DE1170096B - Wire enamels for solderable enamelled wires - Google Patents

Wire enamels for solderable enamelled wires

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Description

Drahtlack für lötbare lackierte Drähte Die Erfindung bezieht sich auf Drahtlacke für lötbare lackierte Drähte, bei denen die Lackisolation beim Eintauchen in ein heißes Lötbad selbständig entfernt und gleichzeitig der Draht mit dem Lötzinn überzogen wird.Wire enamel for solderable enameled wires The invention relates to on wire enamels for solderable enamelled wires, in which the enamel insulation when immersed in a hot solder bath and at the same time removed the wire with the solder is covered.

Bekannt sind Drahtlack für lötbare lackierte Drähte aus hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, beispielsweise der Adipin-, Phthal-, Terephthal- und Isophthalsäure mit mehrwertigen Alkoholen, und phenolblockierten Reaktionsprodukten aus Triolen und Diisocyanaten, wie z. B. dem im Handel befindlichen Reaktionsprodukt aus 1 Mol Trimethylolpropan und 3 Mol Toluylendiisocyanat. Normalerweise wird hierbei das Isocyanat in gewichtsmäßigem Überschuß eingesetzt. Wire enamel for solderable enamelled wires made of hydroxyl groups are known Polyesters, for example adipic, phthalic, terephthalic and isophthalic acid with polyhydric alcohols, and phenol-blocked reaction products from triols and diisocyanates, such as. B. the commercially available reaction product of 1 mole Trimethylol propane and 3 moles of tolylene diisocyanate. Usually this will be Isocyanate used in excess by weight.

Die Lackkomponenten werden unter Wärmeeinwirkung auf dem Draht zur Reaktion gebracht, wobei sich unter Abdampfen des Lösungsmittels ein glatter Film bildet. Die Drahtlackierung wird in speziellen Öfen von horizontaler oder vertikaler Bauart kontinuierlich durchgeführt.The lacquer components are applied to the wire under the action of heat Brought reaction, with evaporation of the solvent a smooth film forms. The wire enamelling is done in special ovens from horizontal or vertical Design carried out continuously.

Die in einem solchen Drahtüberzug in großer Anzahl vorliegenden Urethangruppen können in einem Zinnbad bei - hoher Temperatur reversibel aufgespalten werden; wobei niedermolekulare Spaltprodukte entstehen, die als Flußmittel wirken. Auf diese Weise kann eine Drahtoberfläche in einem Arbeitsgang mit einer gut haftenden Schicht aus Lötzinn überzogen werden, ohne daß die Lackisolation vorher mechanisch oder durch Abbrennen entfernt werden muß. The urethane groups present in large numbers in such a wire cover can be split reversibly in a tin bath at - high temperature; whereby Low-molecular-weight cleavage products are created, which act as fluxes. In this way can finish a wire surface with a well-adhering layer in one operation Soldering tin are coated without the lacquer insulation being mechanically or through beforehand Burning off must be removed.

Nachteilig ist beim Lackieren derartiger Lacke die große Empfindlichkeit gegen zu hohe, aber auch gegen zu niedrige Temperatur, wobei insbesondere bei zu hoher Einbrenntemperatur ein stärkerer Substanzverlust eintritt. Diese handelsüblichen Drahtlacke zur Herstellung von lötbaren lackierten Drähten erfordern daher sehr eng begrenzte Einbrennbedingungen hinsichtlich Ofentemperatur und Abzugsgeschwindigkeit, um zu brauchbaren lackierten Drähten zu gelangen. The disadvantage of lacquering such lacquers is their great sensitivity against too high, but also against too low a temperature, especially with to higher stoving temperature leads to greater loss of substance. These commercially available Wire enamels for the production of solderable enamelled wires therefore require a lot tightly limited stoving conditions in terms of oven temperature and take-off speed, to get usable varnished wires.

Dies ist jedoch technisch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, da im Lackierofen häufig Temperaturschwankungen auftreten, die zu unbrauchbaren Lackdrähten führen.However, this is technically associated with considerable difficulties, because temperature fluctuations often occur in the painting oven, which are too unusable Lead enamelled wires.

Es sind auch Drahtlack mit guter Wärmebeständigkeit bekannt und im Handel, die aus einem hydroxylgruppenhaltigen Polyester der Terephthalsäure und bzw. oder Isophthalsäure und einem mit Phenol blockierten cyclischen Trimeren eines Diisocyanates, beispielsweise dem cyclischen Trimeren des Toluylendiisocyanates, bestehen. Bei diesen Lacken ist der Substanzverlust auch bei Übertemperatur nur gering, denn hier bewirkt neben dem Terephthalsäureester der thermisch sehr beständige Cyanurring des tri- meren Isocyanates die gute Wärmebeständigkeit. There are also wire enamel with good heat resistance known and im Trade made from a hydroxyl-containing polyester of terephthalic acid and or or isophthalic acid and a cyclic trimer blocked with phenol one Diisocyanates, for example the cyclic trimer of toluene diisocyanate, exist. With these paints, the loss of substance is only limited, even if the temperature is too high low, because here, in addition to the terephthalic acid ester, the thermally very stable one has the effect Cyanur ring of the tri- meren isocyanates the good heat resistance.

Die mit diesen wärmebeständigen Lacken überzogenen Lackdrähte besitzen jedoch nicht die VOT-stehend beschriebenen Eigenschaften und sind daher nicht lötbar.Have the enameled wires coated with these heat-resistant varnishes however not the properties described in VOT and are therefore not solderable.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Drahtlacke für lötbare lackierte Drähte auf Basis von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, beispielsweise der Adipin-, Phthal-, Terephthal- oder Isophthalsäure mit mehrwertigen Alkoholen, und blockierten Polyisocyanaten gegenüber den gebräuchlichen Lacken für lötbare Lackdrähte auch bei höherer Einbrenntemperatur nur einen geringen Substanzabbau aufweisen und in einem ungewöhnlich breiten Temperaturbereich verarbeitet werden können, wenn sie als Polyisocyanatkomponente Mischungen enthalten, die sowohl blockierte Umsetzungsprodukte aus monomeren Diisocyanaten mit Triolen als auch blockierte cyclische, trimere Diisocyanate enthalten. Unerwarteterweise bleibt bei den mit diesen Lacken hergestellten Lackdrähten die gute Lötfähigkeit voll erhalten, und auch die Gefahr bei unterschiedlichen Einbrennbedingungen wird -weitgehend beseitigt, da sie in einem so breiten Temperaturbereich verarbeitbar sind, daß normalerweise auftretende Temperaturschwankungen im Emaillierofen keinen Einfluß auf die Qualität des lackierten Drahtes haben. It has now surprisingly been found that wire enamels for solderable lacquered wires based on hydroxyl-containing polyesters, for example of adipic, phthalic, terephthalic or isophthalic acid with polyhydric alcohols, and blocked polyisocyanates compared to the common paints for solderable Enamelled wires show only slight substance degradation even at higher stoving temperatures and can be processed in an unusually wide temperature range can, if they contain mixtures as the polyisocyanate component, which both blocked Reaction products of monomeric diisocyanates with triols as well as blocked cyclic, contain trimeric diisocyanates. Unexpectedly sticks with those with these varnishes manufactured enamelled wires fully retain the good solderability, and also the danger in the case of different stoving conditions is largely eliminated, since it is in can be processed in such a wide temperature range that normally occurring Temperature fluctuations in the enamelling furnace do not affect the quality of the lacquered Have wire.

In diesen Polyisocyanatmischungen können die Umsetzungsprodukte aus monomeren Diisocyanaten mit Triolen und die cyclischen, trimeren Diisocyanate in einem Verhältnis von 40: 60 bis 98: 2, vorzugsweise von 50: 50 bis 90:10, vorliegen. In these polyisocyanate mixtures, the reaction products can from monomeric diisocyanates with triols and the cyclic, trimeric diisocyanates in a ratio of from 40:60 to 98: 2, preferably from 50:50 to 90:10.

Als cyclische, trimere Isocyanate sind beispielsweise trifunktionelle Verbindungen mit folgender Formel geeignet: worin R ein Alkylradikal, wie Methyl, Äthyl, Butyl, Isopropyl od. dgl., bedeutet.Suitable cyclic, trimeric isocyanates are, for example, trifunctional compounds with the following formula: where R is an alkyl radical such as methyl, ethyl, butyl, isopropyl or the like.

In den nachfolgenden Beispielen werden die erlindungsgemäßen Lacke im Beispiel 1 (Lack A) näher erläutert und gleichzeitig in einen Vergleich zu einem bekannten, handelsüblichen Drahtlack für lötbare Lackdrähte nach Beispiel 2 (Lack B) gesetzt. The paints according to the invention are used in the following examples in Example 1 (paint A) explained in more detail and at the same time in a comparison to one known, commercially available wire enamel for solderable enameled wires according to Example 2 (varnish B) set.

Beispiel 1 (Lack A) 100 Gewichtsteile eines handelsüblichen, hydroxylgruppenhaltigen Polyesters aus 2,5 Mol Adipinsäure, 0,5 Mol Phthalsäure und 4 Mol eines Triols, wie z. B. Example 1 (Varnish A) 100 parts by weight of a commercially available hydroxyl group-containing Polyester from 2.5 moles of adipic acid, 0.5 moles of phthalic acid and 4 moles of a triol, such as B.

Glycerin, Hexantriol, Trimethylolpropan od. dgl., 190 Gewichtsteile eines handelsüblichen, phenolblokkierten Reaktionsproduktes aus 1 Mol Trimethylolpropan und 3 Mol Toluylendiisocyanat und 25 Gewichtsteile eines handelsüblichen, - phenolblockierten, cyclischen Trimeren des Toluylendiisocyanates werden mit Lösungs- und Verschnittmitteln, wie Kresol, Methylglykolacetat, Butylacetat, Xylol, Solventnaphtha od. dgl., in der Kälte zu einem Lack mit einem Festkörpergehalt von 30 bis 40010 vermischt.Glycerin, hexanetriol, trimethylolpropane or the like, 190 parts by weight of a commercially available, phenol-blocked reaction product from 1 mol of trimethylolpropane and 3 moles of tolylene diisocyanate and 25 parts by weight of a commercially available, - phenol-blocked, cyclic trimers of toluene diisocyanate are mixed with solvents and solvents, such as cresol, methyl glycol acetate, butyl acetate, xylene, solvent naphtha or the like, in the cold mixed to a paint with a solids content of 30 to 40,010.

Beispiel 2 (Lack B) 100 Gewichtsteile des gleichen Polyesters wie nach Beispiel 1 und 250 Gewichtsteile des gleichen phenolblockierten Reaktionsproduktes aus 1 Mol Trimethylolpropan und 3 Mol Toluylendiisocyanat wie nach Beispiel 1 werden wie nach Beispiel 1 zu einem Lack mit einem Festkörpergehalt von 30 bis 400/o gelöst. Example 2 (lacquer B) 100 parts by weight of the same polyester as according to Example 1 and 250 parts by weight of the same phenol-blocked reaction product from 1 mole of trimethylolpropane and 3 moles of toluene diisocyanate as in Example 1 as in Example 1 dissolved to a paint with a solids content of 30 to 400 / o.

Die Lacke A und B wurden auf Kupferdraht von 0,15 mm Durchmesser auf einem horizontalen Drahtemaillierofen auf einer Länge von 1,20 m mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 25,4m pro Minute mit sechs Durchzügen lackiert, wobei bei einer Ofentemperatur von 3600 C der Lackauftrag nach DIN 46 435 auf 20 p einreguliert wurde. Es wurden jeweils mehrere Lackierungen ohne Veränderung der Lackauftragsmenge in einem Temperaturbereich zwischen 300 und 420"C gefahren. The lacquers A and B were on copper wire 0.15 mm in diameter on a horizontal wire enamelling furnace over a length of 1.20 m with a take-off speed of 25.4m per minute with six passages, whereby at an oven temperature from 3600 C the paint application according to DIN 46 435 was regulated to 20 p. There were Several paint jobs in each case without changing the amount of paint applied in one temperature range driven between 300 and 420 "C.

Beim Lack A waren Fehlerzahl und mechanische Werte im ganzen Bereich gut. In einem Lötbad aus 500/, Zinn und 500/o Blei mit einer Temperatur von 360"C wurden die Drähte bei einer Eintauchtiefe von 2 cm auf ihre Lötfähigkeit geprüft. Nach einer Sekunde waren alle Proben auf mindestens der Hälfte ihrer ins Lötbad getauchten Länge glatt verzinnt. In the case of varnish A, the number of defects and mechanical values were in the entire range Well. In a solder bath made of 500 / o tin and 500 / o lead at a temperature of 360 "C the wires were tested for their solderability at an immersion depth of 2 cm. After a second, all samples were in the solder bath on at least half of theirs dipped length tinned smooth.

Beim Lack B konnten unter den oben angegebenen Bedingungen einwandfreie Drahtüberzüge nur in einem Temperaturbereich von 310 bis 380"C erzielt werden. In the case of varnish B, the conditions given above were perfect Wire coatings can only be achieved in a temperature range of 310 to 380 "C.

In der nachfolgenden Tabelle sind die Auftragsstärken der Isolierung bei den verschiedenen Fahrtemperaturen für die Lacke A und B gegenübergestellt: Fahrtemperatur | Lackauftrag (U) ("C) | Drahtlack A Drahtlack B 300 28 , (Lack schlauft ab) 310 28 28 320 26 26 330 24 26 340 22 1 24 350 20 1 22 360 20 20 370 20 20 380 20 10 390 18 (Draht 5 400 18 (Draht beginnt zu kleben) 410 15 420 15 ~ 430 10 ~ (Draht beginnt zu kleben) Aus der Gegenüberstellung ist klar ersichtlich, daß der Drahtlack A nach Beispiel 1 eine wesentlich breitere Fahrspanne und geringeren Substanzverlust aufweist und gleichzeitig eine ausgezeichnete Lötbarkeit besitzt.The following table compares the thicknesses of the insulation applied at the different driving temperatures for paints A and B: Driving temperature | Paint application (U) ("C) | Wire enamel A Wire enamel B 300 28, (paint runs off) 310 28 28 320 26 26 330 24 26 340 22 1 24 350 20 1 22 360 20 20 370 20 20 380 20 10 390 18 (wire 5 400 18 (wire starts to glue) 410 15 420 15 ~ 430 10 ~ (Wire begins to glue) The comparison clearly shows that the wire enamel A according to Example 1 has a much broader driving range and less loss of substance and at the same time has excellent solderability.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Drahtlacke für lötbare lackierte Drähte auf Basis von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, beispielsweise der Adipin-, Phthal-, Terephthal-oder Isophthalsäure mit mehrwertigen Alkoholen, und blockierten Polyisocyanaten, d a d u r c h gekennzeichnet, daß sie als Polyisocyanatkomponente Mischungen von blockierten Umsetzungsprodukten aus monomeren Diisocyanaten mit Triolen und blockierten cyclischen, trimeren Diisocyanaten enthalten. Claims: 1. Wire enamels for solderable enamelled wires based on of hydroxyl-containing polyesters, for example the adipine, phthalic, terephthalic or Isophthalic acid with polyhydric alcohols, and blocked polyisocyanates, d a characterized in that they are blocked as a polyisocyanate component mixtures of Reaction products of monomeric diisocyanates with triols and blocked cyclic, contain trimeric diisocyanates. 2. Drahtlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie solche Polyisocyanatmischungen enthalten, in denen die Umsetzungsprodukte aus monomeren Diisocyanaten mit Triolen und die cyclischen, trimeren Diisocyanate in einem Verhältnis von 40: 60 bis 98: 2, vorzugsweise von 50: 50 bis 90: 10, vorliegen. 2. Wire enamels according to claim 1, characterized in that they are such Contain polyisocyanate mixtures in which the reaction products of monomers Diisocyanates with triols and the cyclic, trimeric diisocyanates in a ratio from 40:60 to 98: 2, preferably from 50:50 to 90:10. 3. Drahtlacke nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als cyclisches, trimeres Isocyanat das Trimere des Toluylendiisocyanates enthalten. 3. wire enamels according to claim 1 and 2, characterized in that they contain the trimer of toluene diisocyanate as a cyclic, trimeric isocyanate. In Betracht gezogene Druckschriften: Patentschrift Nr. 22 969 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 067 549, 1 077 817, 1 058 666; USA.-Patentschrift Nr. 2 982 754; französische Patentschrift Nr. 1148 270; britische Patentschrift Nr. 856 731; Bayer-Kunststoffe, 1955, S. 32 bis 39. Documents considered: Patent No. 22,969 des Office for Inventions and Patents in the Soviet Zone of Occupation in Germany; German Auslegeschriften Nos. 1,067,549, 1,077,817, 1,058,666; U.S. Patent No. 2,982,754; French Patent No. 1148 270; British patent specification No. 856 731; Bayer Kunststoffe, 1955, pp. 32 to 39.
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