DE1120134B

DE1120134B - Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen mit erhoehter Kriechstromfestigkeit

Info

Publication number: DE1120134B
Application number: DES64916A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Fritz Weigel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-09-15
Filing date: 1959-09-15
Publication date: 1961-12-21
Also published as: BE592993A; CH452193A

Description

Verfahren zur Herstellung von Kunststoen mit erhöhter Kriechstromfestigkeit In der Elektrotechnik werden für viele Anwendungszwecke kriechstromfeste Kunststoffe auf der Basis von Epoxy- (Äthoxylin-) Harzen benötigt. Häufig sind kalt gehärtete, also mit Aminen gehärtete Produkte eingesetzt. Diese haben aber vielfach eine geringe Kriechstromfestigkeit, besonders dann, wenn sie zur Vermeidung des Härtungsschwundes oder zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften mit Füllstoffen vermischt wurden.
So hat man beispielsweise festgestellt, daß ein solches Harz bzw. Harzprodukt in ungefülltem Zustand ausreichende Kriechstromfestigkeit hat, jedoch z. B. beim Vermischen mit Quarzmehl im Mengenverhältnis 1 : 1 schon nach 3 Tropfen bei der Prüfung nach DIN 53480 (VDE 0303) ein leitender Kriechweg gebildet wird.
Zur Verbesserung der Kriechstromfestigkeit von Epoxyharzen bzw. dessen Gebilden wurde bereits vorgeschlagen, an Stelle von Quarzmehl Aluminiumoxydhydrat als Füllstoff' zu verwenden. Vermischt man z. B. ein Epoxyharz mit Aluminiumoxydhydrat im Verhältnis 1: 1, härtet aus und prüft dann nach DIN 53480, so stellt man fest, daß sich nach 100 Tropfen noch kein leitender Kriechweg ausgebildet hat. Wenn sich auch auf diese Weise kriechstromfeste Epoxyharzprodukte, wie z. B. Gießlinge oder Überzüge, herstellen lassen, so stehen doch der Verwendung von Aluminiumoxydhydraten verschiedene Gründe entgegen. So ist das Aluminiumoxydhydrat unter anderem unwirtschaftlicher zu verarbeiten als die üblichen Füllstoffe, insbesondere als Quarzmehl: Vielfach ist es auch zum Erzielen bestimmter mechanischer Eigenschaften erforderlich, eine bestimmte Korngröße des Füllstoffes einzuhalten, was beim Aluminiumoxydhydrat nur schwer zu erreichen ist.
Da die bislang verwendeten Füllstoffe wie Glas-Pulver, Zinkweiß; Magnesia, insbesondere das Quarzmehl, nicht nur wirtschaftlicher und mit Epoxyharzen gut mischbar, sondern auch leichter in jeder Korngröße herstellbar sind, hat man versucht, Mischungen von Quarzmehl mit Aluminiumoxydhydrat als Füllstoff zu verwenden. Hierbei stellte man jedoch fest, daß die kriechstromverhindernde Wirkung des Aluminiumoxydhydrats bei Zugabe von Quarzmehl sehr rasch abnimmt. So wurde z. B. bei der Verwendung eines Gemisches von Aluminiumoxydhydrat und Quarzmehl im Verhältnis 1 : 1 schon nach 3 Tropfen eine Kriechwegbrücke ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Vorschlag werden kriechstromfeste Epoxyharze bzw. Epoxyharzprodukte erhalten, wenn anorganische oder organische Füllstoffe verwendet werden, auf deren Oberfläche katalytisch wirksame Stoffe niedergeschlagen sind. Die Herstellung dieser aktivierten Füllstoffe ist von Fall zu Fall verschieden und nicht immer einfach. Ferner sind solche Füllstoffe nur beschränkt und unter Einhaltung bestimmter Vorsichtsmaßnahmen lagerfähig.
Es wurde nun gefunden, daß Kunststoffe mit erhöhter Kriechstromfestigkeit durch Aushärten mit Aminen aus Epoxyharzen, Füllstoffen und Metalloxyden hergestellt werden können, sofern man als Metalloxyde Chrom(III)-oxyd, Titanoxyd oder Mangandioxyd in einer Menge von 0,5 bis 20/, oder Magnesiumoxyd in einer Menge von 0,05 bis 20/0, bezogen auf das Gemisch aus Füllstoff und Metalloxyd, anwendet.
Die erfindungsgemäß hergestellten Harzmassen können vornehmlich als Gieß- und Einbettungsmasse, Lacke, Imprägnier- und Klebstoffe, insbesondere für elektrotechnische Zwecke, verwendet werden. Beispiel 1 -Zu einer Mischung aus 20 g eines flüssigen Epoxyharzes mit zwei Epoxydgruppen im Molekül (Epoxydzahl 0,51) und 2,5 g Triäthylentetramin wurden 22,5 g Füllstoff; bestehend aus 99,5 °/o Quarzmehl und 0,5°/a Chrom(III)-oxyd, gegeben und mit dem Harz ebenfalls innig vermischt.
Ein Harzkörper, der hieraus durch 15stündiges Härten bei Raumtemperatur und 4stündiges Tempern bei 80'C hergestellt worden war, bildete bei der Prüfung auf Kriechstromfestigkeit nach DIN 53480 nach 100 Tropfen noch keinen Kriechweg.
Beispiel 2 20 g eines flüssigen Epoxyharzes mit zwei Epoxydgruppen im Molekül (Epoxydzahl 0,45) wurden mit 2 g eines Aminhärters, bestehend aus einem Gemisch von Diäthylentriamin und Triäthylentetramin, innig verrührt und mit 22 g eines aus 99 0/0 Quarzmehl`-und 10/, Chrom(III)-oxyd bestehenden Füllstoffes versetzt. -Bei einem Körper; der, wie im Beispiel 1 angegeben, gehärtet worden war, entstand bei der Prüfung nach DIN 53480 nach 100 Tropfen noch kein Kriechweg. Beispiel 3 Zu 22,5g einer Harz-Härter-Mischung nach Beispiel 1 werden 22,5 g Füllstoff, bestehend aus 99 0/0 Quarzmehl und 10/0 Magnesiumoxyd, gegeben und mit dem Harz gut vermischt. Nach der im Beispiel 1 angegebenen Härtung wurde eine Kriechstromfestigkeit von > 100Tropfen festgestellt. -Beispiel 4 Zu 22,5g einer Harz-Härter-Mischung nach Beispiel l werden 22,5g Füllstoff, bestehend aus 990/, Quarzmehl und 10/0 Titanoxyd, gegeben und. mit dem Harz gut vermischt. Nach der im Beispiel l angegebenen Härtungsmethode wurde eine Kriechstromfesfiägkeit von > 100Tropfen festgestellt.
Beispiel 5 Zu 22;5g einer Harz-Härter-Mischung nach Beispiel l werden 22,5g Füllstoff, bestehend aus 990/,) QuarzineM und 10/" Mangandioxyd; gegeben und mit dem Harz gut vermischt. Nach der im Beispiel 1 angegebenen Härtungsmethode wurde eine Kriechstromfestigkeitvan> 100 Tropfen festgestellt.

Claims

.` PÄTENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Kunststoffen mit erhöhter Kriechstromfestigkeit durch Aushärten eines Gemisches aus Epoxyharzen, Füllstoffen und Metalloxyden durch Amine unter Formgebung, dadurch gekennzeichnet, daB als Metalloxyde Chrom(III)-oxyd, Titanoxyd oder Mangandioxyd in einer Menge von 0,5 bis 20/0 oder Magnesiumoxyd in einer Menge von 0,05 bis 2 0/0, bezogen auf das Gemisch aus Füllstoff und Metalloxyd, angewendet werden: 2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quarzmehl enthaltende Epoxyharzmasse gehärtet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: »Farbe und hack«, 64 (1958); S. 129; Druckschrift »Araldit« der Firma Ciha AG., Basel, Nr. 3 vom November 1951, S: 1; Druckschrift »Epikote« der Firma Shell AG, Hamburg, I1-1 vom September 1957, S: 1, 2, 4 und 5; 1I-3 vom Juni 1958, S. 5. -