DE1490285C - Multi-layer insulation of electrical conductors - Google Patents
Multi-layer insulation of electrical conductorsInfo
- Publication number
- DE1490285C DE1490285C DE1490285C DE 1490285 C DE1490285 C DE 1490285C DE 1490285 C DE1490285 C DE 1490285C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layers
- layer insulation
- polyester resin
- carbon atoms
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims description 5
- 229920001721 Polyimide Polymers 0.000 claims description 21
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 19
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 claims description 17
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 15
- 229920001225 Polyester resin Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 9
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 9
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- -1 aromatic tetracarboxylic acid Chemical class 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atoms Chemical group C* 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 claims description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N Isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N Toluene diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 229920001228 Polyisocyanate Polymers 0.000 claims 3
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims 3
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 14
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 13
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic Effects 0.000 description 3
- HBGPNLPABVUVKZ-POTXQNELSA-N (1R,3aS,4S,5aR,5bR,7R,7aR,11aR,11bR,13aS,13bR)-4,7-dihydroxy-3a,5a,5b,8,8,11a-hexamethyl-1-prop-1-en-2-yl-2,3,4,5,6,7,7a,10,11,11b,12,13,13a,13b-tetradecahydro-1H-cyclopenta[a]chrysen-9-one Chemical compound C([C@@]12C)CC(=O)C(C)(C)[C@@H]1[C@H](O)C[C@]([C@]1(C)C[C@@H]3O)(C)[C@@H]2CC[C@H]1[C@@H]1[C@]3(C)CC[C@H]1C(=C)C HBGPNLPABVUVKZ-POTXQNELSA-N 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N DMA Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N Diphenyl sulfone Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 2
- LTYMSROWYAPPGB-UHFFFAOYSA-N diphenyl sulfide Chemical compound C=1C=CC=CC=1SC1=CC=CC=C1 LTYMSROWYAPPGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N n-methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 2
- 125000006160 pyromellitic dianhydride group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 150000000000 tetracarboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- CYXMOAZSOPXQOD-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2-(2-methylphenoxy)benzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1OC1=CC=CC=C1C CYXMOAZSOPXQOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Oxydianiline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 1
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N Benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 description 1
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N Diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZZYITDELCSZES-UHFFFAOYSA-N Diphenylmethane Chemical compound C=1C=CC=CC=1CC1=CC=CC=C1 CZZYITDELCSZES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N Phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- WJIFPKPGOIUIFW-UHFFFAOYSA-N benzylbenzene;naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21.C=1C=CC=CC=1CC1=CC=CC=C1 WJIFPKPGOIUIFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 description 1
- UTMTYYKGLQURCK-UHFFFAOYSA-N butane-1,3-diol;propane-1,2,3-triol Chemical compound CC(O)CCO.OCC(O)CO UTMTYYKGLQURCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009114 investigational therapy Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N pyromellitic acid Chemical group OC(=O)C1=CC(C(O)=O)=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O CYIDZMCFTVVTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Mehrschicht-Isolierungen elektrischer Leiter.The invention relates to multilayer insulation of electrical conductors.
Bekanntlich lassen sich Magnetdrähte der »KlasseB« oder der »Klasse F«, d.h. Drähte, die sich zum Arbeiten bei Temperaturen bis 130 bzw. 1500C eignen, dadurch herstellen, daß man die blanken Drähte mit Polyesterharzen aus Terephthalsäure und einfachen mehrwertigen Alkoholgemischen, wie Glykol-glycerin, GIykol-glycerin-phentaerythrit und 1,3-Butylenglykol-glycerin, überzieht. Als wesentlicher Nachteil dieser Drähte muß ihre kurze Lebensdauer bei Temperaturen von 3000C angesehen werden.As is well known, magnet wires of "Class B" or "Class F", ie wires that are suitable for working at temperatures of up to 130 or 150 0 C, can be produced by using polyester resins made from terephthalic acid and simple polyhydric alcohol mixtures, such as glycol-glycerin, glycol-glycerin-phentaerythritol and 1,3-butylene glycol-glycerin. Their short service life at temperatures of 300 ° C. must be regarded as a major disadvantage of these wires.
Eine andere Art bekannter Magnetdrähte, die mit definiert-zusammengesetzten aromatischen Polyamiden überzogen sind, die beim Härten in einem Drahtüberzugsofen in situ in Polyimide umgewandelt werden, ergegen bei thermischer Beanspruchung eine größere Lebensdauer als die polyesterbeschichteteix Drähte. Diese Polyimidüberzüge lassen jedoch die erwünschte Abriebfestigkeit vermissen, was einen schwerwiegenden Nachteil bezüglich der rauhen mechanischen Behandlung bedeutet, der die Magnetdrähte beim Durchlauf durch mit hoher Geschwindigkeit rotierende Spulenwickelmaschinen ausgesetzt sind. Ein weiterer Nachteil dieser Drähte liegt darin, daß ihr Überzug zur Abbildung von Haarrissen neigt, falls sie nicht entsprechend erwärmt worden sind. Falls eine derartige Haarrißbildung einmal auftritt, kann sie durch späteres Erwärmen nicht mehr rückgängig gemacht werden. Schließlich sind die mit Polyimidharzen überzogenen Drähte mit dem weiteren Nachteil behaftet, daß die Aufbringung einer Lackschicht ein ziemlich teures Lösungsmittelsystem, verglichen mit dem bei gebräuchlicheren Lacken verwendeten System, erfordert.Another type of known magnet wire made with defined-compound aromatic polyamides are coated, which are converted to polyimides in situ when cured in a wire coating oven a longer service life than the polyester-coatedeix wires in the event of thermal stress. However, these polyimide coatings lack the desired abrasion resistance, which is a serious problem Disadvantage with regard to the rough mechanical treatment means that the magnet wires pass through exposed to high speed rotating coil winding machines. Another disadvantage The reason for these wires is that their coating tends to show hairline cracks if they are not appropriately have been heated. If such crazing occurs once, it can occur later Heating cannot be reversed. Finally, those are coated with polyimide resins Wires have the further disadvantage that the application of a layer of lacquer is a rather expensive one Solvent system compared to the system used in more common paints.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Magnetdraht herzustellen, der eine gute Abriebfestigkeit, eine ausgezeichnete elektrische Stabilität bei hohen Temperaturen, eine gute Elastizität sowie gute Haftfestigkeit des Lacküberzuges auf dem Draht aufweist. The object of the invention is to produce an improved magnet wire that has good abrasion resistance, excellent electrical stability at high temperatures, good elasticity and good Has adhesive strength of the lacquer coating on the wire.
Eine Mehrschicht-Isolierung für elektrische Leiter mit diesen Eigenschaften wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Isolierung zusammengesetzt ist aus einer oder mehreren Schichten eines Polyesterharzlackes, der das polymere Produkt von Terephthalsäure, Isophthalsäure und von Gemischen derselben mit einem zweiwertigen a,w-Alkohol und einem mehrwertigen Alkohol mit mindestens drei Hydroxylgruppen darstellt, und aus einer oder mehreren Schichten eines Polyamides, das durch Erhitzen in situ in ein Polyimid umgewandelt ist, aus dem polymeren Kondensationsprodukt einer aromatischen Tetracarbonsäure mit einer Diaminverbindung, wie einem aromatischen Diamin mit 6 bis 16 C-Atomen und gesättigten aliphatischen Aminen mit bis zu 6 C-Atomen. Es wurde festgestellt, daß die Lebensdauer einer derartigen Mehrschicht-Isolierung bei hohen Temperaturen erheblich größer ist als bei Verwendung nur eines der Kombinationslacke. Durch diese Kombinationwird offenbar ein synergetischer Effekt erzielt, d. h., es wird eine Schutzwirkung geschaffen, die weit über die bei reiner Addition der von den einzelnen Lackschichten erzielbaren Schutzwirkungen hinausgeht. Hinsichtlich der Abriebfestigkeit wurden sehr gute Ergebnisse festgestellt, wenn Polyesterlack über der Polyimidlackschicht aufgetragen ist. Bei Schichtumkehr der beiden Harzsorten erhält man eine Abriebfestigkeit des Gesamtüberzugs, die schlechter als die des Polyester allein ist, aber noch über der eines PoIyimidüberzuges liegt.A multilayer insulation for electrical conductors with these properties is according to the invention achieved by the fact that the insulation is composed of one or more layers of polyester resin varnish, which is the polymeric product of terephthalic acid, isophthalic acid, and mixtures thereof with a dihydric a, w-alcohol and a polyhydric alcohol with at least three hydroxyl groups represents, and from one or more layers of a polyamide, which by heating in situ in a Polyimide is converted from the polymeric condensation product of an aromatic tetracarboxylic acid with a diamine compound such as an aromatic diamine with 6 to 16 carbon atoms and saturated aliphatic amines with up to 6 carbon atoms. It has been found that the life of such Multi-layer insulation at high temperatures is significantly greater than when using only one of the combination paints. A synergetic effect is apparently achieved by this combination, i. H., A protective effect is created that far exceeds that of the pure addition of the individual layers of paint achievable protective effects. In terms of abrasion resistance, it was very good Results noted when polyester varnish is applied over the polyimide varnish layer. When the shift is reversed of the two types of resin one obtains an abrasion resistance of the overall coating which is worse than the of the polyester alone, but still over that of a polyimide coating located.
Die Zusammensetzungen der Polyesterharzlacke ergeben sich aus der folgenden Tabelle, in welcher sämtliehe Angaben-Gewichtsteile bedeuten:The compositions of the polyester resin lacquers are shown in the table below, in which all of them Figures-parts by weight mean:
Polyurethan
Kresolsäure, ml
*5 Kohlenwasserstofflösungsmittel,
ml Terephthalic acid polyester resin.
Polyurethane
Cresolic acid, ml
* 5 hydrocarbon solvents,
ml
29,2
242
60100.0
29.2
242
60
240
60100.0
240
60
Alle Komponenten und Lacke stellen bekannte handelsübliche Produkte dar. Das Terephthalsäurepolyesterharz ist das Produkt von Terephthalsäure mit einem Gemisch aus Äthylen-glykol und Glycerin. Das. verwendete Polyurethan ist ein Phenoladdukt von einem Trimer von Tolylendiisocyanat. Die beiden anderen Bestandteile sind handelsübliche Kresolsäure und Naphtha. Zusätzlich enthält jedes Harz einen metallischen Katalysator, wie Zink.All components and lacquers are well-known commercially available products. The terephthalic acid polyester resin is the product of terephthalic acid with a mixture of ethylene glycol and glycerine. The. The polyurethane used is a phenol adduct of a trimer of tolylene diisocyanate. The two others Components are commercially available cresolic acid and naphtha. In addition, each resin contains a metallic one Catalyst, such as zinc.
Eines von den in den Beispielen verwendeten Polyamiden ist das Kondensaiionsprodukt von Pyromellithsäuredianhydrid mit aromatischen Aminen (LackC).One of the polyamides used in the examples is the condensation product of pyromellitic dianhydride with aromatic amines (LackC).
Der andere in den Beispielen verwendete Polyimid-The other polyimide used in the examples
lack (Lack D) stellt ein handelsübliches Produkt dar, das hauptsächlich aus einem Polyamid besteht, welches chemisch dem im Lack C enthaltenen Polyamid ähnhch ist und als 15gewichtsprozentige Lösung in einem Gemisch aus N-Methylpyrrolidon und Dimetylacetamid gelöst ist und bei 25 0C eine Viskosität von 4800 cP aufweist.paint (varnish D) represents a commercially available product, which mainly consists of a polyamide which is chemically ähnhch the polyamide contained in the coating material C and is dissolved as 15gewichtsprozentige solution in a mixture of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide and at 25 0 C a viscosity of 4800 cP.
Beispiele 1 bis 3Examples 1 to 3
Die Lacke wurden auf Kupferdraht von 1,023 mm Dicke mittels eines bekannten Überzugsverfahrens
aufgetragen und jede Lackschicht mittels Durchführens des tauchlackierten Drahtes durch einen senkrechten
Ofen von etwa 4 m Länge bei einer Temperatur von 350 oder 390° C bei einer konstanten Durchlauf geschwindigkeit
zwischen 3,20 und 4,27 m/Min, getrocknet. Durch Verwendung einer unterteilten Auftragsvorrichtung
für den Lack ließ sich die erwünschte Anzahl der verschiedenen Deckschichten in einem kontinuierlichen
Arbeitsgang herstellen.
Mit den bekannten Lacken A und B wurden Vergleichsdrähte überzogen, indem sechs aufeinanderfolgende
Lackschichten auf den blanken Draht aufgetragen wurden. Da jede Deckschicht eine ungefähre
Dicke von 0,00635 mm aufweist, erhielt man auf den derart behandelten Drähten einen »kräftigen Schichtaufbau«,
d. h., der Durchmesser der behandelten Drähte war um etwa 0,0762 mm größer als der des
blanken Ausgangsdrahtes.The lacquers were applied to copper wire 1.023 mm thick by means of a known coating process and each layer of lacquer was applied by passing the dip-coated wire through a vertical oven about 4 m long at a temperature of 350 or 390 ° C at a constant flow rate between 3.20 and 4.27 m / min, dried. By using a subdivided application device for the paint, the desired number of different top layers could be produced in one continuous operation.
Comparison wires were coated with the known lacquers A and B by applying six successive layers of lacquer to the bare wire. Since each cover layer has an approximate thickness of 0.00635 mm, a "strong layer structure" was obtained on the wires treated in this way, ie the diameter of the treated wires was about 0.0762 mm larger than that of the bare starting wire.
Verwendet man jedoch Polyamide, so wurde ein mit zwei Deckschichten überzogener Prüfdraht mit einer Schichtstärke von etwa 0,0254 mm als ausreichend angesehen. Die Prüfung der lacküberzogenen Drähte wurde nach einem Standardverfahren durchgeführt. Obwohl verschiedene chemische, physikalische undIf, however, polyamides are used, a test wire coated with two outer layers was combined with one Layer thickness of about 0.0254 mm is considered sufficient. The examination of the enamel-coated wires was carried out according to a standard procedure. Although different chemical, physical and
elektrische Eigenschaften der Prüfdrähte und der mit den neuen Deckschichten überzogenen Drähte untersucht wurden, soll die Beschreibung auf diejenigen Prüfverfahren beschränkt werden, welche zur Untersuchung derjenigen Prüfverfahren beschränkt werden, welche zur Untersuchung derjenigen Eigenschaften dienten, bei welchen erhebliche Änderungen beobachtet wurden, nämlich der 1-kV-Lebensdauertest und der Kratzabriebfestigkeitstest.electrical properties of the test wires and the with As the new wires coated with facings have been examined, the description is intended to refer to those Test procedures are restricted, which are restricted to the investigation of those test procedures, which were used to investigate those properties in which significant changes were observed namely, the 1 kV life test and the scratch abrasion resistance test.
1-kV-Lebensdauertest: Der 1-kV-Lebensdauertest wurde in Übereinstimmung mit den Vorschriften des vom amerikanischen Institut für Elektroingenieure herausgegebenen Merkblatts Nr. 57 vom Oktober 1955 durchgeführt. Der Versuch gestattet die Bestimmung der Zeitdauer, welche ein Überzug bei einer bestimmten, angegebenen Temperatur ausgesetzt werden kann, bevor seine elektrische Isolierung bei Anlegung einer Spannung von 1000 V an die Probe für eine Sekunde zusammenblicht. Bei jedem Versuch wurden 10 Parallelmessungen durchgeführt.1 kV life test: The 1 kV life test was carried out in accordance with the regulations of Leaflet No. 57 of October 1955 issued by the American Institute for Electrical Engineers accomplished. The experiment allows the determination of the length of time that a coating for a certain, specified temperature can be exposed before its electrical insulation when applying a Voltage of 1000 V to the sample for one second. In each experiment 10 parallel measurements were made accomplished.
Kratzabriebfestigkeitstest: Dieser Versuch besteht darin, daß man die isolierte Drahtprobe wiederholt mit einer Stahlnadel sticht, die mit einem Gewichtssatz belastet ist, der entsprechend dem Aufbau der Deckschichten des Drahtes variierbar ist. Es werden die Anzahl der Stiche registriert, und man schaltet ab, wenn Kontakt zwischen der Nadel und dem blanken Drahtkern hergestellt ist.Scratch Resistance Test: This test consists in repeating the insulated wire sample with a steel needle that is loaded with a set of weights corresponding to the structure of the outer layers of the wire is variable. The number of stitches is registered and you switch off when Contact between the needle and the bare wire core is established.
In Tabelle II sind die charakteristischen Eigenschaften der mit Standardlacken bei optimaler Härtung überzogenen Vergleichsdrähte angegeben. Diese Werte dienen als Grundlage zur Abschätzung der mit den neuen Isolierungen der späteren Beispiele erhaltenen Werte.In Table II are the characteristic properties of those with standard paints at optimal cure coated comparison wires. These values serve as a basis for estimating the with the values obtained from new isolations of the later examples.
Tabelle HI
Polyester über PolyimidlackenTable HI
Polyester over polyimide varnishes
Tabelle II
VergleichslackeTable II
Comparative paints
bedingungenCuring
conditions
keitfirm
speed
3535
4040
4545
Die Werte mit hochgestellten Zusatzziffern stellen keine endgültigen Werte dar, da beispielsweise bei der für den Lack D bei 200 0C angegebenen Lebensdauer von 880 Stunden eine Anzahl von Proben, nämlich die der hochgestellten Ziffer, in diesem Beispiel 4, den Versuchsbedingungen noch widerstanden hat. Die späteren Ausführungen lassen erkennen, daß diese unvollständigen Werte das Verständnis der Erfindung nicht beeinträchtigen. Die schlechte Abriebfestigkeit des Polyimidlackes D sowie die verhältnismäßig geringe thermische Stabilität aller drei Lacke bei 300° C sollen im Hinblick auf die späteren Ausführungen besonders beachtet werden.The values with superscript additional digits do not represent final values because, for example, with the specified service life of 880 hours for paint D at 200 ° C., a number of samples, namely that of the superscript digit, in this example 4, still withstood the test conditions. From what follows it will be seen that these incomplete values do not impair the understanding of the invention. The poor abrasion resistance of the polyimide varnish D and the relatively low thermal stability of all three varnishes at 300 ° C. should be given particular attention in view of the later explanations.
6060
B e i s ρ i el e 4 b i s 7B e i s ρ i el e 4 to i s 7
Anschließend wurden Drähte mit einer Isolierung aus vier Schichten eines Polyesterharzlackes über zwei Schichten eines Polyimidlacks überzogen. Die charakteristischen Eigenschaften dieser neuen Drähte sind in Tabelle III zusammengestellt.Then wires with an insulation of four layers of a polyester resin varnish over two Coated layers of a polyimide varnish. The characteristic properties of these new wires are compiled in Table III.
Der Vergleich dieser Ergebnisse mit den Daten von Tabelle II zeigt deutlich, daß die Einführung von zwei Deckschichten Polyimidlack zwischen dem Draht und den vier Deckschichten auf Polyesterlack Drähte herzustellen gestattet, die eine Abriebfestigkeit und eine Lebensdauer bei thermischer Beanspruchung bei 300° C aufweisen, die den Werten weit überlegen ist, die sich bei Verwendung des einen oder anderen Lacks alleine erreichen lassen. Zusätzlich konnte ein sogenannter synergetischer Effekt beobachtet werden, da die obigen Weite für die diskutierten Eigenschaften wesentlich größer sind als sie gemäß einer Berechnung bei additiver Zusammensetzung der Eigenschaften der beiden Lacksorten hätten vorausgesagt werden können.Comparison of these results with the data in Table II clearly shows that the introduction of two top coats of polyimide varnish between the wire and the four top coats on polyester varnish wires allows to produce, which has an abrasion resistance and a lifetime under thermal stress at 300 ° C, which is far superior to the values obtained when using one or the other Let Lacks reach it alone. In addition, a so-called synergetic effect could be observed, since the above widths for the properties discussed are much larger than they are according to a calculation with an additive composition of the properties of the two types of paint would have predicted can be.
Beispiele 8 und 9Examples 8 and 9
Die Reihenfolge der Anwendung der beiden Lacke wurde anschließend umgekehrt, d. h. zwei Schichten Polyimidlack wurden auf vier Polyesterlackschichten aufgebracht. Beim Vergleich der Eigenschaften der erhaltenen Drähte mit denen der Vergleichsdrähte läßt sich gleichfalls eine beachtliche Verbesserung der Lebensdauer bei thermischer Beanspruchung bei 300° C beobachten. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV enthalten.The order of application of the two paints was then reversed, i.e. H. two layers Polyimide varnish was applied to four layers of polyester varnish. When comparing the properties of the obtained wires with those of the comparison wires can also be a remarkable improvement Observe the service life under thermal stress at 300 ° C. The results are in Table IV contain.
Polyimid über PolyesterlackenPolyimide over polyester lacquers
bedingungenCuring
conditions
Man erkennt jedoch aus Tabelle IV, daß aus den genannten Gründen die Abriebfestigkeit nicht in dem Maße verbessert werden konnte, als dies bei Anordnung der Polyimid- unter der Polyesterschicht der Fall ist (vgl. Tabelle III).However, it can be seen from Table IV that, for the reasons mentioned, the abrasion resistance is not in the Dimensions could be improved than when the polyimide layer was arranged under the polyester layer Is the case (see Table III).
Zusammengefaßt kann aus den Beispielen gefolgert werden, daß Drähte mit einer besseren thermischen Lebensdauer bei 300° C durch Überziehen derselben mit beiden Harzarten nacheinander in beliebiger Reihenfolge herstellbar sind und daß diese Lebensdauer derjenigen von Drähten überlegen ist, die entweder nur mit Terephthalsäurepolyesterharzen oderIn summary, it can be concluded from the examples that wires with a better thermal Lifespan at 300 ° C by coating the same with both types of resin one after the other in any Sequence can be produced and that this service life is superior to that of wires that either with terephthalic acid polyester resins only or
nur mit Polyimidharzen überzogen sind. Man erkennt ferner, daß diese Verbesserung über die bei Zugrundelegung einer rein additiven Wirkung der beiden Überzugsarten erwartete Verbesserung hinausgeht. Ein ähnlicher synergetischer Effekt konnte auch bei der Abriebfestigkeit festgestellt werden, wenn die PoIyimidschichten unter den Polyesterschichten angeordnet wurden.are only coated with polyimide resins. It can also be seen that this improvement is over the assumption a purely additive effect of the two types of coating goes beyond the improvement expected. A A similar synergetic effect could also be found in the abrasion resistance when the polyimide layers placed under the polyester layers.
Die für die Erfindung geeigneten Polyamide sind Kondensationsprodukte von aromatischen Tetracarbonsäuren mit Diaminen und lassen sich durch die folgende wiederkehrende Struktureinheit darstellen:The polyamides suitable for the invention are condensation products of aromatic tetracarboxylic acids with diamines and can be represented by the following repeating structural unit:
H OHO
-N-C-N-C
HOOCHOOC
C —N —R'·
COOHC —N —R '·
COOH
Diese Polymere sind löslich und lassen sich an Ort und Stelle, wie bereits früher erwähnt, durch weiteres Erhitzen in Polyimidstrukturen der folgenden Formel umwandeln, die gegenüber Lösungsmitteln sehr widerstandsfähig sind:These polymers are soluble and can be removed in place, as mentioned earlier, by further means Heating converts them into polyimide structures of the following formula, which are very resistant to solvents are:
N-R'-NO'-
Der in dieser Formel eingebaute Pyromellithsäurerest· läßt sich auch durch zwei Ringe enthaltende Tetracarbonsäuren unter der Voraussetzung ersetzen, daß die Carboxylgruppen der letzteren Verbindungen in zwei o-Phthalsäure-Konfigurationen angeordnet sind. Diese Voraussetzungen werden beispielsweise von den Naphthalin-diphenylmethan, 2,2'-Diphenylpropan-diphenyläther, Diphenyl-sulfid und Diphenylsulfon entsprechenden Tetracarbonsäuren erfüllt. Das R' der Formel steht für ein zweiwertiges Radikal von entweder Benzol, Naphthalin, Diphenyl, Diphenyl-äther, Ditolyl-äther, Diphenylsulfid, Diphenylsulfon, Diphenyl-methan, 2,2'-Diphenyl-propan, Benzophenon oder für einen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht und höchstens 6 C-Atomen.The pyromellitic acid residue built into this formula can also be replaced by tetracarboxylic acids containing two rings, provided that that the carboxyl groups of the latter compounds are arranged in two o-phthalic acid configurations are. These requirements are, for example, of the naphthalene-diphenylmethane, 2,2'-diphenylpropane-diphenylether, Diphenyl sulfide and diphenyl sulfone met the corresponding tetracarboxylic acids. The R 'of the formula stands for a divalent radical of either benzene, naphthalene, diphenyl, diphenyl ether, Ditolyl ether, diphenyl sulfide, diphenyl sulfone, diphenyl methane, 2,2'-diphenyl propane, benzophenone or for a saturated aliphatic hydrocarbon of low molecular weight and at most 6 carbon atoms.
Verwendbare Polyamide sind z. B. Kondensationsprodukte von Pyromellithsäure-dianhydrid mit einem Diamin, welches durch das Fehlen aliphatischer Wasserstoffatome und durch den Besitz einer elastischen Bindung, wie die Äthergruppe von 4,4'-Oxydianilin ausgezeichnet ist. Diese Polyamide sollen zweckmäßig eine Viskosität von etwa 1300 bis 5000 cP für eine 15gewichtsprozentige Lösung in 1:1 Dimethylacetamid und N-Methylpyrrolidon bei 25° C aufweisen. Usable polyamides are e.g. B. Condensation products of pyromellitic dianhydride with a Diamine, which by the lack of aliphatic hydrogen atoms and by the possession of an elastic one Bond, as the ether group of 4,4'-oxydianiline is excellent. These polyamides are supposed to expediently a viscosity of about 1300 to 5000 cP for a 15 weight percent solution in 1: 1 dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone at 25 ° C.
In Fällen, in denen auf eine besonders gute Abriebfestigkeit Wert gelegt wird, trägt man zweckmäßigerweise die Polyesterharzschicht über die Polyimidlackschicht auf; dabei geben höhere Aushärtetemperaturen einen stärkeren Abriebwiderstand. Bei der Herstellung von Drähten, bei welchen eine Polyimiddeckschicht vorliegt, ist größere Sorgfalt geboten. Durch Zusatz eines Polyurethans zu dem Polyesterharz lassen sich ausgezeichnete thermische Lebensdauern bei 3000C erzielen. In derartigen Fällen müssen jedoch höhere Aushärtetemperaturen, von beispielsweise 39O0C, vermieden werden, falls zufriedenstellende mechanische Eigenschaften, wie die Haftfähigkeit auf dem blanken Metall aufrechterhalten werden sollen.In cases in which a particularly good abrasion resistance is important, the polyester resin layer is expediently applied over the polyimide lacquer layer; higher curing temperatures give a stronger abrasion resistance. Greater care must be taken when making wires with a polyimide topcoat. By adding a polyurethane to the polyester resin, excellent thermal lifetimes at 300 ° C. can be achieved. In such cases, however, higher curing temperatures, for example 39O 0 C, must be avoided if satisfactory mechanical properties, such as the adhesion to the bare metal, are to be maintained.
Als eine zweckmäßige Schichtanzahl der Lacke hat man vier gefunden, zwei für den Polyester- und zwei für den Polyimidlack. Diese Zahlen gelten für einen Magnetdraht mit kräftigem Schichtaufbau. In Abhängigkeit von dem Durchmesser des zu überziehenden Drahtes, der Viskosität der anzuwendenden Lacklösungen und den Bedingungen, unter denen der fertige Draht verwendet wird, lassen sich Isolierungen beliebiger Dicken zwischen 0,00254 und 0,1016 mm in 2 bis 14 Schichten anwenden.A suitable number of layers of lacquer has been found to be four, two for the polyester and two two for the polyimide varnish. These numbers apply to a magnet wire with a strong layer structure. In Depending on the diameter of the wire to be coated, the viscosity of the wire to be used Lacquer solutions and the conditions under which the finished wire will be used can be used to create insulation Apply any thickness between 0.00254 and 0.1016 mm in 2 to 14 layers.
Verschiedene andere Materialien, wie Füllstoffe, Weichmacher, Farbstoffe usw., wie auch geringere Mengen anderer Harze, wie Epoxyharze, lassen sich in diese Lacke einbauen, wie dies häufig bei bekannten Lackherstellungsverfahren der Fall ist.Various other materials such as fillers, plasticizers, dyes, etc., as well as lesser ones Amounts of other resins, such as epoxy resins, can be incorporated into these paints, as is often the case with known ones Paint manufacturing process is the case.
2525th
Claims (5)
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1490285B2 (en) | Multi-layer insulation of electrical conductors | |
DE1520767B2 (en) | METHOD FOR MANUFACTURING POLYAMIC ACIDS | |
DE2558544C2 (en) | ||
DE2811028A1 (en) | ENERGY CABLE, IN PARTICULAR INSULATING COVER FOR AN ENERGY CABLE | |
DE2439386C3 (en) | Aqueous stoving enamel and its use as wire enamel | |
EP0813580B1 (en) | Wire coating medium and process for producing the same | |
DE2947117A1 (en) | POLYAMIDIMIDE RESIN, METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF | |
DE1490295B2 (en) | Insulated electrical conductor | |
EP0502858B1 (en) | Wire lacquers and process for the continuous coating of wires | |
DE1490285C (en) | Multi-layer insulation of electrical conductors | |
DE19903137A1 (en) | Baking varnish | |
DE1924859B2 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF AROMATIC POLYAMIDE IMIDES AND THEIR USE AS WIRE LACQUERS | |
DE2032075C3 (en) | Multilayer insulation materials | |
DE3905287A1 (en) | METHOD FOR CONTINUOUSLY COATING WIRE AND USE OF WIRE MADE THEREOF | |
EP0941273B1 (en) | Method for the production of polyester imides containing carboxyl- and hydroxyl groups and their usage in wire enamels | |
DE2724913C2 (en) | ||
DE1164588B (en) | Coating agents or paints made from them for electrical conductors | |
DE60125684T2 (en) | Binder for a coating composition for electrical conductors | |
DE1494452C2 (en) | Highly heat-resistant coatings provide electrical insulating varnish | |
DE1490279C (en) | Metallic conductor | |
DE2264662B2 (en) | Curable composition containing polyamide-imide precursors | |
DE1490295C (en) | Insulated electrical conductor | |
DE1515565C (en) | Insulated conductor | |
DE1520767C (en) | Process for the production of polyamide acids | |
DE10004830B4 (en) | High frequency resistant thermosetting coatings and high frequency resistant emf wires made of them |