DE1197186B - Fuer Elektroisolation bestimmte Drahtlacke - Google Patents

Description

• Für Elektroisolation bestimmte Drahtlacke Es sind elektrische Leiter mit einer Polyesterharzisolierung bekannt, die aus dem Reaktionsprodukt von Terephthalsäure, Isophthalsäure, einer Mischung dieser beiden Säuren oder eines Derivates dieser Säuren mit Äthylenglycol und einem gesättigten, aliphatischen, mehrwertigen Alkohol mit wenigstens drei Hydroxylgruppen besteht. Auch kennt man harzartige Polyester der Terephthalsäure, die durch Umesterung von Terephthalsäureestern mit mehrwertigen Alkoholen, Polykondensation und anschließende Veresterung mit Dicarbonsäuren gewonnen werden, indem man als alkoholische Komponenten zwei-, drei- und vier- oder mehrwertige aliphatische Alkohole in solchen Mengen verwendet, daß die Hydroxylgruppen im überschuß zu den Carboxylgruppen der Terephthalsäure vorhanden sind, und das erhaltene hydroxylgruppenhaltige Polyesterharz mit einem Gemisch aus einer ungesättigten aliphatisehen Dicarbonsäure und einer gesättigten aliphatisehen und/oder aromatischen Dicarbonsäure teilweise verestert. Derartige für die Elektroisolation geeignete Drahtlacke sind von beachtlicher Bedeutung, da sie Lackdrähte liefern, die einer Dauerwärmebeanspruchung von Temperaturen bis zu 155°C widerstehen. Auch ist es bekannt, daß bei der Herstellung von Elektroisolierlacken für Drahtüberzüge auf Basis von Terephthalsäurepolyestern sich primäre Hydroxylgruppen gegenüber sekundären und tertiären verbessernd auf die Isolationswirkung und Wasserfestigkeit auswirken.
• Es hat sich jedoch herausgestellt, daß einerseits der Lackfilm nicht genügend sauerstoffundurchlässig ist und andererseits sich im Lackfilm Stoffe bilden, die gemeinsam mit dem Luftsauerstoff eine Korrosion des metallischen Leiters hervorrufen. Die Korrosion äußert sich in einer Verfärbung des Lackdrahtes bei Wärmealterung, dem Verlust der Haftfestigkeit des Lackfilms auf dem Leiter und der Abnahme der dielektrischen Festigkeit durch den Aufbau leitender Korrosionsprodukte. Aus diesen Gründen wird durch Verwendung von Trimethylolmethan an Stelle von Glycerin bei der Herstellung von Drahtlacken zwar die Qualität im Hinblick auf eine Wärmeschockbehandlung verbessert, die Alterungshaftfestigkeit des Lackfilmes dagegen wird auf diese Weise überhaupt nicht erhöht. Aufgabe. der vorliegenden Erfindung war es daher, Drahtlacke für die Elektroisolation zu schaffen, die bekannten dauerwärmebeständigen Lakken durch eine wesentlich verbesserte Alterungshaftfestigkeit auch bei erhöhten Temperaturen sowie durch einen erhöhten Isolationswiderstand gerade bei einer Warmbehandlung überlegen sind.
• Es wurde nun gefunden, daß man Drahtlacke für Lackdrähte mit einer Dauerwärmebeständigkeit bis zu Temperaturen von 180°C und einer überraschenden Korrosionsinhibitionswirkung herstellen kann, indem man einen Terephthalsäurepolyester, der Oxazolinringe aufweist, nach dem an sich bekannten Umesterungsverfahren von Terephthalsäuredimethylester herstellt, jedoch als zusätzliche Reaktionskomponente für den Terephthalsäuredimethylester Trishydroxymethylaminomethan (Tris-amino) verwendet. Zur Erzielung bestimmter Effekte, wie z. B. hoher Elastizität (für Lackdrähte mit großem Querschnitt), wird als weitere Reaktionskomponente ein zweiwertiger Alkohol und zur Steuerung des Vernetzungsgrades gegebenenfalls ein mehr als zweiwertiger Alkohol, z. B. Glycerin oder Pentaerythrit, mitverwendet. Für den zur Grundlage dieser Erfindung gemachten Effekt der Erhöhung der Dauerwärmebeständigkeit und der Verhütung von Korrosion ist es vorteilhaft, daß der Anteil an Trishydroxymethylaminomethan über 5 Äquivalentprozent liegt. Im Sinne von Oxazolinestern wird dabei das Trisamino als dreiwertige Verbindung betrachtet. Es reagiert mit dem Terephthalsäuredimethylester unter Kondensation zu einem Oxazolinring nach folgender Formelgleichung: Die erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Polyester werden in einem geeigneten Lösungsmittel, vorzugsweise einer Mischung aus Kresol, Solventnaphtha und Isophoron, aufgelöst und mit einem Katalysator, vorzugsweise polymeres Butyltitanat, versehen. Diese 20- bis 450%igen Lacke lassen sich nach den üblichen Methoden auf bekannten Drahtlackiermaschinen verarbeiten.
• Die Erfindung betrifft somit zur Elektroisolation bestimmte Drahtlacke auf der Basis von Terephthalsäurepolyester, der aus Terephthalsäuredimethylester unter Zusatz eines zweiwertigen und gegebenenfalls eines mehrwertigen Alkohols hergestellt ist mit Zusatz organischer Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie Terephthalsäurepolyester enthalten, die als Alkoholreste zusätzlich solche des Trishydroxymethylaminomethans aufweisen.
• Der Wert der Erfindung wird durch den folgenden Vergleich deutlich A. Polyester aus 45 Aquivalentprozent Terephthalsäuredimethylester, 33 Aquivalentprozent Athylenglycol, 22 Aquivalentprozent Glycerin.
• B. Oxazolinpolyester aus 42 Aquivalentprozent Terephthalsäuredimethylester, 15 Aquivalentprozent Trishydroxymethylaminomethan, 32 Aquivalentprozent Athylenglycol, 11 Aquivalentprozent Glycerin.
• C. 48 Aquivalentprozent Terephthalsäuredimethylester, 30 Aquivalentprozent Athylenglycol, 22 Aquivalentprozent Trishydroxymethylaminomethan. Diese Polyester wurden je für sich wie folgt zu einem Lack verarbeitet.
• 35 Gewichtsprozente Polyester, 40 Gewichtsprozente Kresol, 24 Gewichtsprozente Solventnaphtha, 1 Gewichtsprozent Butyltitanat, polymer.
• In dieser Zusammensetzung sind diese Lacke in ihrer Anwendungsbreite für Drähte bis 3 mm Durchmesser verwendbar.
• Die nach Beispiel A, B und C hergestellten Lacke wurden auf 0,6 mm Cu-Drähten bei einer Temperatur von 400°C, einer Abzugsgeschwindigkeit von 5 m/Min. bei einem Lackauftrag von 0,04 mm in einen 2-m-Ofen gefahren.
• Zur Prüfung wurden von den zu untersuchenden Drähten mehrere Proben bei 200°C in einem Umluftofen gelagert und nach verschiedenen Zeiträumen, beispielsweise in Abständen von je 10 Stunden, auf den Haftfestigkeitsverlust untersucht. Die Prüfung erfolgt, nachdem die Drähte aus dem Umluftofen herausgenommen und 24 Stunden unter Normalklima gelagert wurden in der Weise, daß die einzelnen Drähte in eine Zerreißprüfmaschine gespannt und linear bis zum Bruch gedehnt werden. Beim Dehnen bis zum Bruch entsteht an dem Reißkinkel des Drahtes beim Verlust der Haftfestigkeit des Lackfilms ein Schlupf. Dies bedeutet, daß die Rückfederungselastizität des Lackfilmes ein Zurückschieben des Schlauches ermöglicht, was nicht möglich ist, wenn die Haftfestigkeit zwischen Lackfilm und Kupferdraht intakt ist.
• Es wurden folgende Ergebnisse erhalten

  Lackdraht A Lackdraht B Lackdraht C

  Dehnbar bis zum Bruch ohne Schlupf nach

  Temperung bei 200°C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . zwischen 20 und zwischen 100 und 110 Stunden

  50 Stunden 150 Stunden

  Isolationswiderstand in Megohm - Kilometer

  ohne Wärmebehandlung ................... 20000 25000 23000

  nach 100 Stunden bei 200°C . . . . . . . . . . . . . . . 3000 15000 16000

  KupferoberUehe des Leiters nach 100 Stunden

  bei 200°C . . . . . . . .. . . . . .. .. .. . ... .. .... . . . graugrüne keine Verfärbung keine Verfärbung

  Korrosion

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Zur Elektroisolation bestimmte Drahtlacke auf der Basis von Terephthalsäurepolyester, der aus Terephthalsäurefümethylester unter Zusatz eines zweiwertig und gegebenenfalls eines mehr-Aikohols hergestellt ist mit Zusatz ofganiar Läsunfitte d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß sie Terephthalsäurepolyester enthalten, die als Alkoholreste zusätzlich solche des Trishydroxymethylaminomethans aufweisen.
2. 2. Drahtlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trishydroxymethylaminomethan in einer Menge von über 5 Aquivalentprozent, beispielsweise 15 bis 25 Aquivalentprozent, -vorhanden ist. In Betracht gezogene Druckschriften-Deutsche AuslegeschriftenNr. 1033 291, 1047429; Kunststoff Rundschau, 1958, S. 284 und 285.