DE1765565B1

DE1765565B1 - Elektrisch isolierendes band

Info

Publication number: DE1765565B1
Application number: DE19681765565
Authority: DE
Inventors: Groff Gaylord Lorne
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1967-06-12
Filing date: 1968-06-11
Publication date: 1972-01-13
Also published as: FR1571607A; JPS546720B1; CH540551A; US3539438A; GB1237242A

Description

3 4

mechanische Eigenschaften besitzt. Das erfindungs- fahren ist das Dampfdruck-Osmometer-Verfahren, das gemäße Band ist z. B. so biegsam, daß ein Stück mit in dem Aufsatz »The Determination of Molecular einer Länge von 1,5 mm am Ende des Bandes um Weight Using Thermistors« von J. J. Neumeyer sich selbst gefaltet und das Band dann in dichten in Analytica Chemica Acta, Vol. 20, Nr. 6, Juni 1959, Windungen um den gefalteten Teil gewickelt werden 5 beschrieben ist.) Eine schnelle Imprägnierung ist erkann, ohne daß das Band in irgendeiner Weise bricht wünscht, da sie eine rasche Verarbeitung und niedrigere oder beschädigt wird. Das neuartige Band läßt sich be- Produktionskosten ermöglicht. Durch Verlängerung quem um alle Arten von Spulen unter Erzielung einer des Zeitraumes, während dessen das Glimmerpapier sich anschmiegenden, anpassungsfähigen elektrisch iso- in dem Imprägnierbad verbleibt, können Bänder mit lierenden Abdeckung wickeln. io brauchbarer Biegsamkeit erhalten werden, wenn das Die Acrylsäureester leiten sich von einer Vielzahl Copolymerisat ein Molekulargewicht bis zu etwa verschiedener nichttertiärer Alkohole ab. Die beste 20 000 besitzt. Die Copolymerisate mit dem höheren Biegsamkeit mit der Harzmasse wird erzielt, wenn Molekulargewicht haben den Vorteil, daß sie den dieser Alkohol mehr als 4 Kohlenstoff atome enthält; Bändern eine sehr gute Biegsamkeit verleihen,
jedoch ergeben auch Acrylate, welche aus Alkoholen 15 Die erfindungsgemäß eingesetzten Copolymerisate mit 4 oder weniger Kohlenstoffatomen gebildet wur- besitzen recht niedrige Molekulargewichte im Vergleich den, brauchbare Eigenschaften. Beispiele für be- zu den typischen Acrylatpolymerisaten des Standes sonders geeignete Acrylate sind Isooctyl-, 2-Äthyl- der Technik. Diese niedrigen Molekulargewichte hexyl- und Fuselölacrylat. Auch Acrylate aus Alkoho- werden erhalten, indem man das Polymerisationsverlen mit mehr Kohlenstoffatomen als oben können ver- ao fahren sorgfältig regelt. Die Verwendung relativ großer wendet werden, jedoch sind Acrylate, in denen der Al- Mengen an Katalysatoren, die in bestimmten Abstänkohol mehr als 18 Kohlenstoffatome enthält, unwirt- den während des Polymerisationsverfahrens zugeführt schaftlich. Vorzugsweise werden Acrylate verwendet, werden, sowie auch die Verwendung von Kettenüberwelche einen Alkylalkohol enthalten, jedoch ist die tragungsmitteln regeln das Molekulargewicht auf zuVerwendung eines solchen Acrylates kein wesentlicher 25 friedenstellende Weise. Wo ein niedriger Prozentanteil Faktor. Gemische verschiedener Acrylate können ver- an funktionellen Monomeren verwendet wird, wird das wendet werden, wobei sie entweder als synthetisches Molekulargewicht des Copolymerisates erwünschter-Gemisch oder durch Veresterung eines solchen natür- maßen erhöht, um gute Härtungseigenschaften zu gelich vorkommenden Alkoholgemisches, wie z. B. währleisten. Ein typischer brauchbarer Katalysator Fuselöl, mit Acrylsäure hergestellt werden. Kleinere 30 ist Azobisisobutyronitril, während Mercaptane, wie Mengen an Methacrylsäureestern können in der er- z. B. tertiäres Didecylmercaptan, brauchbare KettenfindungsgemäßenHarzmasseimGemischmitdenAcrylübertragungsmittel darstellen.

säureestern ebenfalls enthalten sein, jedoch führen diese Das für die Harzmassen ausgewählte Härtungsmittel Ester zu etwas steiferen Bändern. variiert in Abhängigkeit von der speziellen reaktiven In das Copolymerisat werden reaktive Gruppen mit 35 Gruppe des funktionellen Monomeren. Außerdem funktionellen Monomeren eingebracht, die auf Acryl- kann die Menge an Härtungsmittel variiert werden, säure oder Methacrylsäure zurückgehen. Diese Mono- Meistens wird das Härtungsmittel in einer solchen meren weisen die Stuktur der Acryl- oder Methacryl- Menge verwendet, daß theoretisch ein Ausgleich an säure oder den Rest dieser Struktur auf und sind mit reaktiven Gruppen in dem Copolymerisat und Harden oben beschriebenen Acrylsäureestermonomeren 40 tungsmittel geschaffen wird. Cycloaliphatische Epoxycopolymerisierbar. Zusätzlich haben sie eine reaktive harze werden jedoch bei säurefunktione,len Copoly-Gruppe, speziell eine Gruppe, welche aktive Wasser- merisaten in wesentlich größeren als d. esen theorestoffe enthält, oder mit einer aktive Wasserstoffe ent- tischen Mengen verwendet, im allgemeinen wird etwa haltenden Gruppe umsetzungsfähig ist. Die f unktionel- doppelt soviel verwendet. Es wird an genommen, daß len Monomeren werden im allgemeinen aus folgenden 45 die Epoxygruppen dieser Harze, die j m Überschuß Verbindungen ausgewählt !Acrylsäure, Methacrylsäure, gegenüber denjenigen, welche zur Ums etzung mit den Itaconsäure, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Carboxylgruppen des Mischpolymerisates erforderlich Acrylamid, Methacrylamid, Hydroxyäthylacrylat oder sind, vorliegen, sich leicht mit den während der Säure- -methacrylat, und Hydroxypropylacrylat oder -metha- Epoxy-Umsetzung erzeugten Hydroxylgruppen umcrylat. Unter diesen werden die säurefunktionellen 50 setzen. Ein Überschuß an Härtungsmittel kann außer-Monomeren bevorzugt, weil sie sich rasch und voll- dem verwendet werden, um ein steiferes Band zu erständig mit einer Vielzahl von Härtungsmitteln ver- zielen. Ein Mittel, das die Homopolymerisation von netzen. Epoxyharzen katalysiert, kann z. B. im letzteren Falle Um den erforderlichen Härtungsgrad zu erreichen, hinzugefügt werden. Auch geringere Mengen an Härsollte das funktioneile Monomere mehr als etwa 1 Mol- 55 tungsmitteln können verwendet werden; z. B. werden prozent des Copolymerisates, vorzugsweise mehr als cycloaliphatische oder Glycidyl-Epoxyharze in einer etwa 2 Molprozent, ausmachen. Andererseits ist die solchen Menge verwendet, daß 0,75 Epoxygruppen pro Biegsamkeit des Bandes besser, wenn der Molprozent- Carboxylgruppe des säurefunktionellen Copolymerigehalt des funktionellen Monomeren begrenzt wird, sates vorliegen. Die niedrigen Mengen werden speziell das funktionell Monomere sollte nicht mehr als etwa 60 bei Copolymerisaten verwendet, die einen hohen Pro-25 Molprozent, vorzugsweise weniger als etwa 10 Mol- zentsatz an funktionellem Monomeren aufweisen, prozent des Copolymerisates ausmachen. Bei Harzmassen, in denen das funktioneile Mono-Die schnellste und vollständigste Imprägnierung von mere aus Acrylsäure besteht, hat es sich gezeigt, daß Glimmerpapier wird erzielt, wenn das Copoly- Epoxyharze recht brauchbare Härtungsmittel sind, merisat einen durchschnittlichen Wert des Molekular- 65 um die besten elektrischen Eigenschaften zu erzielen, gewichtes von weniger als etwa 10 000 besitzt. (Das zur Cycloaliphatische Epoxyharze sind erwünschter als Bestimmung des durchschnittlichen Molekularge- andere Arten, da sie rascher mit den Säuregruppen reawichtswertes für diese Beschreibung verwendete Ver- gieren und daher die Verfahrensdauer herabsetzen.

Weitere brauchbare Mittel, wenn die reaktive Gruppe eine Carboxylgruppe ist, sind, z. B. Aziridine und Amine. Bei Harzmassen, bei denen die reaktive Gruppe eine Amingruppe ist, sind Verbindungen mit Methylolgruppen brauchbare Härtungsmittel. Für Harzmassen, in denen die reaktive Gruppe eine Epoxygruppe ist, umfassen die brauchbaren Härtungsmittel Anhydride, organische mehrbasische Säuren und Amine. Für Harzmassen, in denen die funktioneile Gruppe eine Hydrodes Glimmers wird mit Glimmerpapier erzielt, welches zu 100 % aus Glimmerblättchen besteht. Andererzugegeben. Nach einem weiteren Zeitraum von 50 Minuten wurde eine Beschickung von 2,3 kg Azobisisobutyronitril, gelöst in 6,8 kg Toluol, hinzugefügt und die Temperatur sodann weitere 2,5 Stunden bei 8O⁰C gehalten. Eine Probe dieser Copolymerisatlösung, welche an dieser Stelle entnommen wurde, zeigte eine Viskosität bei 25⁰C von 17 cP und besaß eine Säurezahl von 4,4. Der Feststoff gehalt einer Probe, die 15 Minuten lang bei 150⁰C getrocknet worden war, betrug

xylgruppe ist, sind Diisocyanate geeignete Härtungs- io etwa 40 Gewichtsprozent (alle Prozentangaben beziemittel. hen sich, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht).

Der größte Vorteil aus den guten Isoliereigenschaften Die Harzmasse wurde dann fertiggestellt, indem zu

der Copolymerisatlösung 56,3 kg 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-S^-epoxycyclohexancarboxylat mit einem mitt-

seits ergeben die porösen Glimmerpapiere, wie sie 15 leren Molekulargewicht von etwa 260 und einer Viskodurch zusätzliche Einführung von Fasern in den Glim- sität von etwa 500 cP bei 24⁰C hinzugegeben wurden;

nach gründlichem Mischen wurde dem Ansatz die Flüssigkeit entzogen.
Ein Band mit drei Schichten — Glimmerpapier,

mer hergestellt werden, ebenfalls recht brauchbare Isoliereigenschaften; diese Papiere lassen sich leichter imprägnieren. Ein gutes erfindungsgemäßes Band

wird z. B. aus Glimmerpapier hergestellt, welches 70% ^ao Glasgewebe und Polyäthylenterephthalatfilm — wurde Glimmerblättchen enthält, wobei der Rest Fasern sind, dann unter Verwendung dieser Masse hergestellt. Ein

verwebtes Glasgewebe einer Dicke von 0,043 mm wurde zunächst in eine Lösung der Harzmasse eingetaucht, welche mit Uranylnitrathexahydrat katalysiert

zweck; die Harzmassen verleihen auch solchen Blättern eine gute Biegsamkeit, die dicker als 0,25 mm sind.

Die neuartigen Bänder werden weiterhin durch die

folgenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1
Ein Copolymerisat, enthaltend 96,43 Molprozent

welche in nicht gewebterAnordnung eingeführt werden.
Im allgemeinen werden Glimmerpapierbänder aus
einem Glimmerpapier hergestellt, das weniger als
0,25 mm dick ist, obgleich auch dickeres Papier ver- 25 worden war; 0,193 g der letzteren Verbindung waren wendet werden kann, abhängig vom Verwendungs- pro 0,453 kg der Harzlösung hinzugefügt worden.

Glimmerpapier mit einer Dicke von 0,05 mm, welches aus 100 % rekonstituierten Muskovit-Glimmerblättchen bestand, wurde dann auf das harzgesättigte Glasgewebe aufgelegt und die Anordnung etwa 2 Minuten lang in einem Ofen bei 224° C getrocknet und gehärtet. Sodann wurde das Gebilde auf der Glimmerpapierseite leicht mit der katalysierten Harzmasse beschichtet und diese Anordnung wiederum etwa 2 Minuten lang

Isooctylacrylat und 3,57 Molprozent Acrylsäure, wurde 35 i.i einem Ofen bei 224° C getrocknet und gehärtet. Nach hergestellt. Zunächst wurden 906 kg Isooctylacrylat, diesem Schritt war die Glimmerpapierseite der An-13,2 kg Acrylsäure und 8,1 kg tertiäres Dodecylmer- Ordnung klebrig, und ein Polyäthylenterephthalatfilm captan in einem Dosiertank aus rostfreiem Stahl ge- von 6,25 Mikron wurde auf diese Seite aufgeschichtet, mischt. Eine Beschickung von 1265 kg Toluol wurde indem das Gebilde und der Film durch Kaschierwalzen sodann in einen mit Glas ausgekleideten Kessel mit 40 geführt wurden.

einem Fassungsvermögen von 39 690 Litern einge- Die Dicke des erhaltenen Bandes betrug etwa

bracht, wobei 66 kg des Gemisches aus dem Dosier- 0,14 mm; das Band war sehr flexibel, weich und biegtank hinzugegeben wurden. Während das erhaltene sam. Der Harzgehalt des Bandes betrug 31,7%· Das Gemisch mittels eines Rührers mit hoher Geschwindig- Harz in dem Band war gut vernetzt, was durch die keit gerührt wurde, wurden die gasförmigen Inhalt- 45 Tatsache aufgezeigt wird, daß das Band zwar weich stoffe in dem Kessel dreimal getrennt, teilweise abge- wurde, jedoch intakt blieb, wenn es in Aceton und zogen und jedesmal durch Einleitung von Stickstoff Toluol eingetaucht wurde; nach dem Trocknen war das durch den Boden des Gefäßes ersetzt. Band erneut verwendbar. Streifen des Bandes von

Ein leichter Stickstofffluß durch den Boden des 1,9 cm Breite ließen sich leicht unter Anpassung um Kessels wurde aufrechterhalten, während der Ansatz 50 eine elektrische Spule wickeln, deren Querschnitt ein auf 8O⁰C erhitzt und mit hoher Geschwindigkeit ge- Rechteck von 1,27 · 1,9 cm war, in welchem die Ecken rührt wurde. Als nächstes wurden drei getrennte Be- einen Radius von etwa 1,58 mm besaßen. Die Gurleyschickungen von 10 kg Azobisisobutyronitril, gelöst in Steifheit des Bandes betrug anfangs 505 mg und nach Toluol, in gleichen Abständen während eines Zeit- einer beschleunigten Alterung während einer Woche raumes von etwa 50 Minuten hinzugefügt; jede Be- 55 bei 180⁰C 1363 mg. Die gesamte dielektrische Festig

schickung bestand aus 3,2 kg Azobisisobutyronitril und
6,8 kg Toluol. Während dieses Zeitraumes wurde das
Gemisch aus dem Dosiertank ebenfalls kontinuierlich
mit einer Geschwindigkeit von etwa 16,8 kg/Min, hin-

keit des Bandes bei Raumtemperatur war anfangs V und nach dem beschleunigten Altern während einer Woche bei 18O⁰C 4920 V.
Die dielektrischen Eigenschaften des Bandes waren:

23⁰C

9O⁰C

130⁰C

155°C

Verlustfaktor (100 Perioden/Sek.)

Dielektrische Konstante (100 Perioden/Sek.)

Spezifischer Volumwiderstand (Ohm-cm) [500 Volt
Gleichstrom]

0,036
2,63

1,9 · 10¹*

0,049
2,42

1,1 · 10¹⁴

0,127
2,51

2,3 · 10¹³

0,177
2,54

5,3 · 10¹²

7 8

B e i s η i e 1 2 beschleunigten Altern während einer Woche bei

^p 18O⁰C 5440 V. Die dielektrische Konstante (100 Perio-

Ein Copolymerisat aus 2-Äthylhexylacrylat und den/Sek.) (155⁰C) betrug 3,17, während der Verlust-

Methacrylsäure, welches 3,56 Molprozent Methacryl- faktor unter denselben Bedingungen 0,233 betrug,

säure enthielt wurde zunächst hergestellt. Eine Mono- 5 .

merenlösung mit den folgenden Bestandteilen wurde Beispiel 3

gemischt: Ein Copolymerisat aus Isooctylacrylat und Acryl-

2-Äthylhexylacrylat 559 6 g ^säure' ^welches 7,14 Molprozent Acrylsäure enthielt,

Methacrylsäure 97 g wurde hergestellt, wobei der erste Schritt im Vermischen

Toluol 1145 g ^{10 e}*^ner Monomerenlösung mit den folgenden Komponen-

AzobisisobutyronitriV '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 4,& g ^{ten bestand:}

Die Polymerisation wurde in einem 2-Liter-Dreihals- Acrylsäure 170 ε

kolben ausgestattet mit einem Rührer, Stickstoff-Ein- _{tertiäres Dodecy}i_mercaptän ".'.'.'.'.'.'. lojo g

laß- und -Auslaßoffnung, Thermometer, Tropftnchter 15 Toluol 98 8 2

^Druckausgleich und Rückflußkühler, durchgeführt. AzobisisobutyronitriV '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 3^6 g

Eine Beschickung von 681,7 g Toluol wurde zunächst

in den Kolben eingebracht und das System sodann mit Verfahren und Vorrichtung zur Polymerisation wa-

Stickstoff gespült. Das Toluol wurde dann mittels eines ren dieselben wie die im Beispiel 2 beschriebenen. Jedampfbeheizten Wasserbades auf 8O⁰C erwärmt. Wäh- 20 doch wurden zu Anfang 685,4 g Toluol in den Kolben rend das Gemisch fortlaufend gerührt wurde, wurden eingebracht; 2,25 g Azobisisobutyronitril wurden vor 3 g Azobisisobutyronitril in den Kolben gegeben und der Zugabe der Monomerenlösung zu dem Toluol hindie Monomerenlösung mit einer gleichförmigen Ge- zugefügt; die erste Nachgabe an Azobisisobutyronitril schwindigkeit während eines Zeitraumes von 45 Minu- betrug 2,25 g; die zweite Nachgabe an Azobisisobutyten hinzugefügt. 1 Stunde nach der letzten Zugabe der 25 ronitril betrug 1,50 g. Dieses Polymerisationsverfahren Monomerenlösung wurden 3 g Azobisisobutyronitril ergab eine Copolymerisatlösung mit etwa 40 % Fest- und ¹I₂ Stunde später weitere 2 g Azobisisobutyro- stoffen. Die Lösung besaßt eine Viskosität von 16,3 cP, nitril hinzugesetzt. Die Umsetzung wurde dann weitere und ihre Säurezahl betrug 8,4. Die Viskosität des Co-2,5 Stunden lang fortgesetzt. Während der Umsetzung polymerisates nach Entfernung des Lösungsmittels wurde die Temperatur bei 76,7 ± 1,1⁰C gehalten. 30 betrug 180 000 cP bei 24⁰C, und der Wert des mittleren Die erhaltene Lösung besaß einen Feststoffgehalt Molekulargewichtes ergab sich zu 4600. 3 Minuten von etwa 40 % und eine Viskosität von 24,5 cP bei waren für die 40%ige Lösung erforderlich, um 80-Se-24⁰C. Die Säurezahl der Lösung betrug 3,4, und der kunden-Glimmerpapier von 0,1 mm Dicke zu durchdurchschnittliche Wert des Molekulargewichtes des dringen.

Copolymerisates wurde zu 8400 bestimmt. Die Zeit 35 Die Copolymerisatlösung mit 40% Feststoffen wurde bis zur vollständigen Befeuchtung und Durchdringung mit dem Härtungsmittel und Katalysator wie folgt zuvon 80-Sekunden-Glimmerpapier von 0,1mm Dicke, sammengestellt:

das aus 100% rekonstituierten Muskovit-Blättchen Gewichtsteile

bestand, betrug etwa 6 Minuten. Copolymerisatlösung mit 40 % Fest-

Die Harzmasse wurde fertiggestellt durch Zugabe 40 stoffen 62,5

von 3,2 Teilen Epoxyharz (ERL-4221) und 1,08 Teilen Epoxyharz (ERL-4221) 3^2

einer Lösung mit 10% Feststoffen von Uranylnitrat- Uranylnitrathexahydrat (Lösung mit hexahydrat in Methyläthylketon zu 127 Teilen der 10 °/₀ Feststoff en in Methyläthylobigen Copolymerisatlösung mit 40% Feststoffen. keton) 0,56

Als ein dünner Film der Harzmasselösung auf einer 45

heißen Platte auf 204⁰C erhitzt wurde, gelierte die Als ein dünner Film der Harzmasselösung auf einer

Masse in 35 Sekunden nach der Entfernung des Lö- heißen Platte auf 204⁰C erhitzt wurde, gelierte die sungsmittels. Nach 2 Minuten war sie zu einem klebri- Masse in 13 Sekunden nach Entfernung des Lösungsgen, sehr kautschukartigen Zustand gehärtet. mittels; die Masse war zu einem klebrigen, kautschuk-

Ein mit Glasgewebe verstärktes Glimmerpapierband 50 artigen Zustand in etwa 1 Minute ausgehärtet, wurde hergestellt, indem zunächst 50 Mikron Glas- Ein mit Glasgewebe verstärktes Glimmerpapier

gewebe über 50 Mikron Glimmerpapier gelegt wurden. wurde wie im Beispiel 2 hergestellt. Der Harzgehalt des Die Harzmasse wurde mittels eines Farbpinsels reich- Bandes betrug 35,3 %, und das Glasgewebe und das lieh über das Glasgewebe aufgetragen, etwa 2 Minuten Glimmerpapier waren gut aneinandergebunden. Das lang in das Glimmerpapier eindringen gelassen und 55 Band war etwas weniger biegsam als die Bänder der das Glasgewebe wiederum bestrichen, so daß die Ober- Beispiele 1 und 2, wobei es eine Gurley-Steifheit von schicht gut benetzt war. Diese Anordnung wurde in anfangs 1132 mg und eine Gurley-Steifheit nach einer einem Ofen bei 93⁰C 10 Minuten lang getrocknet und beschleunigten Alterung während einer Woche bei dann 5 Minuten lang bei 204⁰C gehärtet. Nach dieser 18O⁰C von 1567 mg besaß. Die dielektrische Festigkeit Hitzebehandlung war das Harz zu einem weichen, bieg- 60 des Bandes betrug anfangs 3860 V, während sie nach samen Zustand ausgehärtet; das Band zeigte eine der beschleunigten Alterung während einer Woche bei Gurley-Steifheit anfangs von 737 mg und nach einer 180⁰C 4260 V betrug. Die dielektrische Konstante und beschleunigten Alterung während einer Woche bei der Verlustfaktor (beide bei 100 Perioden/Sek. und 180°Cvonl496mg. Das Glasgewebe und das Glimmer- 155⁰C gemessen) ergaben sich zu 2,81 bzw. 0,153. papier waren gut mit Harz gesättigt und gut anein- 65

andergebunden, wobei das Band einen Harzgehalt Beispiel

von 33,6 % aufwies. Die gesamte dielektrische Festig- Ein Copolymerisat aus 96,43 Molprozent n-Butyl-

keit des Bandes betrug anfangs 5160 V und nach dem acrylat und 3,57 Molprozent Acrylsäure wurde herge-

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stellt, wobei der erste Schritt im Vermischen einer gewichtes 1300. 6 Minuten benötigte die 40%ige Monomerenlösung mit den folgenden Komponenten Lösung, um 80-Sekunden-Glimmerpapier von 0,1 mm

bestand: Dicke zu durchdringen.

n-Butylacrylat 568 5 g ^{Die ferti}8^e Harzmasse wurde hergestellt, indem

Acrylsäure Ιΐ'δ g ⁵ ^ Copolymerisatlösung mit dem Härtungsmittel und

tertiäres Dodecylmercaptän ".'.'.'.'.'.'. 1,2% ^dem Katalysator wie folgt vermischt wurde:

Toluol 100,8 g Gewichtsteile

Azobisisobutyronitril 3,6 g 40%ige Copolymerisatlösung 86,8

., . , _t , _ΛΤ , , ,.. ,. _D _Λ . _t. Epoxyharz (ERL-4221) 0,8

Vorrichtung und Verfahren fur die Polymerisation ίο Uranylnitrathexahydrat (10%ige

waren dieselben, wie sie im Beispiel 3 angewendet _{Lö jn Methyläthylketon) 0},7

wurden. Aus diesem Verfahren ergab sich eine Losung

des Copolymerisates mit einem Feststoff gehalt von etwa Ein Glimmerpapier-Glasgewebe-Band mit einem

40 %. Die Viskosität der Lösung betrug 31,4 cP und die Harzgehalt von 35,9 % wurde unter Verwendung dieser

Säurezahl der Lösung 5,6. Die Viskosität des Copoly- 15 Harzmasse nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Ver-

merisates nach Entfernung des Lösungsmittels betrug fahren hergestellt. Das Band war äußerst weich und

336 000 cP bei 24°C, und der Wert des mittleren Mole- biegsam; es besaß eine Gurley-Steifheit von anfangs

kulargewichtes des Copolymerisates wurde zu 4750 be- 637 mg, und nach dem Altern während einer Woche

stimmt. 11 Minuten wurden benötigt, um 80-Sekunden- bei 180° C betrug die Gurley-Steifheit 1156 mg. Die

Glimmerpapier von 0,1 mm zu durchdringen. zo dielektrische Festigkeit des Bandes betrug anfangs

Das Copolymerisat wurde mit einem Härtungsmittel 3800 V, und nach dem Altern während einer Woche bei

und Katalysator in den folgenden Mengenanteilen ver- 18O⁰C 4980 V. Die dielektrische Festigkeit und der

mischt: Verlustfaktor (bei 100 Perioden/Sek. und 155⁰C) er-

Gewichtsteile S^{aben sich zu 3}=^{73 bzw}· °>³⁶⁷·

Copolymerisatlösung mit 40% Fest- ²5 _ΒΜ·._η:.ΐί

, «ν. Λ*-. DCl O Ul Cl U

Stoffen 90

Epoxyharz (ERL-4221) 3,2 Ein Copolymerisat aus Isooctylacrylat und Acryl-

Uranylnitrathexahydrat (als Lösung ' säure, welches 16,67 Molprozent Acrylsäure enthielt,

mit 10 % Feststoffen in Methyl- wurde hergestellt, wobei der erste Schritt im Vermischen

äthylketon) 0,78 3° einer Monomerenlösung mit den folgenden Komponenten bestand:

Als ein dünner Film der Harzmasselösung auf einer Tsnnrtvkrrvlat 538 0 ρ

heißen Platte auf 204° C erhitzt wurde, gelierte die Acrylsäure 42 1 g

Masse in 7,5 Sekunden nach Entfernung des Lösungs- _{tertjäres Dode};_yi_mercapt_an "; \ \ \ \ \ \ ₂2,% g

mittels; die Masse war nach etwa 1 Minute zu einem 35 Toluol 99 5 ε

sehr kautschukartigen klebrigen Zustand ausgehärtet. AzobisisobutyronitriV '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 3,6 g Ein gut gebundenes Glimmerpapier-Glasgewebe-Band,

wie es im Beispiel 2 beschrieben wurde, wurde mit ei- Vorrichtung und Arbeitsweise zur Polymerisation

nem Harzgehalt von 35,2 % hergestellt. Das Band war waren dieselben, wie die im Beispiel 3 beschriebenen.

ziemlich biegsam, wie sich durch seine Gurley-Steifheit 40 Das Produkt der Umsetzung war eine 40%ige Lösung

von anfangs 986 mg und eine Gurley-Steifheit nach des Copolymerisates. Die Viskosität der Lösung be-

dem Altern während einer Woche bei 18O⁰V von trug 23 cP, während die Viskosität des Copolymerisa-

1110 mg zeigt. Die dielektrische Festigkeit des Bandes tes bei entferntem Lösungsmittel 730 000 cP bei 23°C

betrug anfangs 3760 V und diejenige nach dem Altern betrug. 2,5 Minuten benötigte die 40%ige Lösung, um

während einer Woche bei 180° C 3780 V. 45 80-Sekunden-Glimmerpapiervon 0,1 mmzuimprägnie-

. . ren. Die Säurezahl der Lösung ergab sich zu 19,8, der

Beispiel i> _{Wert deg} durchschnittlichen Molekulargewichtes zu

Ein Copolymerisat aus Isooctylacrylat und Acryl- 3300.

säure, das 1,32 Molprozent Acrylsäure enthielt, wurde Die fertige Harzmasse wurde hergestellt, indem man

hergestellt, indem man zunächst die folgenden Be- 50 die Lösung des Copolymerisates mit dem Härtungsmit-

standteile vermischte: tel und Katalysator wie folgt mischte:

Isooctylacrylat 576,6 g Gewichtsteile

Acrylsäure 3,0 g 40°/₀ige Lösung des Copolymerisates 49,6

Toluol 101,0 g Epoxyharz (ERL-4221) 6,4

Azobisisobutyronitril 2,4 g ⁵⁵ Uranylnitrathexahydrat (Lösung mit

„,.,.,, , . , 10 % Feststoffen in Methyläthyl-

Polymensationsverfahren und -vorrichtung waren ^ _t'" \ q 52

dieselben wie im Beispiel 2. Die anfänglichen Be- '

Schickungen an Toluol bzw. Azobisisobutyronitril be- Als ein dünner Film der Harzmasselösung auf einer trugen jedoch 685 bzw. 1,5 g; die erste Nachgabe an 60 heißen Platte auf 204⁰C erhitzt wurde, gelierte die Azobisisobutyronitril betrug 1,5 g; die zweite Nach- Masse in 5 Sekunden nach Entfernung des Lösungsgabe an Azobisisobutyronitril betrug 1,0 g. mittels; die Masse war zu einem kautschukartigen, Dieses Verfahren ergab eine Lösung des Copoly- nichtklebrigen Zustand in etwa 30 Sekunden ausgemerisates mit etwa 40% Feststoffen. Die Viskosität härtet.

dieser Lösung betrug 31,6 cP und die Säurezahl der 65 Gemäß der im Beispiel 2 beschriebenen Weise wurde

Lösung 1,4. Die Viskosität dieser Lösung nach Ent- ein Glimmerpapier-Glasgewebe-Band hergestelltDieses

fernung des Lösungsmittels betrug 425 00OcP bei Band besaß einen Harzgehalt von 30 Gewichtsprozent,

24⁰C und der Wert des durchschnittlichen Molekular- und Glasgewebe und Glimmerpapier waren gut an-

11 12

einandergebunden. Das Band war biegsam und an- butyronitril zu Beginn in den Kolben eingebracht

passungsfähig und ließ sich leicht um eine Spule wurden und drei 0,2-g-Chargen Azobisisobutyronitril

wickeln, deren Querschnitt ein Rechteck von in Abständen von 20 Minuten in den Kolben gegeben

1,27 · 1,9 mm war, das an den Ecken einen Radius von wurden.

etwa 1,58 mm aufwies. Die Gurley-Steifheit des Bandes 5 Das Produkt der Polymerisationsreaktion war eine

betrug anfangs 1318 mg und nach der Lagerung des Copolymerisatlösung mit etwa 40% Feststoffen. Die

Bandes während einer Woche bei 180° C 1460 mg. Die Viskosität des Copolymerisates bei entferntem Lö-

dielektrische Festigkeit des Bandes betrug zu Anfang sungsmittel betrug 410 000 cP bei 24° C. Die Säurezahl

4780 V und nach dem Altern des Bandes während des Copolymerisates mit 100 % Feststoffen betrug 9,8,

einer Woche bei 18O⁰C 3680 V. Die elektrische Kon- io und das mittlere Molekulargewicht des Copolymerisa-

stante und der Verlustfaktor (beide gemessen bei tes ergab sich zu 8000.

100 Perioden/Sek. undl55°C) betrugen 2,77 bzw.0,101. Die Harzmasse wurde fertiggestellt durch Zugabe von

. -₁₇ Tris-(l-aziridinyl)-phosphinoxid als Härtungsmittel.

Beispiel 7 _{Eine Lösung dieses} Härtungsmittels mit 80% Fest-

Ein Copolymerisat aus 2-Äthylhexylacrylat und 15 stoffen in Äthanol wurde zu der Copolymerisatlösung

Acrylsäuremischpolymerisat, das 3,57 Molprozent in einem Verhältnis von 0,9 Teilen der Aziridinlösung

Acrylsäure enthielt, wurde hergestellt, wobei der erste zu 126 Teilen der Copolymerisatlösung hinzugefügt.

Schritt in der Herstellung einer Monomerenlösung mit Diese Masse gelierte in etwa 8 Minuten auf einer

den folgenden Komponenten bestand: heißen Platte bei 148,9⁰C und war nach 10 Minuten zu

2-Äthylhexylacrylat 324,65 g ^{30 ei}™^T ^schwach kautschukartigen klebrigen Masse ge-

Acrylsäure 4 75 g härtet.

Azobisisobutyronitril o'5O e Glimmerpapier-Glasgewebe-Band wurde in der im

' Beispiel 2 beschriebenen Weise hergestellt; es war gut

Das Polymerisat wurde in einem 1-Liter-Kolben her- gebunden und recht biegsam. Der Verlustfaktor

gestellt, wobei im wesentlichen dieselben Verbindun- 25 (100 Perioden/Sek. und 155°C) betrug 0,315 und der

gen wie im Beispiel 2 angewendet wurden, mit der Ab- spezifische Volumenwiderstand (500 V Gleichstrom,

Wandlung, daß 432,2 g Toluol und 1,50 g Azobisiso- 155⁰C) betrug 3 · 10¹⁰ Ohm-cm.

Claims

1 2 heit und Biegsamkeit selbst nicht besitzt, muß dem Patentansprüche: Band diese Eigenschaft durch ein imprägniertes Harz verliehen werden.

1. Elektrisch isolierendes Band, welches ein mit Glimmerpapier läßt sich auf Grund seiner dicht

einer Harzmasse gesättigtes Glimmerpapierblatt 5 gepackten, flockenartigen Struktur nur schwierig imenthält, dadurch gekennzeichnet, daß prägnieren. Ein Glimmerpapier von z.B. 0,1mm, die Harzmasse enthält welches zu 100% ^a"s Glimmerblättchen besteht, be-

1. ein Copolymerisat, welches ein mittleres Mole- nötigt zur Imprägnierung nach einem Standardtest kulargewicht von weniger als etwa 20 000 be- (ASTM D 202-65 T) 80 Sekunden, während dichtes, sitzt und in welchem als Monomerbestandteile io hochfestes »Flexropea-Papier, das nach demselben a) ein Acrylsäureester eines nichttertiären Testverfahren zur Verwendung als elektrisches Isolier-Alkohols und b) mindestens ein funktionelles band imprägniert wird, nur 2 Sekunden erfordert. Monomeres, das i) auf Acrylsäure oder Metha- Demzufolge kann Glimmerpapier mit den meisten crylsäure zurückgeht, ii) mit dem Acrylsäure- Harzmassen, die die erforderliche Weichheit und Biegester copolymerisierbar ist und iii) eine reaktive 15 samkeit schaffen würden, wenn sie Glimmerpapier Gruppe enthält, welche nach Copolymerisation imprägnieren und darin gehärtet werden und auch die des funktioneilen Monomeren mit dem Acryl- anderen erforderlichen mechanischen und elektrischen säureester erhalten bleibt und aktive Wasser- Eigenschaften ergeben könnten, entweder überhaupt stoffe enthält oder mit einer aktiven Wasser- nicht oder nur in zu geringen Mengen imprägniert stoff enthaltenden Gruppe zu reagieren ver- 20 werden, um zufriedenstellende Umwicklungs- und mag, enthalten sind, wobei das funktioneile elektrische Isoliereigenschaften zu ergeben. Monomere zwischen etwa 1 und 25 Molpro- In der USA.-Patentschrift 3 301 801 wird ein Copolyzent des Copolymerisats ausmacht; und merisat zur Herstellung von zugfesten, flexiblen Filmen

2. ein mit der reaktiven Gruppe des funktioneilen vorgeschlagen, das aus Acrylsäureestern und einem Monomeren reaktionsfähiges Härtungsmittel, 25 funktioneilen Monomeren auf Basis Acrylsäure bedurch welches die Harzmasse vernetzt wird. steht und als Härter ein Epoxyharz enthält. Diese be-

2. Band nach Anspruch 1, dadurch gekenn- kannte Copolymerisatmasse ist zum Überziehen von zeichnet, daß das f unktionelle Monomere aus den metallischen Gehäusen, von z. B. Haushaltgeräten, beVerbindungen Acrylsäure, Methacrylsäure, Itacon- stimmt. Acrylatpolymerisate haben normalerweise ein säure, Acrylamid, Methacrylamid, Glycidylacrylat, 30 hohes Molekulargewicht, derartige Acrylcopolymeri-Glycidylmethacrylat, Hydroxyäthylacrylat und -me- sate mit hohem Molekulargewicht sind jedoch zur thacrylat sowie Hydroxypropylacrylat und -metha- Imprägnierung von Glimmerpapier nicht geeignet, crylat ausgewählt wird. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein

3. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Glimmerpapier mit einer Harzlösung möglichst gut net, daß es ferner ein verstärkendes faserartiges 35 durchtränken zu können, wobei ein Copolymerisat aus Blatt aufweist, das auf mindestens eine Seite des einem Acrylsäureester mit einem funktionellen MonoBandes aufgeschichtet ist. meren auf Basis Acrylsäure oder Methacrylsäure sowie

4. Band nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ein Härtungsmittel verwendet werden sollte, zeichnet, daß es ferner einen vorgeformten poly- Gegenstand der Erfindung ist ein elektrisch isoliemeren elektrisch isolierenden Film aufweist, der auf 4° rendes Band, welches ein mit einer Harzmasse gesättigmindestens eine Seite des Bandes aufgeschichtet ist. tes Glimmerpapierblatt enthält, und ist dadurch gekenn-

5. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- zeichnet, daß die Harzmasse enthält.

net, daß es ferner auf der einen Oberfläche eine _{L dn Copolymerisat) welches ein} mittleres Mole-Schicht eines druckempfindlichen Klebemittels auf- kulargewicht von weniger als etwa 20 000 be-

^we!^s^ , , . , ., ■ , , ,^ * ⁴⁵ sitzt und in welchem als Monomerbestandteile

6. Band nach Anspruch 1, m welchem das Copoly- _{a) dn} Acrylsäureester eines nichttertiären Alko-

°i^erf_n ^an^ⁿu^mittII^reS _f ^Mci^le-^kul^^ger^{cht VOn W}f ^lgtf hols und b) mindestens ein funktionelles Mono-

als 10 000 hat, das funktioneile Monomere Acryl- _{m das i} auf AcryIsäure oder} Methacrylsäure

saure oder Methacrylsäure ist und das funktionelle _zurückgeht, ii) mit dem Acrylsäureester copoly-

Monomere zwschen 2 und 10 Molprozent des 50 _meri_sierbar ist und iii) eine reaktive Gruppe ent-

Copolymensats ausmacht hält, welche nach Copolymerisation des funktio-

7. Band nach Anspruch 6 dadurch gekennzeich- _{neUen Monomeren mit dem} Acrylsäureester ernet, daß das Hartungsmittel em Epoxyharz ist. _{Mten bldbt und aktive Wasserstoffe enthält oder}

mit einer aktiven Wasserstoff enthaltenden Gruppe

⁵⁵ zu reagieren vermag, enthalten sind, wobei das

funktionell Monomere zwischen etwa 1 und

25 Molprozent des Copolymerisats ausmacht; und

T^. τ. - , , ·«■ · ,,.,.,. , 2. ein mit der reaktiven Gruppe des funktionellen

Die Erfindung betrifft em elektrisch isolierendes Monomeren reaktionsfähiges Härtungsmittel,

Band, welches em mit einer Harzmasse gesättigtes 60 _durch ^_{8 die Harzmasse vernetzt wird}. Glimmpapblatt nthalt De Hptdg

Glimmerpapierblatt enthalt. Der Hauptverwendungszweck für ein derartiges Band besteht in der Umwick- Die einzusetzenden Harzmassen sind in gehärtetem lung von Gegenständen, wie Spulen in elektrischen Zustand biegsam, vermögen jedoch außerdem Glim-Drehankermaschinen. Hierfür muß das Band neben merpapier leicht zu sättigen. Wenn Glimmerpapier einer guten Zerreißfestigkeit Weichheit und Biegsam- 65 mit den Harzmassen imprägniert wird und diese keit aufweisen, so daß es um den zu umwickelnden gehärtet werden, ergibt sich ein elektrisch isolierendes Gegenstand in inniger Anpassung gezogen werden Umwicklungsband, das sowohl ausgezeichnete Gekann. Da unimprägniertes Glimmerpapier diese Weich- schmeidigkeit als auch hervorragende elektrische und