DE1646124B2

DE1646124B2 - Beschichtungslösung aus aromatischen Polytrimellithamidsäuren und ihre Verwendung zur Herstellung von Beschichtungen

Info

Publication number: DE1646124B2
Application number: DE1646124A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Arthur Chesterton Bolton; James Regis Gary Stephens
Original assignee: BP Corp North America Inc
Current assignee: BP Corp North America Inc
Priority date: 1963-01-21
Filing date: 1965-10-01
Publication date: 1974-03-14
Also published as: DE1646124C3; DE1520968A1; DE1520968B2; DE1520968C3; DE1646124A1

Description

O O

(A)

(B)

worin R den zweiwertigen Rest eines aromatischen Diamins H₂N—R — NH₂ bedeutet, aufgebaut und in organischen polaren Lösungsmitteln leicht löslich sind, Trimellithsäuregruppen und aromatische Diamingruppen in praktisch äquimolarern Verhältnis enthalten und eine optische Dichte bei 6,02 μ (Amidcarbonyl) von etwa dem 10- bis 11 fachen derjenigen bei 5,61 μ (Imidcarbonyl) sowie inhärente Viskositäten (nach der Definition von W.R. Sorenson und T. W. Campbell, »Preparative Methods of Polymer Chemistry, 1961, S. 34) von 0,2 bis 0,6 haben, und einem unter etwa 220° C siedenden organischen polaren Lösungsmittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lösung, an einem stickstoffhaltigen, organischen, polaren, zwischen etwa 220 und 320° C siedenden Hilfslösungsmittel.

2. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Hilfslösungsmittel in einer Menge von etwa 15 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lösung, enthält.

3. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Hilfslösungsmittel Acetamid, Acetanilid oder Chinolin enthält.

4. Lösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Lösungsmittel N,N-Dimethylacetamid oder N-Methy!pyrrolidon enthält.

5. Verwendung der Beschichtungslösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Beschichtungen durch Ausbilden eines flüssigen Films auf einer Oberfläche und Einbrennen dieses Films bei Temperaturen von etwa 400⁰C.

oder

—NH-C

Il

—NH- C

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungslösung aus aromatischen Polytrimellithamidsäuren, die im wezo worin R den zweiwertigen Rest eines aromatischen Diamins H₂N-R-NH₂ bedeutet, aufgebaut und in organischen polaren Lösungsmitteln leicht löslich sind, Trimellithsäuregruppen und aromatische Diamingruppen in praktisch äquimolarem Verhältnis

enthalten und eine optische Dichte bei 6,02 μ (Amidcarbonyl) von etwa dem 10- bis 11 fachen derjenigen bei 5,61 μ (Imidcarbonyl) sowie inhärente Viskositäten (nach der Definition von W. R. Sorenson und T. W. C a m ρ b e 11, »Preparative Methods of Polymer

Chemistry«, 1961, S. 34) von 0,2 bis 0,6 haben, und einem unter etwa 220⁰C siedenden organischen polaren Lösungsmittel und ihre Verwendung zur Herstellung von Beschichtungen.
Aus der USA.-Patentschrift 2421024 sind bereits mit Diaminen polykondensierte Tricarbonsäuren mit aliphatischen! Charakter bekannt. Diese Tricarbonsäuren werden jedoch bei erhöhter Temperatur bei der Umsetzung mit Aminen leicht zersetzt und eignen sich auf Grund ihres aliphatischen Charakters nicht zur Bildung thermisch stabiler Polyamid-Imide.

In der britischen Patentschrift 570 858 wird die Herstellung von Polymeren aus einem diprimären Diamin und einer Polycarbonsäure, beispielsweise Trimellithsäure, beschrieben, die sich unter anderem für Beschichtungs- und Imprägnierzubereitungen verwenden lassen. Hiernach kann man jedoch ebenfalls keine erfindungsgemäß brauchbaren Produkte erhalten, wobei insbesondere auch nur aliphatische und keine aromatischen Diamine verwendet werden.

In der älteren deutschen Offenlegungsschrift 1 494 526 wird ein Elektroisolierdrahtlack auf der Basis eines in Kresol gelösten Kondensationsproduktes aus einem oder mehreren Trimellithsäureestern und mehrkörnigen aromatischen Diaminen beschrieben. In der älteren deutschen Auslegeschrift 1 255 220 werden wärmehärtende Überzugslösungen beschrieben, die als Überzugsmasse aus Pyromellithsäure hergestellte Polyamidsäuren enthalten. Beiden Offenlegungsschriften kann nicht entnommen werden, daß sich damit blasenfreie Beschichtungen herstellen lassen, was sich zwangläufig auch aus der Tatsache ergibt, daß hierbei kein Gebrauch gemacht wird von den erfindungsgemäß zur Lösung dieses Problems verwendeten Mitteln.

In der deutschen Offenlegungsschrift 1520 968 werden schließlich Beschichtungslösungen aus aromatischen Polytrimellithamidsäuren beschrieben. Mit ihnen lassen sich Isolier- und Schutzschichten erzeu-

gen, die ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften aufweisen und geringen Gewichtsverlust erleiden, wenn sie Wanne ausgesetzt werden. Beschichtungslösungen werden üblicherweise auf die zu beschichtenden Oberflächen, z. B. Draht, aufgebracht und bei 5 Temperaturen von etwa 400⁰C eingebrannt, wodurch das lösliche Polymere in seine unlösliche Form übergeht Als Lösungsmittel dienen organische polare Lösungsmittel, wie Ν,Ν-Dimethylacetamid und N-Methylpyrrolidon und ihre Gemische mit billigeren Verdünnungsmitteln, wie Xylol. Mit diesen Lösungen können zwar Beschichtungen mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften erzeugt werden, doch kann man damit häufig nur schwierig eine feste, glatte, zusammenhängende und blasenfreie Beschichtung herstellen, was die schützenden Eigenschaften der Beschichtung beträchtlich vermindert. Das Problem der Blasenbildung wurde bereits durch Verändern der Viskosität der Lösung und durch Verwendung verschiedener Gemische unterschiedlicher Lösungsmittel za beheben versucht, doch sind diese Versuche praktisch ohne Erfolg gebheben.

Ziel der Erfindung ist daher die Herstellung von Beschichtungslösungen aus aromatischen Po!ytii mellithamidsäuren, die beim Einbrennen auf einer Oberfläche die gewünschten blasenfreien Beschichtungen ergeben.

Es wurde gefunden, daß dieses Ziel erreicht werden kann durch einen Gehalt von etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lösung, an einem stickstoffhaltigen, organischen, polaren, zwischen etwa 220 und 32O°C siedenden Hilfslösungsmittel.

Das Hilfsmittel ist vorzugsweise in einer Menge von etwa 15 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lösung, enthalten. Zu geeigneten Hilfsmitteln gehören hochsiedende Amide, wie Acetamid, Acetanilid, Acetotoluidide und Acetanisidide, und Heterocyclen, wie Chinolin und Isochinolin. Ferner gehören hierzu auch substituierte Derivate, wie N-Methylacetamid und N-Benzylacetamid. Vorzugsweise verwendet man Acetamid, Acetanilid oder Chinolin.

Die erfindungsgemäße Beschichtungslösung wird insbesondere zur Herstellung von Beschichtungen durch Ausbilden eines flüssigen Films auf einer Oberfläche und Einbrennen dieses Films bei Temperaturen von etwa 400° C verwendet.

Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Beschichtungslösung gebildete feste Beschichtung ist glatt und zusammenhängend und weist keine Blasen auf. Dieses Ergebnis ist insofern überraschend, als gerade die bevorzugten Hilfslösungsmittel nicht zu den geeigneten Lösungsmitteln für die Polytrimellithamidsäuren gehören, wenn sie allein verwendet werden.

Geeignete Polytrimcllithamidsäuren und unter etwa 200° C siedende organische polare Lösungsmittel. sind in der erwähnten deutschen Offenlegungsschrift 1 520968 beschrieben, die durch diese Bezugnahme einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung bildet.

Polytrimellithamidsäuren von besonderer Bedeutung sind wegen der Einfachheit ihrer Herstellung und ihren besonders guten Eigenschaften diejenigen, die man aus p,p'-Methylenbis(anilin) und ρ,ρ'-Oxybis-(anilin) erhält. Vorteilhafte Lösungsmittel sind Ν,Ν-Dimethylacetamid und N-Methylpyrrolidon oder deren Gemische, üblicherweise enthält die Lösung etwa 20 bis 35 Gewichtsprozent der PolytrimeUithamidsäuren.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Vergleichsbeispiel 1

3,16 kg einer aus p,p'-Methylenbis(ani]in) hergestellten Polytrimellithamidsäure werden in 5,9 kg eines Lösungsmittelgemisches aus 25 Gewichtsprozent Dimethylacetamid und 75 Gewichtsprozent N-Methylpyrrolidon gelöst. Die erhaltene Lösung hat eine Viskosität von etwa 40 Poise. Mit dieser Lösung wird ein 0,457 mm starker Kupferdraht in einem etwa 3,65 m langen horizontalen Einbrennofen beschichtet, durch den man den Draht mit einer Geschwindigkeit von 5,18 m/Min, führt. Es werden 6 Schichten aufgebracht, und der erhaltene Film hat eine Stärke von 0,03 mm. Die Ofentemperatur beträgt etwa 38O°C. Der beschichtete Draht weist feine Blasen auf und hat eine rauhe Oberfläche.

Vergleichsbeispiel 2

Durch Zugabe von 300 g N-Methylpyrrolidon zu 2000 g der im Beispiel 1 beschriebenen Beschichtungslösung wird eine Lösung mit einer Viskosität von etwa 10 Poise hergestellt. Mit dieser Lösung beschichtet man einen 0,457 mm starken Kupferdraht unter den im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Bedingungen. Der erhaltene Überzug weist ebenfalls feine Blasen auf und ist rauh.

Beispiel 3

Zu 2000 g der im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Beschichtungslösung werden 300 g Acetamid gegeben. Die gebildete Lösung hat eine Viskosität von etwa 23 Poise. Sie wird zur Beschichtung von 0,457 mm starkem Kupferdraht unter den im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Bedingungen verwendet. Der dadurch erhaltene überzug ist überraschenderweise glatt und im Gegensatz zu den nach den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen überzügen blasenfrei.

Beispiel 4

Zu 2000 g der im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Lösung werden 300 g Acetanilid gegeben. Mit der so erhaltenen Lösung wird ein 0,457 mm starker Kupferdraht unter den im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Einbrennbedingungen überzogen. Der gebildete überzug ist glatt und weist keine Blasen auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Beschichtungslösung aus aromatischen PoIy- ; trimellithamidsäuren, die im wesentlichen aus wiederkehrenden Einheiten der Formel

'Z
sentlichen aus wiederkehrenden Einheiten der Formel