DE1170095B - Isolierlacke fuer elektrische Leiter - Google Patents

Description

• Isolierlacke für elektrische Leiter Gegenstand der Erfindung sind Isolierlacke für elektrische Leiter auf der Basis von Polyestern aus einem Gemisch von Terephthalsäure und zweiwertigen sowie höher als zweiwertigen Alkoholen.
• Für den gleichen Verwendungszweck sind bereits zahlreiche Polyesterkombinationen beschrieben worden. So werden beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 033 291 elektrische Leiter beschrieben, die mit Polyestern aus Tere- oder Isophthalsäure, Äthylenglykol und mehrwertigen Alkoholen isoliert sind.
• Die deutsche Auslegeschrift 1 073 666 betrifft Drahtlacke auf Basis von Polyestern aus Dicarbonsäuren, mehrwertigen Alkoholen und zweiwertigen Alkoholen, wobei der zweiwertige Alkohol überwiegend aus 4,4'-Di-(oxyäthoxy-)diphenylpropan besteht.
• Ein Alkydharz aus Glykolen und Benzoltricarbonsäuren, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Tere- oder Isophthalsäure und mehrwertigem Alkohol, wird in der deutschen Auslegeschrift 1067549 als Filmbildner in Drahtlacken empfohlen.
• Die Erfindung betrifft Isolierlacke auf der Basis von Polyestern aus einem Gemisch von Terephthalsäure bzw. deren Derivaten und zweiwertigen sowie höher als zweiwertigen Alkoholen bzw. deren Derivaten, die solche Polyester enthalten, zu deren Herstellung als zweiwertiger Alkohol ganz oder teilweise 1,4-Dimethylolcyclohexan eingesetzt wird.
• Als höherwertige Alkohole können dabei bevorzugt Glycerin, aber auch Trimethyläthan und -propan, Pentaerythrit, Mannit, Hexantriol u. dgl. verwendet werden. Als zweiwertige Alkohole können neben dem erfindungsgemäßen 1 ,4-Dimethylolcyclohexan beispielsweise Athylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Neopentylglykol usw. verwendet werden. In gleicher Weise lassen sich auch zweiwertige Phenole und deren Anlagerungsprodukte mit Xithylenoxyd, wie beispielsweise Hydrochinon, Bis-(oxyäthoxy)-benzol, Diphenylolpropan, Bis-(Bäthoxyphenol)-propan einsetzen. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Modifikationen durch Ersatz eines Teiles der Terephthalsäure durch andere Dicarbonsäuren und bzw. oder auch durch geringe Mengen von Benzolpolycarbonsäuren, wie z. B. Trimellithsäure, Trimesinsäure oder Pyromellithsäure, möglich.
• Zur Herstellung der Polyester lassen sich sowohl die Säure als auch die Alkohole in Form von Veresterungsprodukten mit leichtflüchtigen, esterbildenden Verbindungen einsetzen, beispielsweise für die Verwendung von Terephthalsäure in Form ihrer Dimethylester als bevorzugte Ausführungsform oder die Diolkomponenten in Form ihrer Diacetate. Es können aber auch sonstige reaktionsfähige Derivate derselben verwendet werden. Bei Benzolpolycarbonsäuren, deren Carboxylgruppen ganz oder zum Teil in Form des Anhydrides vorliegen können, wie z. B. bei der Trimellithsäure oder der Pyromellithsäure, können auch diese Anhydride zur Herstellung der erfindungsgemäßen Überzugsmaterialien eingesetzt werden.
• Als Isolierlacke für elektrische Leiter sind vorzugsweise solche Polyester geeignet, bei denen das Aquivalentverhältnis von Säuregruppen zu Hydroxylgruppen zwischen 5 : 5 und 3 : 7 liegt. Das Aquivalentverhältnis von zweiwertigem zu mehrwertigem Alkohol sollte je nach der Art des mehrwertigen Alkohols und des mitverwendeten zweiwertigen Alkohols sowie nach dem speziellen Anwendungszweck für die erfindungsgemäßen Überzugsmaterialien zwischen 6,5 : 3,5 und 1 : 9 gewählt werden.
• Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise bei einer Kombination von Terephthalsäure und Cyclohexandimethanol mit Glycerin als dreiwertigem Alkohol bei Abwesenheit sonstiger Modifizierungsmittel optimale Produkte bei einem deutlich geringeren Anteil an Diol erhalten werden, als dieses etwa bei den analogen Verbindungen mit Äthylenglykol der Fall ist.
• Dieses ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß das Dimethylolcyclohexan wegen seines gegenüber dem Äthylenglykol wesentlich höherliegenden Siedepunktes beim Einbrennen des Lacküberzuges weit weniger stark durch Kondensationsreaktion abgespalten wird als niedrigersiedende zweiwertige Alkohole.
• Die Umsetzung der Ausgangsmaterialien geschieht nach bekannten Verfahren durch direkte Veresterung oder durch Umesterung. Dabei erhält man für die Verarbeitung als Elektroisolierlack besonders geeignete Produkte, wenn man die Reaktion so steuert, daß die Umsetzungsprodukte, gelöst in einer Mi- schung von 3 Teilen technischem Kresol und 1 Teil Solventnaphtha, eine Viskosität von 120 Sekunden (nach DIN 53211 mit 4-mm-Düse bei 200 C) bei einem Festkörpergehalt der Lösung zwischen 20 und 40 0/o erreichen.
• Gegenüber den bereits vorbeschriebenen bzw. vorbekannten Drahtlacken weist das erfindungsgemäße Material insbesondere für die Praxis der Elektroisolation wesentliche Vorteile auf. So zeigen die damit hergestellten isolierten Leiter einen guten Widerstand gegen Temperaturbelastung nach vorhergehender Dehnung der Lackfilme. Solche in der Praxis immer wieder vorkommenden Beanspruchungen, wie sie vor allem auch bei der Verarbeitung von Lackdrähten auf modernen automatischen Wickelmaschinen und anschließender Wärmebelastung im elektrischen Gerät auftreten, werden im Labor durch die sogenannte Wärmeschockprüfung nachgeahmt. Die Wärmeschockprüfung besteht darin, daß Wendeln aus isoliertem Draht einer höheren Temperatur ausgesetzt werden. Der Widerstand des Drahtüberzuges gegen die bei dieser Wärmeschockprüfung auftretenden Belastungen ist um so besser, je kleiner der Durchmesser der Wendeln und je höher die Temperaturen gewählt werden können, ohne daß der Überzug aufreißt.
• Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Materialien liegen in der hohen Härte der damit hergestellten Überzüge sowie in den guten elektrischen und dielektrischen Eigenschaften, insbesondere bei höheren Temperaturen.
• Zum Beweis der Überlegenheit der erfindungsgemäßen Isolierlacke gegenüber den bekannten Produkten wurden folgende Versuche durchgeführt: Es wurden drei Drahtlacke hergestellt, und zwar 1. gemäß dem Beispiel der vorliegenden Erfindung, 2. gemäß dem Beispiel 2 nach der deutschen Auslegeschrift 1 073 666 und 3. gemäß dem Beispiel 15 der deutschen Auslegeschrift 1 033 291.
• Diese Lacke wurden in einem horizontalen Lackierofen von 4 m Länge bei 4 m Drahtabzugsgeschwindigkeit und 4800 C Ofenwandtemperatur auf Kupferdraht von 1 mm Durchmesser in sechs Durchzügen bei 0,05 mm Durchmesserzunahme auflackiert. Dann wurden die erhaltenen Lackdrähte nach der Vorschrift über die Lebensdauerprüfung an lackierten Drähten (AIEE Nr. 57 von 1959) bei 2400 C ausgeprüft, wobei folgende Werte erhalten wurden: l. 234 Stunden; 2. 155 Stunden; 3. 156 Stunden.
• Beispielsweise kann ein erfindungsgemäßes Produkt wie folgt hergestellt werden: Ein Gemisch aus 43 Äquivalentprozent Dimethylterephthalat, 41 Äquivalentprozent Glycerin und 16 Äquivalentprozent 1 ,4-Dimethylolcyclohexan wird zusammen mit 10 Gewichtsteilen Kresol, bezogen auf das Reaktionsgemisch, unter Zusatz von 0,2 Gewichtsprozent Bleiacetat als Katalysator, bezogen auf Dimethylterephthalat, aufgeschmolzen und unter allmählicher Temperatursteigerung bis auf 2400 C so lange umgeestert, bis nahezu die theoretische Menge Methanol abdestilliert ist. Dann wird durch Zusatz von technischem Kresol eine 500/obige Mischung hergestellt. Zu dieser wird soviel Zinknaphthenat hinzugefügt, daß der Metallgehalt, bezogen auf Festharz, 0,5 0/o beträgt, und die Mischung 2 Stunden bei 2000 C gerührt. Dann wird auf 300 C abgekühlt und bei dieser Temperatur 20/0 Butyltitanat, bezogen auf Festharz, als 250/obige Lösung in Kresol hinzugefügt. Nach dem Abkühlen wird der Lack mit einer Mischung aus Kresol und Solventnaphtha auf eine Viskosität von 120 Sekunden (nach DIN 53211 mit 4-mm-Düse bei 200 C) verdünnt.
• Der so erhaltene Drahtlack wird auf einer Horizontallackiermaschine von 3,5 m Länge bei einer Ofentemperatur von 4700 C auf runden Kupferdraht von 1 mm Durchmesser im kontinuierlichen Verfahren auflackiert. Als Auftragsvorrichtung dienen Rolle und Filz; die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 4 mlMin. Es wird mit sechs Durchzügen gefahren.
• Eine Wendel des so erhaltenen Lackdrahtes, gewickelt um einen Dorn von 1 mm Durchmesser, erträgt 1 Stunde lang eine Temperatur von 1600 C, ohne das die Lackschicht aufreißt.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Isolierlacke für elektrische Leiter auf der Basis von Polyestem aus einem Gemisch von Terephthalsäure bzw. deren Derivaten, zweiwertigen und höher als zweiwertigen Alkoholen bzw. deren Derivaten, dadurch gekennzeichn e t, daß sie Polyester enthalten, zu deren Herstellung als zweiwertiger Alkohol 1,4-Dimethylolcyclohexan ganz oder teilweise eingesetzt worden ist.
2. 2. Isolierlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Polyester enthalten, in denen ein Teil der Terephthalsäure bzw. deren Derivate durch eine oder mehrere andere Dicarbonsäuren ersetzt ist.
3. 3. Isolierlacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Polyester enthalten, bei denen ein Teil der Terephthalsäure durch eine Benzolpolycarbonsäure ersetzt ist.
4. 4. Isolierlacke nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Polyester enthalten, bei denen das Äquivalentverhältnis von Säuregruppen zu Hydroxylgruppen zwischen 5 : 5 und 3 : 7 eingestellt worden ist.
5. 5. Isolierlacke nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Polyester enthalten, bei denen das Äquivalentverhältnis der zweiwertigen Alkohole zu höher als zweiwertigen Alkoholen zwischen 6,5 : 3,5 und 1 : 9 eingestellt worden ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 662 070, 2 634 251, 2662069.