenolharzlacke, die mit Siloxanen gemäß der Erfindung gemischt sein können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Isolierlack aus alkydmodifizierten Phenolharzen und Polysiloxanen, dadurch gekennzeichnet, daß er die Polysiloxane in Mengen von 0,05 bis 0,511/o des Gewichtes des Phenolharzes enthält.
2. Isolierlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polysiloxan aus 15 bis 40 Molprozent Methylsiloxan, 25 bis 55 Molprozent Phenolsiloxan und 30 bis 50 Molprozent Methylphenylsiloxan besteht. 3. Isolierlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polysiloxan aus 15 bis 40 Molprozent MethyIsiloxan und 25 bis 55 Molprozent Phenylsiloxan besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 841362; schweizerische Patentschrift Nr. 277 020; USA: Patentschrift Nr. 2 317 891; Umschau, 1953, H.
3, S. 90; deutsche Patentanmeldung D 6854 IVc/39c (bekanntgemacht am 28:1.1954).