DE1764563A1

DE1764563A1 - Elektrischer Kondensator

Info

Publication number: DE1764563A1
Application number: DE19681764563
Authority: DE
Inventors: Arthur Katchman
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-06-29
Filing date: 1968-06-27
Publication date: 1971-10-07
Also published as: GB1226412A; JPS4632894B1

Description

Elektrischer Kondensator

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kondensatoren und insbesondere auf Kondensatoren mit einem Dielektrikum aus einem harzartigen Material, das den Kondensatoren insbesondere bei erhöhten Temperaturen verbesserte elektrische Eigenschaften verleiht.

Es ist bekannt, daß für Kondensatoren dielektrische Materialien mit einem niedrigen Verlustfaktor wünschenswert sind, um einen Energieverlust und überhöhte Wärmeerzeugung zu verhindern, die anderenfalls eine unnötige Verkürzung der Lebensdauer des Kondensators verursachen würden. Es sind zwar verschiedene Arten dielektrischer Materialien bekannt, die ausreichende Verlustfaktoren in Kondensatoren aufweisen, wenn sie bei normalen Betriebstemperaturen arbeiten. Diese dielektrischen Materialien behalten aber

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im allgemeinen ihre niedrigen Verlustfaktoren nicht bei, wenn die Kondensatoren bei erhöhten Temperaturen, wie beispielsweise 100 C und darüber betrieben werden. Darüber hinaus besitzen viele bekannte, als dielektrische Materialien in Kondensatoren verwendete synthetische Harze keinen ausreichend hohen Erweichungspunkt, um sie bei erhöhten Temperaturen verwenden zu können, denen elektrische Kondensatoren unter Betriebsbedingungen ausgesetzt werden. Demzufolge wiesen bekannte dielektrische Harzmaterialien im allgemeinen thermisch instabile elektrische Eigenschaften auf, insbesondere hinsichtlich der Kapazität und P des Verlustfaktors. Diese Instabilität kann zu einer vorzeitigen Zerstörung der Kondensatoren führen.

Es ist festgestellt worden, daß ein besonders vorteilhafter Kondensator mit einem niedrigen Verlustfaktor und besonders konstanten elektrischen Eigenschaften, wie beispielsweise der Kapazität, bei erhöhten Temperaturen erhalten werden kann, wenn ein dielektrisches Material verwendet wird, das eine Mischung (polyblend) aus Polystyrol und einem Polyphenylenoxyd enthält. Eine derartige Mischung besitzt zum großen Teil die außergewöhnlich guten elektrischen Eigenschaften des Polyphenylenoxydbestandteiles und die guten mechanischen Eigenschaften, die von ^ dem Polystyrolbestandteil herrühren. Es ist ferner gefunden worden, daß die angestrebten elektrischen Eigenschaften der Mischung gegenüber denjenigen sogar noch verbessert sind, die man auch aufgrund des vorhandenen Mengenanteils von Polyphenylenoxyd und seinen elektrischen Eigenschaften im voraus hätte best irr.rßen können.

Die erhaltenen Ergebnisse sind besonders überraschend hinsichtlich der Tatsache, daß jeder Bestandteil allein genommen wesentliche Nachteile aufweist, die eine Verwendung als dielektrisches Material weniger wünschenswert machen. Dünne Dielektrikums cnichten aus Polyphenylenoxyd sind außerordentlich spröde, 3chv i^rig zu verarbeiten und recht kostspielig. Eine stärkere Beschränkung in der Verwendung von Polystyrol liegt darin, daß es in

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einen Temperaturbereich zwischen. 70 ⁰C und 80 ⁰C weich wird und su schmelzen beginnt.

lir. weitesten Sinne bezieht sich diese Erfindung auf einen elektrischen Kondensator mit zwei Elektroden, die durch ein dielektrisches Material voneinander getrennt sind, das eine Mischung von Polyphenylenoxyd, wie z. 3. Poly- (2 , 6-dimethylphenyier.-i _s 4}-oxyd und Polystyrol enthält. In einer;bevorzugten Ausführurnsforiii enthält das dielektrische Material wenigstens etwa 5C Gewichtsprozente Polyphenylenoxyd. Eine besonders geeignete dielektrische Masse setzt sich aus etwa 50 Gewichtsprozenten A Polystyrol und etwa 50 Gewichtsprozenten Polyphenylenoxyä zusammen. :

Die Erfindung soll nun anhand der folgenden Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen noch näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen elektrischen Kondensator mit einem verbesserten dielektrischen Material gemäß dieser Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines elektrischen Kondensators mit dem verbesserten dielektrischen Material/

Fig. 3 zeigt noch eine weitere Form eines elektrischen Kondensators, der das verbesserte dielektrische Material enthalten kann. \

Figuren k und 5 zeigen graphisch eine überlegene elektrische Eigenschaft eines Kondensators mit erfindungsgeinäßem Aufbau.

Es seien nun die Zeichnungen und zunächst insbesondere Fig. 1 näher erläutert. Hier ist ein Wickelkondensator mit einem Paar aufgewickelter Elektrodenfolien 1 und 2 gezeigt, die aus einem geeigneten Metall wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Tantal bestehen, und die durch getrennte Lagen 3 und k aus einem dielektrischen Material gegeneinander isoliert sind. Die stoffliche Zusammensetzung dieses Dielektrikums wird im folgenden besehrieben. Die hier beschriebene besondere Mischung des

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dielektrischen Materials kann fest gewickelt werden, ohne daß Bruch durch Versprödung oder eine andere Verschlechterung der Unversehrtheit der dünnen Schicht auftritt. Die Elektrodenfolien 1 und 2 sind elektrisch mit Kondensatoranschlüssen 5 und 6 aus einem elektrisch leitenden Material verbunden, die an den entsprochenden Elektrodenfolien angebracht sind und aus den gegenüberliegenden Enden des Wickelpakets des Kondensators herausragen.

In einer anderen Ausführungsform eines Kondensators₃ die in Pi?:· 2 dargestellt ist, weist der Wickelkondensator ein Paar aufgewickelter dielektrischer Schichten 7 und 8 auf, die den dielektrischen Schichten 3 und 4 nach Fig. 1 ähnlich sind, die aber auf diesen dünnen Schichten metallisierte Beschichtungen 9 bzw. 10 aufweisen, die als Kondensatorelektroden dienen. Diese metallisierten Elektrodenbesohichtungen können aus Aluminium oder irgendeinen· anderen geeigneten leitenden Material, wie beispielsweise Zinn, Silber, Kupfer, Blei, Zink oder einem nichtmetallischen leitenden Feststoff, wie Kohlenstoff, bestehen. Diese Stoffe können durch Metallisierung oder andere geeignete Metallauftragungsverfahren aufgebracht werden. Eine zufriedenstellende Metallbeschichtung kann dadurch hergestellt vier den, daß das gewünschte Metall beispielsweise in Vakuum aufgedampft wird, oder es wird zerstäubt, geträufelt, aufgeklopft, chemisch abgeschieden oder auf eine ähnliche Weise aufgebracht. Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, sind die Ränder auf den gegenüberliegenden Kanten und die Enden der dielektrischen Schichten 7, 8 nicht mit Metall beschichtet, um die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden entgegengesetzter Polarität zu vermeiden. Die Anschlußklemmen 11 und 12 sind durch eine metallische Verbindung 13 elektrisch mit den metallisierten Deschichtungsrändern verbunden, die an den gegenüberliegenden Kanten des Wickels frei liegen. Diese metallische Verbindung ist durch Ultraschallauftragung (chooping), Löten oder irgendein anderes bekanntes Verfahren hergestellt.

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In Pig. 3 ist eine Kondensatoranordnung dargestellt j in der sich ein Kondensatorwickelpaket 14, wie etwa das VJi ckelpaket nach Fig. 1 oder Fig. 2, in einem Topf 15 befindet, der normalerweise aus Metall besteht und der eine dielektrische Flüssigkeit enthält, die mit der synthetischen Harzmischung der dielektrischen Zusammensetzung nach dieser Erfindung verträglich ist. Geeignete dielektrische Flüssigkeiten umfassen unter anderem Trichlordiphenyl, Siliconöl, Esterflüssigkeiten oder Baumwollsamenöl. innerhalb des Kondensatorpaketes sind Verbindungsleitungen 17 und 18 mit Elektroden verschiedener Polarität verbunden und außerdem entsprechend an Außenklemmen 19 und 20 angeschlossen, welche m auf geeignete Weise auf dem Deckel des Topfes befestigt sind.

In den Figuren 1 und 2 ist zwar als Dielektrikum die Schicht aus synthetischem Harz als das einzige dielektrische Material dargestellt, die Folie aus synthetischem Harz kann aber auch in Verbindung mit anderen Materialien wie Kraftpapier und anderen Arten dielektrischer Folien verwendet werden, um einen komplexen dielektrischen Zwischenraum zu erzeugen. Dies gilt insbesondere, aber nicht ausschließlich, wenn der zusätzliche Stoff im Zwischenraum porös ist und zu dem Zweck verwendet wird, eine verbesserte · Verteilung der imprägnierenden Flüssigkeiten in Kondensatoren zu ermöglichen. Die Mischung des dielektrischen Materials kann zusammen mit anderen Materialien wie Glimmerblättchen oder mit \ Füllstoffen, wie feinverteiltem Aluminiumoxyd oder Siliziumdioxydmehl verwendet werden. Falls es gewünscht ist, kann das dielektrische Abstandmaterial zwischen den Kondensatorelektroden in der Form von Papier oder anderen porösen Isolierlagen, wie beispielsweise Glaswolle, Asbest oder Textilgewebe vorliegen, dammit der beschriebenen dielektrischen Harzzusammensetzung imprägniert und/oder überzogen ist. Die Kondensatoren mit der beschriebenen Kunstharzzusammensetzung können in trockener Aue·" führungsform verwendet werden oder mit flüssigen Dielektri-ka getränkt sein _s wie es in Fig» 3 dargestellt ist, Sie können 2D brauch mit härtbaren Dielektrikumsflüssigkeiten bekannter oöar

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zweckmäßiger Art imprägniert werden, die dann ausgehärtet werden, um eine endgültige Kondensatoreinheit mit zusammengesetztem, festem Dielektrikum zu erzeugen, wie es beispielsweise in dem US-Patent 2 864 982 beschrieben worden ist.

Die beschriebenen Dielektrikumsfolien können leitende Schichten besitzen, die durch bekannte Metallisierungsverfahren auf die Dielektrikumsfolien aufgebracht werden, um auf ihren Oberflächen Elektroden zu erzeugen. Dieses kann entweder in Form selbsttragender Schichten geschehen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, oder in Form von Beschichtungen auf eine metallische Unterlage.

Das dielektrische Abstandmaterial, das die Kondensatorelektroden voneinander trennt, ist aus einer Mischung (polyblend) eines Polyphenylenoxydmaterials und eines Polystyrolmaterials zusammengesetzt. Der Anteil von jedem Bestandteil der Mischung hängt von den gewünschten Ergebnissen ab. Denn die Polyphenylenoxydmenge, die mit Polystyrol vermischt werden kann, ist praktisch über den gesamten Mischungsbereich variabel, da die beiden Polymere in ihrem ganzen Konzentrationsbereich miteinander verträglich sind.

Das in dieser Erfindung verwendete Polyphenylenoxyd besitzt eine wiederkehrende Struktureinheit· der Formel

Q^{1 1}Q

t I

Q¹

in der das Sauerstoffatom der einen Einheit mit dem Benzoik^n der benachbarten Einheit verbunden ist, "n" ist eine positiv?» ganze Zahl und beträgt wenigstens 100, Q ist ein monovalenter Substituents, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasser-

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stoffj Kohlenwasserstoffradikalen ohne tertiärescC-Kohlenstoffatom, Halogenkohlenwasserstoffradikalen, die wenigstens 2 Kohlenstoffatom zwischen dem Halogenatom und dem Phenolkern besitzen und die frei von einem tertiärend-Kohlenstoffatom sind, Hydrocarbonoxyradikalen, die frei von einem tertiären (^.-Kohlenstoffatom sind und Kalogenhydrocarbonoxyradikalen mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen zwischen dem Halogenatom und dem Phenolkern, die frei von einem tertiärenck-Kohlenstoffatom sind, besteht. Schließlich sind Q' und Q*' beides monovalente Substituenten, die gleich Q sind und zusätzliche Halogene darstellen
können.

Die bei der Durchführung dieser Erfindung benutzten Polyphenylen oxyde und die Verfahren zu ihrer Herstellung sind in den US-Patenten 3 306 8?*} und 3 306 875 und der deutschen Patentanmeldung Mr.G509M vom 2*1. August 1967 näher beschrieben.

Für die Zwecke dieser'Erfindung werden Polyphenylenoxydprodukte mit höherem Molekulargewicht bevorzugt, deren Molekulargewicht mindestens etwa 10 000 beträgt. Das Maximum des :tolekulargewiehtes ist lediglich insofern begrenzt als die Polymerstoffe
zu den gewünschten Zwecken verarbeitbar und verformbar sein
müssen.

Das Polystyrolmaterial mit dem das Polyphenylenoxyd gemischt
wird, ist vorzugsweise polymerisiertes unsubstituiertes Styrol. Es können jedoch auc.-h polymerisierte substituierte Styrolmonomere mit Substituentgruppen gemäß der folgenden Formel

CH=CH₀

^zp

enthalten. In dieser Formel ist Z ein Bestandteil, der aus der aus Wasserstoff, Halogen, Alkyl- und Alkoxyradikalen gebildeten Gruppe ausgewählt ist und ist eine ganze Zahl zwischen Ό und 3.

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Der Begriff Polystyrol ist so wie er hierin verwendet worden ist, in dem Sinne auszulegen, daß er nicht nur polymerisiertes unsubstituiertes Styrol einschließt, sondern auch polymerisierte substituierte Styrolmonomere, wie z. B. diejenigen, auf die oben bei der Definition der Z-Bestandteile des Monomeren und der daraus erhaltenen Copolymeren hingewiesen worden ist.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform, bei der in der Mischung polymerisiertes unsubstituiertes Styrol verwendet wird, beabsichtigt diese Erfindung entweder die Verwendung von amorphem Polystyrol oder von kristallinem Polystyrol. Kommerziell erhältliches amorphes Polystyrol kann bei der Herstellung der dielektrischen Schichten nach dieser Erfindung vorteilhaft angewendet werden. Ein Beispiel für ein verwendbares, kommerziell, erhältliches Polystyrol ist das von Dow Corning Company erhältliche Polystyrol_a das die Bezeichnung pow Polystyrene 595 ^67 trägt. Kristallines Polystyrol kann unter Anwendung stereospezifischer Katalyse hergestellt werden.

Die Polymermischungen der vorliegenden Erfindung und die Verfahren zu ihrer Herstellung sind näher in dem US-Patent 3 383 beschrieben.

Die Polyphenylenoxyd-Polystyrolmischungen, die als dielektrischos Material gemäß dieser Erfindung verwendet werden, können gespritzt, gewalzt, gepreßt oder aus einer Lösung gegossen werden, um dünne Folien zu bilden. Sie können weiterhin aus einer Lösung oder Suspension als dielektrische Überzüge auf die Oberflächen von Elektrodenfolien oder durch bekannte Wirbelbettüberzugsverfahren aufgetragen werden. Dementsprechend können mit Kunstharz überzogene Elektrodenfolien hergestellt werden, in denen der dielektrische Kunstharzüberzug auf die Oberflächen jeder Folie aufgetragen wird, wobei die Metallränder auf gegenüberliegenden Seiten des Wickelpaketes freiliegen, wie es beispielsweise in dem US-Patent 2 995 f>88 gezeigt ist.

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Um die mechanischen Eigenschaften der harzartigen Folien zu erhöhen, ist es üblich, diesen Schichten durch Recken in eine gewisse Form eine geordnete Struktur zu verleihen. Vorzugsweise wird diese Reckung in zueinander senkrecht stehenden Richtungen vorgenommen, d. h. sowohl in Längs- als auch in Querrichtung zur Folienlänge, um so der Folie eine biaxiale Orientierung zu geben.

Es wurden nach verschiedenen Verfahren erfindungsgemäße Folienproben hergestellt, die sowohl amorphe Polystyrol-Polyphenylenoxydmischungen als auch kristalline Polystyrol-Polyphenylenoxy dmischungen enthielten. Diese hergestellten Folien wurden metallisiert, um ihre elektrischen Eigenschaften messen zu können.

Es wurden beispielsweise dielektrische Schichten hergestellt, indem eine Mischung von Polystyrol und Polyphenylenoxyd in gewünschten Mengenverhältnissen in eine Carver-Presse gebracht wurde und zwischen Aluminiumfolien auf eine Temperatur zwischen etwa 150 ⁰C und 285 °C erhitzt sowie bei einem Druck von etwa 14 kg/cm² bis 140 kg/cm² (2.000 psi bis 20.000 psi) gepreßt wurde.

Weiterhin wurden Schichten durch Strangpressen von Pellets und durch Vergießen in einem Lösungsmittel hergestellt. Diese im Lösungsmittel vergossenen Schichten wurden durch Lösung von Polystyrol und Polyphenylenoxyd in Chloroform (USP grade) erzeugt. Die Lösung wurde durch ein 1.2 millipore-Filter filtriert und in einem sauberen Kasten auf eine Glasplatte gegossen, wobei ein motorgetriebenes Gardner-Knife verwendet wurde. Die Lösung wurde 16 - 2h Stunden lang verdunsten gelassen, die Folie dann von der Platte abgezogen und 2k Stunden lang bei 50 C im Vakuunt getrocknet.

Unabhängig von dem bei ihrer Herstellung verwendeten Verfahren wurden die -dielektrischen Folienproben der Mischung dann auf

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einem Kreis von 2,5 cm bis 7,5 cm (1 - 3 inch) Durchmesser durch Dampfabscheidung mit Gold metallisiert. Die Proben wurden in eine Prüfzelle gebracht und auf etwa 65°C bis 140 ⁰C in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Probe bei einem Druck von 40 bis 100 Mikron etwa 16 Stunden lang erhitzt. Sie konnten sich dann bei dieser Temperatur 30 Minuten lang in einer trockenen Stickstoffatmosphäre stabilisieren. Während sie in dieser trockenen Stickstoffatmosphäre verblieben, wurde die Erwärmung der Proben beendet und sie wurden langsam auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.

Fig. 4 zeigt graphisch die verbesserte Kapazitätskonstanz der Kondensatoren mit der hierin beschriebenen Mischung. Kurve A stellt die Konstanz einer dielektrischen Folie aus Polyphenylenoxyd dar. Wie in der US-Patentschrift 3 292 06l beschrieben worden ist, ist Polyphenylenoxyd über einen weiten Temperaturbereich und insbesondere bei erhöhten Temperaturen ein äußerst konstantes Polymermaterial. Kurve B gilt für kristallines Polystyrol. Seine Kapazität ist bei Temperaturen bis zu etwa 100 ⁰C relativ konstant. Bis 180 ⁰C weist das kristalline Polystyrol einen negativen Temperaturkoeffizieten für die Kapazität auf. Oberhalb 180 ⁰C bewirkt die Viskosität, daß das Material einen positiven Koeffizienten annimmt, da in diesem Bereich die kristalline Schmelztemperatur liegt. Kurve C gibt die Abhängig-' keit für eine Mischung (polyblend) von 50 % Polyphenylenoxyd und 50 % kristallinem Polystyrol gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform an. Wie aus der graphischen '. Darstellung zu ersehen ist, nähert sich die Konstanz der Mischung derjenigen des Polyphenylenoxydes. Dieses Ergebnis ist überraschend, da man sicherlich annehmen mußte, daß der Anteil von 50 % Polystyrol einen entsprechenden Einfluß auf die Konstanz der Mischung haben würde.

Fig. 5 ist ähnlich wie Fig. 4, außer daß sie graphisch die unerwartete thermische Konstanz der Kapazität einer Mischung zeigt,

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die amorphes Polystyrol und Polyphenylenoxyd enthält. Kurve A stellt den Verlauf für Polyphenylenoxyd und Kurve D für amorphes Polystyrol dar. Der steile Anstieg der Kapazität, der, wie aus den Zeichnungen zu ersehen ist, bei etwa .110 C auftritt, ist darauf zurückzuführen, daß die Folie schmilzt und sieh zwischen den Elektroden herausquetscht und dadurch die Dicke vermindert. Kurve E stellt den Verlauf für eine Mischung von 70 % Polyphenylenoxyd und 30 % amorphem Polystyrol gemäß dieser Erfindung dar. Es ist wiederum erwähnenswert, daß die Konstanz der Mischung praktisch die gleiche ist wie die des Polyphenylenoxyds. Der M Einfluß der Temperatur des relativ unkonstanten Polystyrols, von dem man erwarten würde, daß es diejKonstanz der Mischung beeinflußt, ist nicht zu erkennen.

Die elektrischen Kondensatoren nach dieser Erfindung weisen nicht nur eine unerwartet thermische Kapazitätskonstanz auf, sondern sie zeigen auch bei Temperaturänderungen einen gleichmäßig niedrigen und konstanten Verlustfaktor. Insbesondere konnte durch die Verwendung dieser Mischung der Bereich, in dem der Verlustfaktor klein ist, auf jede Temperatur bis zu etwa 200 C ausgedehnt werden, was von der gewählten Mischungszusammensetzung abhängt. Bisher bedeutete die Verschlechterurig der guten elektrischen Eigenschaften mit steigenden Temperaturen ein Pro- ' blem bei der Auswahl der dielektrischen Materialien. Infolge der geringen Erweichungstemperatur wird Polystyrol für Kondensatoren, deren detriebstemperaturen oberhalb etwa 80 C liegen ungeeignet, und es ist oberhalb 60 °C nur begrenzt brauchbar. Auf der anderen Seite sind dielektrische Materialien aus Polyphenylenoxyd aufgrund ihrer schlechten Verarbeitbarkeit, spröden F.irerischaften und Kosten kommerziell uninteressant, obwohl sie bis zu ptwa 200 C einen günstigen Verlustfaktor aufweisen.

Es ist festgestellt worden, daß bei der Auswahl des richtigen Verhältnisses von Polystyrol und Polyphenylenoxyd ein angestrebter Ausgleich zwischen Verarbeitbarkeit, Kosten und elektrischen

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Eigenschaften erzielt werden kann. Beispielsweise behält eine Mischung aus 50 % amorphem Polystyrol und 50 % Polyphenylenoxyd bis zu etwa 120 ⁰C einen niedrigen und konstanten Verlustfaktor bei. Eine ähnliche Mischung mit 70 % Polyphenylenoxyd ist bis zu etwa 170 ⁰C verwendbar. Falls nur eine geringfügige Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Verringerung der Kosten angestrebt wird, das Dielektrikum aber andererseits hervorragende Eigenschaften bei hoher Temperatur aufweist und über einen weiten Temperaturbereich betriebsfähig sein soll, so hat man festgestellt, daß der Zusatz geringer Mengen von amorphem Polystyrol beispielsweise von 5 bis 10 % einen Stoff liefert, der bis zu einer Temperatur von 180 C- 190 C brauchbar ist. In ähnlicher Weise können geringe Zusätze von Polyphenylenoxyd zu Polystyrol geeignet sein, wenn nur leicht verbesserte Eigenschaften bei hoher Temperatur angestrebt werden.

Versuche mit Probekörpern, die aus kristallinen Polystyrol-Polyphenylenoxyd-Mischungen bestehen, haben gezeigt, daß die Mischungen (polyblends) in einigen Fällen sogar einen günstigeren Verlustfaktor aufweisen als ein Dielektrikum aus Polyphenylenoxyd allein. In den Kennlinien für den Verlustfaktor von Mischungen mit kristallinem Polystyrol sind bei 125 °C Spitzen beobachtet worden. Diese Erscheinung tritt aufgrund einer in diesem Temperaturbereich auftretenden zweiten Ordnungsumwandlung auf. Bei den meisten Anwendungen mit Wechselspannung bzw. Wechselstrom kann die leichte Erhöhung des Verlustfaktors bei diesen Spitzen vernachlässigt werden, und der Stoff kann über einen sehr weiten Temperaturbereich als brauchbar betrachtet werden. Obwohl beispielsweise eine Mischung aus 50 % kristallinem Polystyrol und 50 % Polyphenylenoxyd bei etwa 125 °C im Verlustfaktor einen Spitzenwert von etwa 0,2 zeigt, geht der Wert des Verlustfaktors schnell auf etwa 0,1 zurück und bleibt konstant auf diesem Wert bis etwa I90 °C. Oberhalb 140 °C ist der Verlustfaktor einer Mischung aus jeweils 50 % Polystyrol und 50 % Polyphenylen niedriger als der Verlustfaktor von Polyphenylenoxyd allein.

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Deshalb weist eine derartige Mischung sowohl die vorteilhaften elektrischen Eigenschaften von Polyphenylenoxd-Dielektrika und die gute Verarbeitbarkeit eines Dielektrikums aus Polystyrol auf. Auch andere Mischungen aus kristallinem Polystyrol und Polyphenylenoxyd weisen unerwartet gute elektrische Eigenschaften auf, insbesondere wenn die Mischung mindestens 50 % Polyphenylenoxyd enthält.

Der Verlustfaktor von elektrischen Kondensatoren, die als Dielektrikum eine Polymer-Mischung nach dieser Erfindung enthalten, ist über einen weiten Frequenzbereich bemerkenswert konstant. Diese Eigenschaft erhöht den Wert dieser Kondensatoren für Anwendungen in elektrischen und anderen Schaltkreisen, die bei stark unterschiedlichen Frequenzen arbeiten. Es ist von Bedeutung, daß die bemerkenswerte Konstanz und der gleichmäßig niedrige Verlustfaktor bei Dielektrikumsmischungen beobachtet worden sind, die entweder amorphes oder kristallines Polystyrol enthalten. Es ist weiterhin gefunden worden, daß die Konstanz des Verlustfaktors über einen weiten Frequenzbereich von der Zusammensetzung der Dielektrikumsmischung praktisch nicht beeinflußt wird. ■-..■;...

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Claims

Ansprüche

1. Kondensator mit einem Elektrodenpaar und einem dazwischenliegenden Dielektrikum, dadurch gekennzeichnet , daß das Dielektrikum eine Mischung (polyblend) aus Polyphenylenoxyd und Polystyrol enthält.

2. Kondensator nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil des Polyphenylenoxyds mindestens 50 % der Mischung umfaßt.

3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil des Polystyrols mindestens 50 % der Mischung umfaßt.

4. Kondensator nach den Ansprüchen 1 - 3 > dadurch gekennzeichnet, daß der Polystyrolanteil amorphes Polystyrol enthält.

5. Kondensator nach den Ansprüchen 1 - 3 » dadurch gekennzeichnet , daß der Polystyrolanteil kristallines Polystyrol enthält.

6. Kondensator nach den Ansprüchen 1 - 5 s dadurch gekennzeichnet , daß das Polyphenylenoxyd Poly-(2,6-dimethylphenylen-1., ¹J)oxyd ist.

7. Kondensator nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischung 50 Gewichtsprozent Polystyrol und 50 Gewichtsproznet Polyphenylenoxyd enthält.

8. Kondensator nach den Ansprüchen 1-7» dadurch gek ennzeichnet, daß das Dielektrikum aus einer biaxial orientierten Folie der Polymermischung besteht.

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9· Kondensator nach den Ansprüchen 1 - 8 , dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatorpaket ein fest gewundener Wickel aus abwechselnd aufeinanderfolgenden Schichten aus dielektrischem Material und Elektrodenfolien ist. : ■ ■

10. Kondensator nach den Ansprüchen 1 - 9 , d a d u r c h gekennzeichnet , daß das Dielektrikum mit einer dielektrischen Flüssigkeit imprägniert ist.

11.Kondensatora dadurch gekennzeichnet, "

daß er die in der vorstehenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen im einzelnen erläuterte Zusammensetzung aufweist.

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