DE1189277B

DE1189277B - Process for the production of tracking resistant, hardened insulating molded bodies

Info

Publication number: DE1189277B
Application number: DEL42167A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Nowak; Dipl-Ing Heinz Wagner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-06-07
Filing date: 1962-06-07
Publication date: 1965-03-18

Description

Verfahren zur Herstellung von kriechstromfesten, ausgehärteten Isolierformkörpern Es ist bekannt, daß durch Füllstoffe die Eigenschaften von Polyepoxydformkörpern beeinflußt werden können. Die Verwendung von Füllstoffen bringt nicht nur in wirtschaftlicher Hinsicht Vorteile, sondern ermöglicht auch eine Anpassung an Anforderungen, die an derartige Gießformkörper für bestimmte Zwecke gestellt werden. So werden mechanische Eigenschaften von Polyepoxydformteilen durch anorganische Füllstoffe, wie Quarz, Schiefermehl u. a., verbessert, wobei die verschiedenen Füllstoffe unterschiedliche Wirkungen hervorrufen. Durch Zusatz von Quarzmehl zum Polyepoxyd werden z. B. die Formbeständigkeit nach Martens, die Biegefestigkeit, Schlagzähigkeit sowie die Druckfestigkeit in ihren Werten stärker verbessert, als es durch Zusatz anderer anorganischer Füllstoffe, z. B. Schiefermehl oder Calciumkarbonat, geschieht. Mit Quarzmehl als Füllstoff hergestellte Gießformkörper auf Polyepoxydbasis erreichen zwar eine hohe mechanische Festigkeit, jedoch läßt die Kriechstromfestigkeit eines derartigen Isolierkörpers zu wünschen übrig.Process for the production of cured insulating moldings that are resistant to tracking It is known that fillers improve the properties of molded polyepoxy bodies can be influenced. The use of fillers not only brings in economical Respect advantages, but also allows adaptation to requirements that be placed on such mold bodies for specific purposes. So become mechanical Properties of molded polyepoxy parts due to inorganic fillers such as quartz, Slate flour, inter alia, improved, the different fillers being different Cause effects. By adding quartz powder to the polyepoxide z. B. the Martens dimensional stability, flexural strength, impact strength and compressive strength improved in their values more than it would be through the addition of other inorganic fillers, z. B. slate flour or calcium carbonate happens. With quartz flour as a filler Cast moldings produced on the basis of polyepoxide achieve a high mechanical level Strength, however, leaves the creep resistance of such an insulating body to be desired.

Durch thermische Vorbehandlungen des Füllstoffes, insbesondere durch Glühen bei 6000 C kann die Kriechstromfestigkeit des damit gefüllten Gieß-Isolierkörpers heraufgesetztwerden. Sie belasten aber das Herstellungsverfahren in wirtschaftlicher Hinsicht. Man strebt deshalb Herstellungsverfahren an, bei denen die Füllstoffe lediglich einem Trocknungsprozeß unterworfen werden oder, wenn möglich, ohne besondere Vorbehandlung der Gießharzmasse einverleibt werden können. Through thermal pretreatments of the filler, in particular through Annealing at 6000 C can improve the creep resistance of the cast insulator filled with it be increased. But they burden the manufacturing process in an economical way Respect. One therefore strives for manufacturing processes in which the fillers only be subjected to a drying process or, if possible, without special Pretreatment of the casting resin mass can be incorporated.

Weiterhin wurde versucht, durch Verwendung von Calziumcarbonat als Füllstoff kriechstromfeste Isolierkörper herzustellen. Nach der französischen Patentschrift 1 267 518 soll man zu kriechstromfesten Formkörpern auf Epoxydbasis gelangen, wenn Mischungen aus Calciumkarbonat und/oder Erdalkalisulfaten in Kombination mit Quarz als Füllstoff für Epoxydformkörper verwendet werden, wobei Phthalsäureanhydrid verwendet wird. Es hat ich jedoch gezeigt, daß mit der vorgeschlagenen Polyepoxydkombination mit den genannten Füllstoffen nur eine begrenzte Kriechstromfestigkeit des Formkörpers erhalten wird. Furthermore, attempts have been made by using calcium carbonate as Filler to produce leakage current-resistant insulating bodies. According to the French patent specification 1 267 518 one should get to tracking current-resistant molded bodies based on epoxy, if Mixtures of calcium carbonate and / or alkaline earth sulfates in combination with quartz can be used as a filler for epoxy moldings, phthalic anhydride being used will. However, I have shown that with the proposed combination of polyepoxides with the fillers mentioned only a limited tracking resistance of the molded body is obtained.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von kriechstromfesten, ausgehärteten Isolierformkörpern großer mechanischer Festigkeit durch Umsetzung von Füllstoffe enthaltenden, ein Epoxydäquivalentgewicht von etwa 200 aufweisenden Bisphenolglycidyläthern mit cycloaliphatischen und/ oder aliphatischen Dicarbonsäurenahydriden unter Formgebung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Füllstoffe Gemische aus 10 bis 25°/o Dolomit und 90 bis 750/o Quarzmehl verwendet werden. The invention relates to a process for the production of tracking current-resistant, cured insulating moldings of great mechanical strength through implementation of fillers containing an epoxy equivalent weight of about 200 Bisphenol glycidyl ethers with cycloaliphatic and / or aliphatic dicarboxylic acid ahydrides under shaping, which is characterized in that mixtures of fillers 10 to 25% dolomite and 90 to 750% quartz flour can be used.

Man erhält so nicht nur eine Kriechstromfestigkeit der Stufe T 5 für den Isolierkörper, sondern auch mechanische Festigkeiten, wie sie sonst nur bei Quarzmehl als Füllstoff allein zu erhalten sind. This not only results in a level of T 5 tracking resistance for the insulating body, but also mechanical strengths that are otherwise only found in the case of quartz powder can only be obtained as a filler.

Aus der anschließenden Tabelle ist zu entnehmen, inwieweit durch die Kombination der Füllstoffe im bestimmten Verhältnis bessere mechanische Werte für den Isolierkörper erhalten werden, als eine Mischung der Komponenten erwarten läßt. Ein Zusatz von Dolomit zum Quarzmehl von 10 bis 2501o verschlechtert die guten mechanischen Eigenschaften, wie sie durch Quarzmehl allein erhalten werden, praktisch nicht. Darüber hinaus wird durch den Zusatz von Dolomit zum Quarzmehl in den gefundenen Mengen die Kriechstromfestigkeit der Stufe T 5 erhalten. Die Werte in der Tabelle lassen erkennen, daß mit der gefundenen Füllstoffkombination eine hohe Schlagzähigkeit für den Isolierkörper erhalten wird, die der einen reinen Quarzmehlfüllung von etwa 7 cmkp/cma entspricht. Demgegenüber beträgt die Schlagzähigkeit eines Isolierkörpers mit Füllstoff aus Dolomit nur 3,5 cmkp/cm2. The table below shows the extent to which by the combination of fillers in a certain ratio has better mechanical values for the insulator to be obtained, as a mixture of the components expect leaves. Adding dolomite to quartz flour of 10 to 2501o worsens the good mechanical properties, as obtained by quartz powder alone, are practical not. In addition, the addition of dolomite to the quartz powder is found in the Quantities obtained the tracking resistance of level T 5. The values in the table show that the filler combination found has a high impact strength for the insulating body is obtained, which is the one pure quartz flour filling of about 7 cmkp / cma. In contrast, the impact strength of an insulating body is with dolomite filler only 3.5 cmkp / cm2.

Die erhaltenen Werte wurden an Isolierkörpern folgender Zusammensetzung ermittelt: Bisphenolglycidyläther mit einem Epoxydäquivalent von etwa 190 ............. 100 Teile Hexahydrophthalsäureanhydrid .......... 80 Teile Anorganische Füllstoffe ................ 385 Teile Beschleuniger (tertiäres Amin) .......... 1 Teil Zug- Kriechstrom- Biegs Schlag- festig- festigkeit festig- Füllstoff nach keit zähigkeit keit DIN 53480 kplcm2 cmkplcm2 kplcm2 Dolomit ..... T 5 550 3,5 300 Quarzmehl... T2 1100 7,4 700 Dolomit Quarzmehl (22: 78) ... T 5 1050 7,4 700 Wie die Versuche zeigen, werden ausreichende Werte hinsichtlich der Kriechstromfestigkeit und der mechanischen Festigkeit erzielt, wenn die Füllstoffkombination in den Grenzen von etwa 10 bis 250/o Dolomit und 90 bis 750/o Quarzmehl gehalten werden.The values obtained were determined on insulating bodies of the following composition: bisphenol glycidyl ether with an epoxy equivalent of approx. 190 ............. 100 parts of hexahydrophthalic anhydride .......... 80 parts of inorganic fillers ... ............. 385 parts accelerator (tertiary amine) .......... 1 part Train- Leakage Current Bending Impact Resistant strength strength Filler according to strength toughness DIN 53480 cplcm2 cmkplcm2 kplcm2 Dolomite ..... T 5 550 3.5 300 Quartz powder ... T2 1100 7.4 700 dolomite Quartz flour (22: 78) ... T 5 1050 7.4 700 As the tests show, sufficient values in terms of tracking resistance and mechanical strength are achieved if the filler combination is kept within the limits of about 10 to 250 / o dolomite and 90 to 750 / o quartz flour.

Für die Füllstoffe wird zweckmäßig eine Korngröße kleiner als 40 µm verwendet.A grain size of less than 40 μm is expediently used for the fillers used.

Ahnliche gute Werte erhält man für den Isolierkörper nach der vorliegenden Erfindung, wenn als Dicarbonsäureanhydride solche von aliphatischen Dicarbonsäuren, z. B. Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, verwendet werden. Gegenbenenfalls können auch Mischungen aus cycloaliphatischen und aliphatischen Dicarbonsaureanhydriden Verwendung finden. Similar good values are obtained for the insulating body according to the present invention Invention, if the dicarboxylic anhydrides are those of aliphatic dicarboxylic acids, z. B. dodecenyl succinic anhydride can be used. If necessary, you can also mixtures of cycloaliphatic and aliphatic dicarboxylic anhydrides Find use.

Die Isolierkörper nach der Erfindung können für die verschiedensten Bauteile in der Elektrotechnik, insbesondere für Hochspannungsschalter, eingesetzt werden, z. B. für Schalterteiie, im Wandlerbau für Stützer u. a., wobei eine Verwendung im Freien gegeben ist. The insulating body according to the invention can be used for the most varied Components used in electrical engineering, especially for high-voltage switches be e.g. B. for switch parts, in converter construction for supporters and others, with one use is given outdoors.

Die nach der vorliegenden Erfindung umzusetzende Mischung läßt sich im Betrieb gut verarbeiten im Gegensatz zu einer Mischung, bei der Amine verwendet werden, die sich in physiologischer Hinsicht nachteilig auswirken. Außerdem kann die Füllstoffmischung gut homogen im Epoxyd verteilt werden, was mit Füllstoffen, die geringe Zusatzanteile in der Hauptfüllstoffmenge enthalten, nicht zu erreichen ist. The mixture to be reacted according to the present invention can be Process well in operation in contrast to a mixture in which amines are used which are disadvantageous in physiological terms. Also can the filler mixture can be distributed homogeneously in the epoxy, which is the case with fillers, which contain small additional proportions in the main amount of filler, cannot be achieved is.

Bekannte Füllstoffkombinationen unter Verwendung von Calciumoxalat sind in thermischer Hinsicht verhältnismäßig anfällig, da Calciumoxalat sich bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zersetzt und dabei die Oberfläche der Formteile nachteilig beeinflußt.Known filler combinations using calcium oxalate are relatively vulnerable from a thermal point of view, since calcium oxalate is in Relatively low temperatures decomposed and thereby the surface of the molded parts adversely affected.

Dies trifft gleichfalls bei Verwendung von Strontium-oder Bariumoxalat zu. This also applies when using strontium or barium oxalate to.

Claims

Claim: Process for the production of tracking current-resistant, cured insulating moldings of great mechanical strength through implementation of fillers containing an epoxy equivalent weight of about 200 Bisphenol glycidyl ethers with cycloaliphatic and / or aliphatic dicarboxylic acid anhydrides under shaping, d a - characterized in that mixtures of 10 up to 2501o dolomite and 90 to 750 / o quartz flour can be used.

Publications considered: German Auslegeschriften No. 1 113 812, 1120 134, 1129694.