DE1790228A1 - Electrical insulation paint for electrical conductors - Google Patents
Electrical insulation paint for electrical conductorsInfo
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Description
Elektroisolationslack für elektrische Leiter Trennanmeldung aus P 15 15 565.4-34 Die vorilegende Erfindung betrifft Elektroisolationslacke für elektrische Leiter, wie zum Beispiel Metalldrähte, die besonders dann von erheblichem Wert sind, wenn damit zu rechnen ist, da# der elektrische Leiter zeitweise Temperaturüberlastungen ausgesetzt ist, die die Gefahr voii Kurzschlüssen mit t s sich bringen. Derartige kurzfri@tige Temperaturübrlastungen treten beispielsweise bei Magnetwicklungen in Elektromaschinen, die überhöhten Anzugsmomenten unterworfen werden, wie zum Beispiel bei Wicklungssvstemen in Bohrmaschinen und Rüchengeräten, bei denen die sogenannte Schmorfestigkeit eine gro#e Rolle Spiolt, auf, da die Wicklungen bel der Belastung kurzfristig auf Temperaturen oberhalb von 3OO0C erhitzt werden können. Die Ekektroisolierungen dürfen sich bei derartigen @mperaturen nicht zersetzen oder verflüchtigen, da sonst Kurzschlüsse auftreten. Electrical insulation varnish for electrical conductors Separation registration from P 15 15 565.4-34 The present invention relates to electrical insulation paints for electrical Conductors, such as metal wires, which are especially valuable if it is to be expected that # the electrical conductor is temporarily exposed to temperature overloads exposed to the risk of short circuits with t s. Such Brief temperature overloads occur, for example, with magnet windings Electrical machines that are subjected to excessive tightening torques, such as with winding systems in drilling machines and scenting devices, where the so-called Braise resistance plays a big role, since the windings take the strain briefly to temperatures above can be heated from 3OO0C. The electrical insulation must not decompose or decompose at such temperatures volatilize, otherwise short circuits will occur.
Aus der USA-Patentschrift 2 892 754 sind bereits Elektroisolationslacke bekannt, die einen hydroxylgruppenha Ltigen Terephthalsäurepolyester enthalten, der durch Zugabe eines Isocyanuratderivates aus trimerisiertem Diisocyanat vernetzt wurde. Diese bekannten Elektroisolations lacke ergeben zwar eine verbesserte Thermostabilität, jedoch ist die Temperaturüberlastbarkeit der mit ihnen überzogenen Leiter nur ziemlich begrenzt, so daß die Gefahr eines Durchschmorens und von Kurzschlüssen bei kurzzeitigen starken Erwärmungen nicht beseitigt ist.US Pat. No. 2,892,754 already discloses electrical insulation varnishes known that contain a hydroxyl-containing terephthalic acid polyester, which crosslinks by adding an isocyanurate derivative from trimerized diisocyanate became. Although these known electrical insulation paints result in improved thermal stability, however, the temperature overload capacity of the conductors coated with them is only fairly high limited, so that the risk of scorching and short circuits in the case of short-term strong warming is not eliminated.
Aus der deutschen Auslegeschrift 1 121 752 sind Drahllacke bekannt, die Polyester der Terephthalsäure mit t zwei uncl mehrwertigen Alkoholoen, stabilisierte Di- oder Polyisocyanate und lösliche Metall@@@bindungen von Metallen der Qrupgon II, TTT, TV oder VI des Periodensystems der biomente enthalten. Schlie#lich beschreibt die deutsche Patentschrift 1 099 673 Drahtlacke für die Elektroisolation von Metalldrähten, die aus einem Gemisd@ von freie Hydroxylgruppen enthaltenden Polyesteramiden, Lösungsmittein und einer auf die Hydroxylgruppen berechneten Menge an blockiertem Isocyanat bestehen. Auch diese bekannten Drahtlacke bositzen nicht die erwünschte Temporaturbes tändigkeit sowohl be i Dauerbeias tung wie auch hei kurzzeitiger Temperaturüberlastung.Drahllacke are known from the German Auslegeschrift 1 121 752, the polyesters of terephthalic acid stabilized with two non-polyhydric alcohols Di- or polyisocyanates and soluble metal bonds of metals of the Qrupgon II, TTT, TV or VI of the periodic table of biomente included. Finally describes the German patent specification 1 099 673 wire enamels for the electrical insulation of metal wires, from a Gemisd @ containing free hydroxyl groups containing polyester amides, solvents and an amount of blocked isocyanate calculated based on hydroxyl groups. Even these known wire enamels do not have the desired resistance to tempatures both for long-term exposure and hot short-term temperature overload.
Aufgabe der Erfindung ist es min, Elektroisoolati onslacke zu erhalten, die eine Isolierung mit erhöhter Kerbfestigkeit, erhöhter Lebensdauer-Grenzt emperatur und ei ncr ausgezeichneten Eurzschlu#fes tigkeit bei Temperat uren oberhalb 3000C und bis zu etwa 3500C ergeben.The object of the invention is min to get Elektroisoolati onslacke, an insulation with increased notch strength, increased service life limit temperature and excellent locking strength at temperatures above 3000C and yield up to about 3500C.
Die erfindungsgemä#en Elektroisolationslacke für elektrische leiter auf der Grundlage eines Polyesters aus Terephthalsäure, mehrwertigen Alkoholen und einem Isocyanuratderivat sind dadurch gekennzeichnet, da# sie ein Umsetzungsprodukt eines Polyesters aus Terephthalsäure, mindestens einem mehrwert i gen Alkohol und Tris- (2-carboxyäthy 1 ) - 5 s ocyanura t mit einem Kondensationsprodukt aus Trimellithsäuretriäthylen -glykol und einem aromatischen Diamin enthalten.The electrical insulation lacquers according to the invention for electrical conductors based on a polyester made from terephthalic acid, polyhydric alcohols and an isocyanurate derivative are characterized by the fact that they are a reaction product a polyester made from terephthalic acid, at least one polyhydric alcohol and Tris- (2-carboxyäthy 1) - 5 s ocyanura t with a condensation product of trimellitic acid triethylene -glycol and an aromatic diamine.
Als besonders zweckmä#ig hat es sich erwiesen, als mehrwer tigen Wlkohol bei der Herstellung der Elektroisolations-1;1 eke K@hylenglykol zu verwenden. Als aromatisches Diamin zur Gewinnung des kondensationsproduktes mit Trimellithsäuretri äthylenglykol send besonders solche Diamine geeignet, die die Formel haben worin @ (CH2)n, O, S, oder SO2 bedeutet, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 4 sein kann. Als besonders vorteilhaft erwiesen sich dabei die aromatischen Diamine, Diaminodipflenylmethan, Diaminodiphenyläther, Diamid d phenylpropan und Diaminodiphenylsulfon.It has proven to be particularly expedient to use ethylene glycol as polyvalent alcohol in the production of the electrical insulation 1; 1 eke. As an aromatic diamine for obtaining the condensation product with Trimellithsäuretri äthylenglykol send particularly suitable diamines that have the formula where @ is (CH2) n, O, S, or SO2, where n can be an integer from 1 to 4. The aromatic diamines, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl ether, diamide d phenylpropane and diaminodiphenyl sulfone have proven to be particularly advantageous.
Weiterhin wurde festgestellt, daß besonders hochwertige BLektroisolationslacke erhalten werden, wenn das molare Verhältnis der Terephthalsäuregruppen zu den Isocyanuratgruppen etwa 1 t 0,5 und das Gewichtsverhältnis von Polyester zu dem Kondensations'produkt aus Trimellithsäuretriäthyienglykol und aromatische Diamin etwa 1 : 1 beträgt.It was also found that particularly high-quality electrical insulation varnishes can be obtained when the molar ratio of the terephthalic acid groups to the isocyanurate groups about 1 to 0.5 and the weight ratio of polyester to the condensation product from trimellitic acid triethylene glycol and aromatic diamine is about 1: 1.
Bei der Verarbeitung von isolierten Drähten zu Wicklungsstystemen ist es besonders wesentlich, bei den hohen Wicklungsgeschwindigkeiten auftretende mechanische Belastungen auszuschalten, um die Ausschußquoten möglichst gering zu halten. Dabei besitzt das Maß der Gleitfähigkeit eines Lackdrahtes besondere Bedeutung, da von dieser Gleitfähigkeit das einwandfreie Einschießen der einzelnen Windungen in die Nuten der Wicklung abhängt. Es erwies sich daher als ganz besonders vorteilhaft, wenn die nach der Erfindung mit Lacken isolierten elektrischen Leiter, sofern diese für Wicklungssysteme verwendet werden sollen zusätzlich über der Isolierschicht einen Überzug besitzen, der aus einem linearen Polyester aus Terephthalsäuredimethylester, p-Hydroxybenzoesäure und Äthylenglykol besteht. Zweckmä#igerweise wird ein solcher zusätzlicher Überzug aus einer Kresollösung auf die Isolierschicht des elektrischen Leiters aufgebracht.When processing insulated wires into winding systems it is particularly important at the high winding speeds that occur Eliminate mechanical loads in order to keep the reject rates as low as possible keep. The degree of sliding ability of an enamelled wire is of particular importance, because of this sliding ability the perfect shooting in of the individual windings depends in the grooves of the winding. It therefore turned out to be particularly advantageous if the electrical conductors insulated with varnishes according to the invention, provided these for winding systems should also be used above the insulating layer have a coating made of a linear polyester made from dimethyl terephthalate, p-hydroxybenzoic acid and ethylene glycol. Appropriately, such a additional coating from a cresol solution on the insulating layer of the electrical conductor applied.
Die so @ wonnenen elektrischen Leiter besitzen nicht nur eine hervorragende Oberflächenglätte, sondern auch eine sehr gute Kerbfestigkeit, wobei optimale Eigenschaften erreicht werden, wenn der Anteil der Ätherbindungen in d@@ linearen Polyester etwa 10 % beträgt. Solche Polyester kömnen güns tigerweist durch Vakuumkondensation von Terephthalsäuredimethylester, p-Hydroxybenzoesäure und Äthylenglykol onnen werden.The electrical conductors so @ won not only have an excellent one Surface smoothness, but also very good notch strength, with optimal properties can be achieved when the proportion of ether bonds in d @@ linear polyester is about 10%. Such polyesters can advantageously be obtained by vacuum condensation of Dimethyl terephthalate, p-hydroxybenzoic acid and ethylene glycol can be used.
Allgemein ergaben die Elektroisolationslacke nach der Erfindung eine erhöhte Kerbfestigkeit, eine Lebensdauergrenztemperatur bis zu 200°C sowie eine Kurzschlu#festigkeit bis zu 350°C, was sie für die Verarbeitung zu Wicklungssystemen besonders geeignet macht, bei denen mit kurzzeitigen Temperaturüberlastungen oberhalb von 300°C zu rechnen ist.In general, the electrical insulation paints according to the invention gave a increased notch strength, a service life limit temperature of up to 200 ° C and a Short-circuit resistance up to 350 ° C, which is what makes them suitable for processing into winding systems makes particularly suitable for those with brief temperature overloads above of 300 ° C is to be expected.
@Die @olgenden Beispiele und Vergleiche der physikalischen Eigenschaften mit denen bekannter Isolierlacksysteme dienen der welleren Erl@uterung der Erfindung und der besonderen Vor@eile der beanspruchten Elektroisolierlacke.@The @following examples and comparisons of the physical properties with those of known insulating lacquer systems serve to explain the invention in greater detail and the special advantages of the electrical insulating lacquers used.
@Bel iel 1 194 g blmethylterephthalat, 186 @ Äthylenglykol, 176 g @@@@ (R@@arbo@yäthyl)-Isocyannral und 1. g Lithlumnaphthenat wurden beietwa 170°C mitein@nder umgeseizt, bis 60 g Mothanol, das abdestillierte, abgespalten worden waren.@ Bel iel 1 194 g of methyl terephthalate, 186 @ ethylene glycol, 176 g @@@@ (R @@ arbo @ yäthyl) -Isocyannral and 1. g of Lithlumnaphthenat were at about 170 ° C mixed with one another, up to 60 g Mothanol, the distilled off, split off had been.
Getrennt hiervon wurden 192 g Trimellithsäureanhydrid und 186 g Äthylenglykol bei Temperaturen um 1700C bis zu einer Säurezahl unter 50 verestert und anschließend mit 150 Diaminodiphenylmethan versetzt. Nach einer Temperatursteigerung auf 2000C erhielt man ein noch freie Amin- und Hydroxylgruppen enthaltendes viskoses Produkt, von dem 300 g zur Umsetzung mit dem anfangs hergestellten Polarester verwendet wurden. Die Umsetzung dieses Polyester mit dem Kondensationsprodukt aus Trimellithsäuretriäthylenglykol und Diatninodiphenylmethan erfolgte bei Temperaturen um 2200C, bis die Viskosität einer 35 %-igen Lösung des Harzes in Kresol 2500 cP betrug.Separately from this were 192 g of trimellitic anhydride and 186 g of ethylene glycol Esterified at temperatures around 1700C to an acid number below 50 and then mixed with 150 diaminodiphenylmethane. After a temperature increase to 2000C a viscous product still containing free amine and hydroxyl groups was obtained, 300 g of which were used to react with the polar ester initially produced. The reaction of this polyester with the condensation product of trimellitic acid triethylene glycol and dietninodiphenylmethane took place at temperatures around 2200C until the viscosity a 35% solution of the resin in cresol was 2500 cP.
35 Gewichtsteile dieses Harzes wurden mit 45 Gewichtsteilen Kresol, 19 Gewichtsteilen Solventnaphtha und 1 Gewicht, teil polymerem Butyltitanat in üblicher Weise durch Vermischen zu einem Drahtlack verarbeitet, der in an sich bekann-ter Weise auf einen elektrischen Leiterdraht aufgebracht wurde.35 parts by weight of this resin were mixed with 45 parts by weight of cresol, 19 parts by weight of solvent naphtha and 1 part by weight of polymeric butyl titanate in the usual Processed by mixing to a wire enamel, which is known in itself Way was applied to an electrical conductor wire.
Als Alternative wurden nach 5 Drahtpassagen durch das Iso-I. ierlaekbad 2 Drahtpassagen durch ein Überzugslackbad angeschlossen, das ein Kondensationsprodukt von Terephthalsäuredimethylester, p p-Hydroxybenzoesäure und Ä thylenglykol mit einem 10 %-lgen Gehalt an Ätherbindungen enthielt. Als elektrische Leiter wurden hierbei 0,6 mm-Kupferdrähte verwandt. Die so überzogenen Kupferdrähte mit oder ohne zusätzliche Lackschicht zur Erhöhung der Oberflächenglätte wurden auf eine Ofentemperatur von 420°C erhitzt, um in üblicher Weise ein Einbrennen der Lackschichten zu erreichen.As an alternative, after 5 wire passes through the Iso-I. ierlaekbad 2 wire passages connected by a coating lacquer bath, which is a condensation product of dimethyl terephthalate, p-hydroxybenzoic acid and ethylene glycol with contained a 10% -lgen content of ether bonds. As an electric Conductors were used here with 0.6 mm copper wires. The copper wires so coated with or without an additional layer of lacquer to increase the surface smoothness heated to an oven temperature of 420 ° C, in the usual way a baking of the To achieve layers of lacquer.
Zum Vergleich der physikalischen Eigenschaften der mit Lacken nach der Erfindung hergestellten isolierten elektrischen Leiter mit bekannten isolierten elektrischen Leitern wurden nach bekannten Methoden die folgenden bei den Isolierlacke hergestellt: Vergleichsbeispiel 2 In 45 Gewichtsteilen Kresol wurden 27 Gesichts teile Desmophen F 950 (Terephthalsäurepolyester der Firma Farbenfabriken Bayer, Leverkusen) 8 Gewichtsteile Desmodur CT (bloclciertes trimerisiertes Isocyanat), 19 Gewichtsteile Solventnaphtha und 1 Gewichtstetl polymeres Butyltitanat gelöst.To compare the physical properties of those with paints according to of the invention produced insulated electrical conductors with known insulated Electrical conductors were made according to known methods as follows for the insulating varnishes produced: Comparative Example 2 In 45 parts by weight of cresol were 27 faces parts Desmophen F 950 (terephthalic acid polyester from Farbenfabriken Bayer, Leverkusen) 8 parts by weight Desmodur CT (blocked trimerized isocyanate), 19 parts by weight of solvent naphtha and 1 part by weight of polymeric butyl titanate dissolved.
Vergleichsbeispiel 3 115 g Trimellithsäureanhydrid wurden bei 150°C in 500 g Kresol gelöst, worauf 6o g Diaminodiphenylmethan zugesetzt wurden. Sechs Stunden wurde dieses Gemisch auf 1400C gehalten und anschließend abgek'ühlt, worauf die ausfallenden Kristalle durch Filtration und mehrmaliges Waschen mit Alkohol und Ather isoliert.wurden.Comparative Example 3 115 g of trimellitic anhydride were obtained at 150.degree Dissolved in 500 g of cresol, whereupon 60 g of diaminodiphenylmethane were added. six This mixture was kept at 140 ° C. for hours and then cooled, whereupon the precipitated crystals by filtration and repeated washing with alcohol and ether isolated.
Getrennt hiervon wurden 385 g Dimethyl terephthalat, 112 g Äthylenglykol und 75 g Glycerin miteinander umgesetzt und nach Zugabe von 137 des wie oben gewonnenen Produktes aus Trimelli thsäureanhydrid und Di amin odi phenylme than bei 2 Pl 5 im Vakuum kondensiert.Separately from this were 385 g of dimethyl terephthalate, 112 g of ethylene glycol and 75 g of glycerol reacted with one another and after adding 137 of the obtained as above Product made from trimellitic anhydride and di amine odiphenyl methane at 2 Pl 5 condensed in vacuum.
Zur Gewinnung eines Drahtlackes wurden 35 Gewichtsteile dies-es Kondensati onsproduktes zusammen mi-t 1 Gewichtsteil polymerem Butyltitanat in 45 Gewichtsteilen Kresol und 19 Gewichtsteilen Solventnaphta gelöst.35 parts by weight of this condensate were used to obtain a wire enamel onsproduktes together with 1 part by weight of polymeric butyl titanate in 45 parts by weight Dissolved cresol and 19 parts by weight of solvent naphtha.
Die nach den Vergleichsbeispielen 2 und 3 gewonnenen Drahtlacke wurden in bekannter Weise auf Kupferdrähte mit einer Dicke von 0,6 mm aufgebracht und bei einer Ofentemperatur von 4200C eingebrannt.The wire enamels obtained according to Comparative Examples 2 and 3 were applied in a known manner to copper wires with a thickness of 0.6 mm and at baked in an oven temperature of 4200C.
Rin Vergleich der physikalis chen Eigenschften e@ ergab, daß die Elektroisolationslacke nach der Erfindung eine wesentlich bessere Wärmedruckfestigkeit, Wärmestandfestigkeit und Emerson-Abriebfestigkeit sowie eine erhöhte Lebensdauergrenztemperatur gegenüber den bekannten Lacken ergaben.A comparison of the physical properties e @ showed that the electrical insulation varnishes according to the invention a significantly better thermal compressive strength, thermal stability and Emerson abrasion resistance as well as an increased life limit temperature the known paints.
Die physikalischen Eigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Dabei ist der Lack 1 der nach dem Beispiel 1 nach der Erfindung gewonnene Drahtlack ollne Überzugsschicht zur Verbesserung der Oberflächenglätte, und die Drahtlacke 2 und 3 sind dio nach den Vergleichsbeispielen i und 3 gewonnenen Lacksysteme.The physical properties are in the table below listed. The lacquer 1 is that obtained according to Example 1 according to the invention Wire enamel ollne coating layer to improve the surface smoothness, and the Wire enamels 2 and 3 are dio according to the comparative examples i and 3 paint systems obtained.
Tabelle Lack 1 2 3 Ofentemperatur beim Einbrennen 420°C 420°C 420°C Drahtdurchmesser 0,6 mm 0,6 mm 0,6 mm Lackzunahme 0,04 mm 0,04 mm 0,04 mm Abzugsgeschwindig -keit 8m/min 4m/min 5m/min Max.Au#enfaserdehnbarkeit 100 % 80 % 100 % Max.Hitzeschockfestigkeit einer einfachen Wickelrolle 240°C 140°C 240°C Wärmedruckfestigkeit 340°C 280°C 260°C Wärmestandfestigkeit bel 180°C (bei 500 Volt und 500 g Belastung) 100 h 40 h 20 h Standfestigkeit von AIEE 510 Motorettenspulen im Kurzschluß 35 min 4 min 8 min Emerson-Abriebfestigkeit 29 pound 12 pound 8 pond Temperaturknickpunkt des Ver- 21000 13000 l7OC lustfaktors 210°C 130°C 170°C Lebensdauergrenztemperatur nach AIEE 57 210°C 165°C 185°C Table paint 1 2 3 Oven temperature during stoving 420 ° C 420 ° C 420 ° C Wire diameter 0.6 mm 0.6 mm 0.6 mm Enamel increase 0.04 mm 0.04 mm 0.04 mm take-off speed -Number 8m / min 4m / min 5m / min Max. outer fiber extensibility 100% 80% 100% Max. heat shock resistance a simple winding roll 240 ° C 140 ° C 240 ° C Thermal compressive strength 340 ° C 280 ° C 260 ° C Heat resistance at 180 ° C (at 500 volts and 500 g load) 100 h 40 h 20 h Stability of AIEE 510 motor-driven coils in a short circuit 35 min 4 min 8 min Emerson abrasion resistance 29 pound 12 pound 8 pond temperature break point of the 21000 13000 l7OC loss factor 210 ° C 130 ° C 170 ° C service life limit temperature according to AIEE 57 210 ° C 165 ° C 185 ° C
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19651790228 DE1790228C3 (en) | 1965-06-29 | Electric insulating varnish |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEC0036254 | 1965-06-29 | ||
| DE19651790228 DE1790228C3 (en) | 1965-06-29 | Electric insulating varnish |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1790228A1 true DE1790228A1 (en) | 1971-06-03 |
| DE1790228B2 DE1790228B2 (en) | 1972-12-07 |
| DE1790228C3 DE1790228C3 (en) | 1976-07-22 |
Family
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2522386A1 (en) * | 1975-05-21 | 1976-11-25 | Chem Fab Dr Wiedeking Gmbh | Electrical insulation lacquer for wires - comprises polyester imide and diacetone alcooccohoool and or glycol solvent |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2522386A1 (en) * | 1975-05-21 | 1976-11-25 | Chem Fab Dr Wiedeking Gmbh | Electrical insulation lacquer for wires - comprises polyester imide and diacetone alcooccohoool and or glycol solvent |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1790228B2 (en) | 1972-12-07 |
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