DE2131994B2

DE2131994B2 - INSULATED ELECTRICAL CONDUCTOR AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING

Info

Publication number: DE2131994B2
Application number: DE19712131994
Authority: DE
Inventors: Norman Bilow
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1971-02-09
Filing date: 1971-06-28
Publication date: 1972-06-08
Also published as: FR2124205A1; DE2131994A1; GB1340136A; FR2124205B1

Description

N I I N ^xC^/>/^sC^/ NIIN ^x C ^/ > / ^s C ^/

besteht.consists.

2. Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer äußeren Hülle aus einem Tetrafluoräthylenpolymerisat, einem Tetrafluoräthylenhexafluorpropylenpolymerisat oder einer Mischung solcher Polymerisate versehen ist.2. A ladder according to claim 1, characterized in that it has an outer sheath of a Tetrafluoroethylene polymer, a tetrafluoroethylene hexafluoropropylene polymer or a mixture of such polymers is provided.

3. Verfahren zur Herstellung eines isolierten elektrischen Leiters nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lack in Form einer Lösung eines Polyimidpolymers, das nach der Polymerisation zu einem Polyimid der Formel3. Method of making an insulated electrical Conductor according to Claim 1 or 2, characterized in that a lacquer in the form of a solution of a polyimide polymer which, after polymerization, gives a polyimide of the formula

führt, hergestellt, mit diesem Lack eine elektrisch isolierende Folie oder ein elektrisch isolierendes Gewebe beschichtet, die Beschichtung getrocknet und das Polyimidpolymer bis zum B-Zustand polymerisiert, die beschichtete Folie bzw. das beschichtete Gewebe um den Leitungsdraht herumgewickelt und endlich die Beschichtung zu einer im wesentlichen blasenfreien Dichtmasse ausgehärtet wird.leads, produced, with this lacquer an electrically insulating film or an electrically insulating Fabric coated, the coating dried, and the polyimide polymer to the B-stage polymerized, the coated film or the coated fabric wound around the conductor wire and finally the coating cured to form an essentially bubble-free sealant will.

Die Erfindung bezieht sich auf einen isolierten elektrischen Leiter, bestehend aus einem Leitungsdraht und einer den Leitungsdraht umgebenden Isolierung aus einem wärmebeständigen, isolierenden Schichtmaterial, das mit einer abdichtenden Klebstoffschicht versehen ist.The invention relates to an insulated electrical conductor consisting of a lead wire and an insulation surrounding the lead wire made of a heat-resistant, insulating layer material, which is provided with a sealing adhesive layer.

Im Laufe der Jahre hat der Bedarf an isolierten elektrischen Leitern, deren Isolation hohen Temperaturen standzuhalten vermag, ständig zugenommen. Um diesen Bedarf zu decken, wurde die Isolation elektrischer Leiter laufend verbessert. Die beste der gegenwärtig bekannten Isolationen besteht aus einer PoIyimidfolie, die mit FEP-Tefion, also einem Copolymer aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, verklebt ist. Für den Gebrauch solcher Leiter wird eine Temperaturgrenze von 200⁰C angegeben, obwohl es scheint, daß der Leiter auch noch etwas höheren Temperaturen widerstehen könnte. Die Anwendbarkeit eines solchen Leiters bei hohen Temperaturen ist begrenzt, weil das in seinem Aufbau verwendete FEP-Tefion nahe 204⁰C in einen glasartigen Zustand übergeht und daher oberhalb dieser Temperatur seine Dichteigenschaften verliert. Der bei der Isolierung solcher Leiter verwendete Polyimidträger kann zwar selbst Temperaturen bis zu etwa 320⁰C aushalten, erfordert jedoch die Anwendung^ eines Dichtmittels, wenn er als Isolation um einen Draht herumgewickelt wird.Over the years, the need for insulated electrical conductors, the insulation of which is able to withstand high temperatures, has increased steadily. In order to meet this need, the insulation of electrical conductors has been continuously improved. The best of the currently known insulation consists of a polyimide film that is glued with FEP-Tefion, a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. ^{A temperature limit of 200 °} C. is specified for the use of such conductors, although it appears that the conductor could withstand somewhat higher temperatures. The applicability of such a conductor at high temperatures is limited because the one used in its construction FEP Tefion close to 204 ⁰ C in a glassy state and therefore goes above this temperature, loses its sealing properties. The polyimide carrier used to insulate such conductors can even ^{withstand temperatures of up to about 320 °} C., but requires the use of a sealant if it is wrapped around a wire as insulation.

Polyimide sind gewöhnlich Polymere, die von einem Dianhydrid und einem Diamin abgeleitet sind und die beim Aushärten Wasser abscheiden. Das Problem besteht nun darin, ein geeignetes Dichtmittel zu schaffen, das bei Temperaturen bis zu 320⁰C seine Dichteigenschaften nicht verliert und in geeigneter Weise anwendbar ist, um ohne Blasenbildung eine gleichmäßige Verbindung und eine gleichförmige, flexible Beschichtung zu bilden. Die Beschichtung darf sich nicht verfestigen, wenn eine Lagerung bei Temperaturen zwischen -54° C und +74⁰C stattfindet, muß eine Durchschlagfestigkeit von über 2500 V Wechselspannung aufweisen, auf 300 m Länge des Drahtes einen Isolationswiderstand von mehr als 1000 M Ω und endlich eine Flexibilität bei niederen Temperaturen aufweisen, die gewährleistet, daß keine Durchschläge und keine Brüche stattfinden, wenn der Draht bei 18°C auf einen Kern von 6 bis 12 mm Durchmesser aufgewickelt wird.Polyimides are usually polymers derived from a dianhydride and a diamine that separate out water upon curing. The problem now is to provide a suitable sealing agent up to 320 ⁰ C its sealing properties not lost at temperatures and is suitably applicable to form a uniform compound, and a uniform, flexible coating without blistering. The coating must not solidify when stored at temperatures between -54 ° C and +74 ⁰ C occurs, a dielectric strength of over 2500 V alternating voltage is required to have, m to 300 length of the wire insulation resistance of more than 1000 M Ω and finally have a flexibility at low temperatures which ensures that no punctures or breaks occur when the wire is wound at 18 ° C on a core 6 to 12 mm in diameter.

Es gibt kein als Schicht aufbringbares Polyimiddichtmittel, das zur Herstellung einer Hochtemperatur-Drahtisolation benutzt werden könnte, ohne daß gewisse Fehler die Beschichtung unbrauchbar machten.There is no layered polyimide sealant that is used to make high temperature wire insulation could be used without certain defects rendering the coating unusable.

Beim Versuch, Polyimidprepolymere zu verwenden, haben sich die Prepolymere mit Kondensationscharakter als ungeeignet erwiesen. Nichtgasende Additionspolymere, wie beispielsweise solche, die von einem Dianhydrid oder Mischungen von Dianhydriden und einem aromatischen Diamin abgeleitet oder gebildet werden, wie beispielsweise von einer Mischung des Dianhydrids von Pyromellitsäure und des Anhydrids von endo -'Bicyclo - (2,2,1) - hept - 5 - en - 2,3 - dicarbonsäure und Diamindiphenylmethan oder, wenn auch weniger bevorzugt, Diamindiphenyläther, können unter sorgfältig gesteuerten Bedingungen angewendet werden. Es gibt mehrere nichtgasende Additionspolymere dieser Art, die geeignet sind, jedoch ist bisher nicht bekanntgeworden, daß sie zur Herstellung von umwickelten isolierten elektrischen Leitern verwendet worden sind.When trying to use polyimide prepolymers, the prepolymers have a condensation character proved unsuitable. Non-gassing addition polymers such as those derived from a dianhydride or mixtures of dianhydrides and an aromatic diamine derived or formed such as a mixture of the dianhydride of pyromellitic acid and the anhydride of endo -'Bicyclo - (2,2,1) - hept - 5 - en - 2,3 - dicarboxylic acid and diaminediphenylmethane or, although less preferred, diaminediphenyl ether be applied under carefully controlled conditions. There are several non-gassing addition polymers of this type, which are suitable, however, has not previously been known that they can be used for the production of wrapped insulated electrical conductors have been used.

Bei einer ersten Versuchsserie wurde eine Lösung eines Polyimidpolymers in Dimethylformamid aufIn a first series of tests, a solution of a polyimide polymer in dimethylformamide was found

einen Polyimidträger aufgesprüht. Nach dem Aushärten war der von dem Polyimidpolymer gebildete Film voller Blasen und nicht dichtend. Bei weiteren Versuchen mit der angegebenen Art von in Dimethylformamid, einem üblichen Lösungsmittel, enthaltenden Polyimidpolymeren wurde dieses Polyimid ohne weitere Verdünnung auf Blätter einer 0,12 mm dicken Polyimidfolie von 7,5 χ 15 cm² aufgesprüht. Die Proben wurden 60 Minuten an der Luft getrocknet und dann unter Stickstoff bei 200° C während (a) 30Minuten, (b) 60 Minuten, (c) 90 Minuten und (d) 120 Minuten behandelt und dadurch in den B-Zustand gebracht. Danach wurden zweilagige Schichtstoffe hergestellt und bei 5 at und 260° C während 60 Minuten ausgehärtet und anschließend während 4 Stunden bei 316° C unter Argon nachgehärtet. Vor der Nachhärtung waren die Proben vollständig blasenfrei und zeigten eine gute Haftung. Nach dem Nachhärten waren jedoch die klebrigen Zwischenschichten voller Blasen. Obwohl es den Anschein hatte, daß das Band von der aufgesprühten Beschichtungsmasse gleichmäßig bedeckt war, war bei den den Trockenturm verlassenden Proben die Harzbeschichtung an den Rändern stets dicker, und zwar unabhängig von der Einstellung der Betriebsparameter der Vorrichtung oder des Trockenturmes.sprayed on a polyimide carrier. After curing, the film formed by the polyimide polymer was blistered and non-sealing. In further experiments with the specified type of polyimide polymer contained in dimethylformamide, a common solvent, this polyimide was sprayed ^{onto sheets of a 0.12 mm thick polyimide film of 7.5 × 15 cm 2 without further dilution.} The samples were air-dried for 60 minutes and then treated under nitrogen at 200 ° C for (a) 30 minutes, (b) 60 minutes, (c) 90 minutes and (d) 120 minutes and thereby brought into the B-stage. Two-layer laminates were then produced and cured at 5 atm and 260 ° C. for 60 minutes and then post-cured for 4 hours at 316 ° C. under argon. Before post-curing, the samples were completely free of bubbles and showed good adhesion. However, after post-curing, the sticky interlayers were full of bubbles. Although it appeared that the tape was evenly covered by the sprayed coating, the resin coating was always thicker at the edges of the samples leaving the drying tower, regardless of the setting of the operating parameters of the device or the drying tower.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtmasse oder einen Klebstoff zu finden, der die Möglichkeit bietet, einen isolierten elektrischen Leiter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der insgesamt den hohen Temperaturen standzuhalten vermag, denen die aus der Polyimidfolie bestehende Isolierung standhält.Accordingly, the invention is based on the object of providing a sealant or an adhesive find, which offers the possibility of an insulated electrical conductor of the type described above create that is able to withstand the high temperatures that are made of the polyimide film withstands existing insulation.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Klebstoffschicht aus einem additionsgehärteten Polyimid nach der FormelThis object is achieved according to the invention in that the adhesive layer consists of an addition-cured Polyimide according to the formula

O OO O

besteht.consists.

Dieses additionsgehärtete Polyimid bildet eine im wesentlichen blasenfreie Polyimidbeschichtung als Dichtungsmittel für Isolierbänder oder Folien, insbesondere Polyimidbänder od. dgl. Als im wesentlichen blasenfreies Klebe- und Dichtmittel gewährleistet das selektive Polyimid eine hohen Temperaturen standhaltende elektrische Isolation in Form einer haftfähigen Beschichtung, die sogar in Gegenwart von Luft Temperaturen von 316° C während 100 bis 400 Stunden standzuhalten vermag und Temperaturen von 290° C in Luft sogar 400 bis 1000 Stunden standhält. Das Klebe- oder Dichtmittel kann für sich als Isolationsmaterial oder aber als abdichtende Beschichtung für isolierende Bänder oder Träger verwendet werden.This addition cured polyimide forms a substantially void-free polyimide coating as Sealing means for insulating tapes or foils, in particular polyimide tapes or the like. As essentially Bubble-free adhesive and sealant ensures the selective polyimide can withstand high temperatures electrical insulation in the form of an adhesive coating that even in the presence of Air can withstand temperatures of 316 ° C for 100 to 400 hours and temperatures from 290 ° C in air even withstands 400 to 1000 hours. The adhesive or sealant can stand alone used as insulation material or as a sealing coating for insulating tapes or carriers will.

Das Polyimid-Dichtmittel, das das wärmebeständige Isoliermaterial nach der Erfindung bildet, besteht aus aromatischen oder halbaromatischen Polyimidpolymeren, die durch eine Additionspolymerisation aushärten und nicht durch einen Kondensationsvorgang. The polyimide sealant constituting the heat-resistant insulating material of the invention is made from aromatic or semi-aromatic polyimide polymers, which by addition polymerization harden and not through a condensation process.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen elektrischen Leiters. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß ein Lack in Form einer Lösung eines PoIyimidpolymers, das nach der Polymerisation das oben angegebene Polyimid ergibt, hergestellt, mit diesem Lack eine elektrisch isolierende Folie oder ein elektrisch isolierendes Gewebe beschichtet, die Beschick tung getrocknet und das Polyimidpolymer bis zum B-Zustand polymerisiert, die beschichtete Folie bzw. das beschichtete Gewebe um den Leitungsdraht herumgewickelt und endlich die Beschichtung zu einer im wesentlichen blasenfreien Dichtungsmasse ausgehärtet wird.The invention also relates to a method for producing the electrical according to the invention Head. The inventive method consists in that a lacquer in the form of a solution of a polyimide polymer, which after the polymerization gives the polyimide given above, prepared with this Lacquer coated an electrically insulating film or an electrically insulating fabric, the charge device is dried and the polyimide polymer is polymerized to the B-stage, the coated film or the coated fabric is wrapped around the conductor wire and finally the coating becomes an im essential bubble-free sealant is cured.

Demgemäß erfolgt die Anwendung des Dicht- oder Klebemittels durch eine spezielle Steuerung der Trocknung, der überführung in den B-Zustand und der endgültigen Aushärtung unter Wärmezufuhr. Die selektive Verwendung von durch Addition polymerisierbaren Polyimiden und die selektive Steuerung derAccordingly, the application of the sealant or adhesive takes place through a special control of the drying, the transfer to the B-stage and the final hardening with the supply of heat. The selective use of addition polymerizable polyimides and the selective control of the

O O₁ OO ₁

Bedingungen ist für die Erzeugung der im wesentlichen blasenfreien, wärmebeständigen und abdichtenden Isolation von besonderem Vorteil. Durch das Aufbringen der durch Addition polymerisierbaren PoIyimidpolymere auf ein vorzugsweise aus Polyimid oder Pyrron bestehendes Tragband wird eine wärmebeständige elektrische Isolation für elektrische Leiter erzielt, die bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit ihre abdichtenden und isolierenden Eigenschaften nicht verliert. Für die Bildung der blasenfreien Klebstoffschicht ist von Bedeutung, daß das zur Klebstoffschicht verwendete Polyimid bei der Erwärmung durch eine Additionspolymerisation aushärtet und daher beim Aushärten kein Wasser freisetzt. Das Polyimidpolymer ist demnach ein polymerisierbares Material, das in einem relativ trockenen, verhältnismäßig niedrigsiedenden, leicht polaren oder polarisierbaren Lösungsmittel aufbringbar ist und, wenn es richtig angewendet wird, die erwünschte wärmebeständige Klebstoffschicht für das den elektrischen Leiter umgebende, isolierende Schichtmaterial bildet.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in den Fig.l und 2 Diagramme des Isolationswiderstandes von Leitern nach der Erfindung als Funktion der Temperatur.Conditions is particularly advantageous for producing the essentially bubble-free, heat-resistant and sealing insulation. By applying the addition-polymerizable polyimide polymers to a carrier tape preferably made of polyimide or pyrron, heat-resistant electrical insulation for electrical conductors is achieved which does not lose its sealing and insulating properties at high temperatures and high humidity. For the formation of the bubble-free adhesive layer it is important that the polyimide used for the adhesive layer hardens when heated by an addition polymerization and therefore does not release any water when hardened. The polyimide polymer is accordingly a polymerizable material which can be applied in a relatively dry, relatively low-boiling, slightly polar or polarizable solvent and, when properly used, forms the desired heat-resistant adhesive layer for the insulating layer material surrounding the electrical conductor.
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments. The drawing shows in Fig.l and 2 diagrams of the insulation resistance of conductors according to the invention as a function of temperature.

example 1

65 g des nach der Erfindung verwendeten Polymers mit der oben angegebenen Formel werden in 235 ml p-Dioxan und 15 ml frischem Dimethylformamid gelöst, so daß ein verdünnter Lack mit einem Feststoffgehalt von etwa 18 Gewichtsprozent entsteht. Das Polymer wird dabei vorzugsweise in trockener Form eingesetzt. Zumindest wird vor dem Einsatz des Polymers ein früher verwendetes Lösungsmittel im wesentlichen vollständig entfernt, insbesondere wenn das alte Lösungsmittel bei Normalbedingungen einen über 150⁰C liegenden Siedepunkt aufweist. Die oben angegebene Menge bezieht sich auf die reine Menge der Polymer-Feststoffe.65 g of the polymer used according to the invention with the formula given above are dissolved in 235 ml of p-dioxane and 15 ml of fresh dimethylformamide, so that a dilute paint with a solids content of about 18 percent by weight is formed. The polymer is preferably used in dry form. At least a previously used solvent is essentially completely removed before the polymer is used, in particular if the old solvent has a boiling point ^{above 150 ° C. under normal conditions.} The amount given above relates to the pure amount of polymer solids.

5555

Der in der beschriebenen Weise hergestellte Lack wurde dazu verwendet, eine übliche wärmebeständige Polyimid-Isolierfolie in Bandform zu beschichten. Die Polyimidfolie bestand aus einem von Diaminodiphenyläther und dem Dianhydrid von Pyromellitsäure oder Benzophenontetracarbonsäure abgeleiteten PoIyimid. Es können auch andere wärmebeständige Polymerfolien als Träger Verwendung finden, die von anderen Polyimidpolymeren, Pyrronen u. dgl. abgeleitet sind. Außerdem kann das Klebemittel dazu benutzt werden, die Wärmebeständigkeit und den elektrischen Widerstand anderer üblicher Isolierstoffe oder Folien zu verbessern. Das folgende Beispiel veranschaulicht die Technik, die beim Beschichten einer elektrisch isolierenden, vorzugsweise bandförmigen Polyimidfolie und Umwickeln eines Leitungsdrahtes mit dieser Folie zu beachten sind.The paint prepared in the manner described was used to make a conventional heat-resistant To coat polyimide insulating film in tape form. The polyimide film was made of one of diaminodiphenyl ethers and the dianhydride of pyromellitic acid or benzophenone tetracarboxylic acid derived polyimide. It is also possible to use other heat-resistant polymer films as supports, those of others Polyimide polymers, pyrrons and the like are derived. The adhesive can also be used for this , the heat resistance and electrical resistance of other common insulating materials or foils to improve. The following example illustrates the technique used to coat an electrically insulating, preferably tape-shaped polyimide film and wrapping a conductor wire with this film must be observed.

Example 2

•Es wurden 62,8 m eines Polyimidbandes von 0,025 mm Dicke zunächst durch eine Wascheinrichtung geleitet, in der das Band mit p-Dioxan gewaschen wurde. Das gewaschene Band wurde dann mit. dem vorstehend beschriebenen Lack beschichtet. Das beschichtete Band wurde in Luft bei 200⁰C getrocknet und dann in den B-Zustand gebracht, in dem es mit einer Geschwindigkeit von 0,3 m/min durch einen Ofen mit einer Temperatur von 260° C gezogen wurde. Die Dicke der erhaltenen Beschichtung schwankte zwischen 0,01 und 0,04 mm. Die gesamte Trockenzeit betrug 38 Sekunden und die zur überführung in den B-Zustand verwendete Zeit 2 Minuten. Das mit der sich im B-Zustand befindenden Beschichtung versehene Band wurde aufgewickelt und war damit gebrauchsfertig. • 62.8 m of a polyimide tape 0.025 mm thick was first passed through a washing device in which the tape was washed with p-dioxane. The washed tape was then with. coated with the paint described above. The coated web was dried in air at 200 ⁰ C and then brought to the state B where it was drawn at a speed of 0.3 m / min through an oven at a temperature of 260 ° C. The thickness of the coating obtained varied between 0.01 and 0.04 mm. The total drying time was 38 seconds and the time used to convert to the B stage was 2 minutes. The tape provided with the B-stage coating was wound up and was thus ready for use.

Dieses beschichtete Band wurde dann mit Hilfe einer üblichen Drahtwickelmaschine um eine versilberte Litze (20 ga., 7/28) unter Verwendung einer 50%igen Überlappung herumgewickelt. An der Wickelstelle wurde Wärme zugeführt, und es lag die Wickeltemperatur zwischen 316 und 427° C.This coated tape was then silver-plated using a conventional wire winding machine Stranded wire (20 ga., 7/28) wrapped around using a 50% overlap. At the Heat was applied to the winding point and the winding temperature was between 316 and 427 ° C.

Auf diese Weise wurden 40,8 m eines isolierten Drahtes erzielt. Dieser Draht wurde ausgehärtet, indem er durch einen Ofen von 3 m Länge mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min bei 316⁰C hindurchgeleitet wurde. Der größte Teil des Drahtes wurde jedoch mit der doppelten Geschwindigkeit durch den Ofen hindurchgeleitet. Die Nachhärtung erfolgte bei 316° C in Stickstoff während 1 Stunde. Die Gesamtdicke der Isolation betrug etwa 0,08 mm. Der Draht hatte ein sehr gutes Aussehen (Draht IV).In this way 40.8 m of insulated wire was obtained. This wire was cured by being passed through a furnace of 3 m length at a speed of 3 m / min at 316 ^° C. However, most of the wire was fed through the furnace at twice the speed. Post-curing took place at 316 ° C. in nitrogen for 1 hour. The total thickness of the insulation was about 0.08 mm. The wire had a very good appearance (wire IV).

Es wurde das Temperaturprofil dieses Drahtes aufgenommen, indem sein Isolationswiderstand bei verschiedenen Temperaturen gemessen wurde. Die erhaltenen Daten sind in F i g. 1 graphisch dargestellt. Danach wurde der Draht mit einer Polytetrafluoräthylenfolie umwickelt, um zwei neue Arten verbesserter beschichteter Drähte zu schaffen, wie es die Kurven IVA und IVB in F i g. 1 zeigen. Diese Umwicklung mit Polytetrafluoräthylenfolie ist nicht für die Anwendung der Erfindung erforderlich, kann jedoch in manchen Fällen zweckmäßig sein.The temperature profile of this wire was recorded by measuring its insulation resistance at different Temperatures was measured. The data obtained are shown in FIG. 1 shown graphically. Then the wire was wrapped in a polytetrafluoroethylene film, two new types improved of coated wires, as shown by curves IVA and IVB in FIG. 1 show. This wrap with polytetrafluoroethylene film is not required for the application of the invention, but can be useful in some cases.

Bei beiden Beispielen wurde ein Polytetrafluoräthylenband von 0,05 mm Dicke und 12,7 mm Breite verwendet. Im einen Fall (Draht IVB) wurden jedoch zwei Schichten mit entgegengesetztem Wickelsinn aufgebracht, während im anderen Fall (Draht IVA) nur eine Schicht aufgebracht wurde. In beiden Fällen betrug die Überlappung etwa 50%. Die Drähte wurden bei 538° C während 1 Minute gesintert, indem sie durch einen 4,5 m langen Luftofen geleitet wurden. Der Draht mit der einfachen zusätzlichen Umwicklung hatte eine Isolationsdicke (Wandstärke) von 0,165 mm, wogegen die Isolationswandstärke bei dem doppelt umwickelten Draht 0,28 mm betrug.In both examples, a polytetrafluoroethylene tape 0.05 mm thick and 12.7 mm wide was used used. In one case (wire IVB), however, there were two layers with opposite winding directions applied, while in the other case (wire IVA) only one layer was applied. In both cases the overlap was about 50%. The wires were sintered at 538 ° C for 1 minute by using were passed through a 4.5 m long air oven. The wire with the simple additional wrapping had an insulation thickness (wall thickness) of 0.165 mm, whereas the insulation wall thickness for the double-wrapped wire was 0.28 mm.

Die Widerstandsmessungen als Funktion der Temperatur beider Arten von Drähte sind in der Tabelle 1 aufgeführt und ebenfalls in F i g. 1 graphisch dargestellt. The resistance measurements as a function of temperature for both types of wires are given in Table 1 listed and also in F i g. 1 shown graphically.

Es sei daraufhingewiesen, daß bei der Verwendung eines Tetrafluoräthylen - hexafluorpropylen - copolymers oder von Polytetrafluoräthylen als Umhüllung diese Stoffe nicht als Klebe- oder Dichtungsmittel für das Polyimid dienen.It should be noted that when using a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer or from polytetrafluoroethylene as a covering, these substances are not used as adhesives or sealants serve for the polyimide.

Isolationswiderstand des umwickelten isolierten Drahtes als Funktion der Temperatur*)Insulation resistance of the wrapped insulated wire as a function of temperature *)

Temperaturtemperature (a)
(b)(a)
(b) Draht IVAWire IVA A-IffA-Iff Ohmohm Draht IVBWire IVB A-10⁹ A-10 ⁹ Ohmohm ⁰C ⁰ C (a)
(b)(a)
(b) 0,006
0,0060.006
0.006 8-10"
8 -10"8-10 "
8 -10 " 0,004
0,0070.004
0.007 1 · 10ⁱ⁴
7 · 10"1 · 10 ⁱ⁴
7 10 " (a)
(b)(a)
(b) 0,032
0,0400.032
0.040 2 ■ 10"
1 · 10"2 ■ 10 "
1 x 10 " 0,019
0,0160.019
0.016 3 · 10"
3 ■ 10"3 x 10 "
3 ■ 10 " 24 in H₂O (a)
(b) ·24 in H ₂ O (a)
(b) (a)
(b)(a)
(b) 0,077
0,0720.077
0.072 6-1012
7 · ΙΟΙ² 6-1012
7 · ΙΟΙ ² 0,035
0,0280.035
0.028 I · 10"
2 · 10"I · 10 "
2 x 10 " 121121 (a)
(b)(a)
(b) 0,18
0,160.18
0.16 3-ΙΟΙ²
3 · ΙΟ⁰ 3-ΙΟΙ ²
3 ⁰ 0,012
0,0090.012
0.009 4 · 10"
6 · 10"4 x 10 "
6 x 10 " 149149 (a)
(b)(a)
(b) 0,95
0,830.95
0.83 5-10"
6·10" I5-10 "
6 x 10 "I. 0,028
0,0190.028
0.019 2 -10"
3 - 10"2 -10 "
3 - 10 " 177177 9,5
11,09.5
11.0 5-1O¹⁰
5-10¹⁰ 5-1O ¹⁰
5-10 ¹⁰ 0,14
0,130.14
0.13 4 · 10¹²
4-10124 · 10 ¹²
4-1012 • 204• 204 200
270200
270 • 2-10⁹
2-10⁹ • 2-10 ⁹
2-10 ⁹ 2,8
2,72.8
2.7 2 ■ 10"
2-10"2 ■ 10 "
2-10 " 260260 316316

*) -Drahtstiicfce von 76 cm Länge.*) -Wire piece of 76 cm length.

Die Messungen des Isolationswiderstandes wurden alle doppelt ausgeführt. Bei allen Prüfungen bei Umgebungstemperatur wurden die Drähte vor dem Test während einer Mindestzeit von 1 Stunde in anionisch benetzendes Wasser getaucht. Auch bei den Messungen bei erhöhten Temperaturen wurden die Einweichungsperioden angewendet, jedoch erst nach dem Abkühlen der Drähte auf Umgebungstemperatur. Die Messungen wurden durchgeführt, indem zwischen dem Draht und einem in das mit Netzmittel versehene Wasser eingetauchten Leiter eine Gleichspannung von 500 V angelegt wurde. Der Leckstrom wurde mit einem Mikrovolt-Amperemeter der Firma Hewlett Packard. Modell 425 A, gemessen.The measurements of the insulation resistance were all carried out in duplicate. For all tests at ambient temperature the wires became anionic for a minimum of 1 hour before the test submerged in wetting water. The soaking periods were also increased in the measurements at elevated temperatures used, but only after the wires have cooled to ambient temperature. The measurements were carried out by between DC voltage of the wire and a conductor immersed in the water provided with the wetting agent 500 V was applied. The leakage current was measured with a microvolt ammeter from Hewlett Packard. Model 425 A, measured.

Example3

Ein Polyimidband von 0,025 mm Dicke wurde ähnlich wie im Beispiel 2 mit dem oben beschriebenen Lack beschichtet. Es wurden 120 m des beschichteten Bandes hergestellt und zweifach um einen versilberten Kupferdraht (20 ga., 19/32) herumgewickelt. Die Wicklungen erfolgten gegensinnig mit einer Überlappung von 50% in jeder Lage. Der vorher nach Beispiel 2 hergestellte Draht war nicht doppelt umwickelt. Bei diesem Beispiel lag die Wickeltemperatur im Bereich zwischen 427 ± 56⁰C, und es hatte die resultierende Isolation eine Wandstärke von 0,23 mm. Das Aushärten erfolgte durch Hindurchleiten des Drahtes durch einen Härteofen von 3 m Länge mit einer Geschwindigkeit von 6 m/min, in welchem Ofen eine Luftatmosphäre und eine Temperatur von 316° C herrschte. Die gesamte Härtezeit betrug 30 Sekunden. Die Nachhärtung erfolgte bei 288° C in Stickstoff während 3 Stunden. Die Resultate von Messungen des Isolationswiderstandes bei verschiedenen Temperaturen sind nachstehend wiedergegeben:A polyimide tape 0.025 mm thick was coated with the paint described above in a manner similar to that in Example 2. 120 m of the coated tape were made and wound twice around a silver-plated copper wire (20 ga., 19/32). The windings were made in opposite directions with an overlap of 50% in each layer. The wire previously produced according to Example 2 was not wrapped twice. In this example, the winding temperature was in the range between 427 ± 56 ^° C., and the resulting insulation had a wall thickness of 0.23 mm. The hardening was carried out by passing the wire through a hardening furnace of 3 m length at a speed of 6 m / min, in which furnace an air atmosphere and a temperature of 316 ° C. prevailed. The total curing time was 30 seconds. Post-curing took place at 288 ° C. in nitrogen for 3 hours. The results of measurements of the insulation resistance at different temperatures are given below:

Isolationswiderstand in Ohm
von Drahtstücken von 76 cm LänseInsulation resistance in ohms
of pieces of wire 76 cm in length

Vor Feuchtigkeitsbehandlung Before moisturizing

a) 3 · 10'³ a) 3 · 10 ' ³

b) 4 · 10'³ b) 4 · 10 ' ³

Nach Feuchtigkcitsbehandlung After moisture treatment

Temperaturtemperature Isolationswiderstand in OhmInsulation resistance in ohms "C"C von Drahtstücken von 76 cm Längeof pieces of wire 76 cm in length 2424 6 · 10'³ 6 · 10 ' ³ 121121 7 · 10¹² 7 · 10 ¹² 149149 1 · 10¹² 1 · 10 ¹² 177177 3 · 10"3 x 10 " 204204 5-10¹⁰ 5-10 ¹⁰ 260260 1 -10¹⁰ 1 -10 ¹⁰ 316316 2-10⁸ 2-10 ⁸

4040

4545

5050

Eine graphische Darstellung dieser Daten zeigt Fig. 2.A graph of this data is shown in FIG. 2.

B e is ρ i e 1 4B e is ρ i e 1 4

Der mit Polytetrafluoräthylen umwickelte Draht nach Beispiel 2 wurde auch Feuchtigkeitsprüfungen unterworfen. Zu diesem Zweck wurde der Draht 28 Tage (672 Stunden) einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95% bei einer Temperatur von 82° C ausgesetzt. Vor und nach dieser Feuchtigkeitsbehandlung wurde der Isolationswiderstand gemessen. Die Messungen wurden wiederholt, und dann wurde der Draht 16 Stunden bei 120⁰C getrocknet. Danach erfolgte ein neuer Test. Die erzielten Resultate sind nachstehend wiedergegeben : 3 · 10'³
3 · 10'³ The wire wrapped with polytetrafluoroethylene according to Example 2 was also subjected to moisture tests. For this purpose, the wire was exposed to a relative humidity of 95% at a temperature of 82 ° C. for 28 days (672 hours). The insulation resistance was measured before and after this moisture treatment. The measurements were repeated, and then the wire was ^{dried at 120 °} C. for 16 hours. A new test was then carried out. The results obtained are given below: 3 x 10 ' ³
3 · 10 ' ³

Example 5

NachTo

Feuchtigkcits-Moisture Kit

behandlungtreatment

und Trocknenand drying

5 · 10'-1 ■ 10'³ 5 · 10'-1 ■ 10 ' ³

Weiterhin wurden Durchschlagsprüfungen vorgenommen. Zu diesem Zweck wurde an das anionisch benetzende Wasser und den Draht des elektrisch isolierten Leiters eine Wechselspannung angelegt, während der Leiter in das Wasser-eingetaucht war. Die Spannung wurde von Null mit einer 500 V/s nicht überschreitenden Geschwindigkeit bis zu einer Spannung von 2500 V erhöht. Nach einer Minute bei 2500 V wurde die Spannung mit einer Geschwindigkeit von 500 V/s auf Null vermindert. Nach diesem Test wurde die Durchschlagspannung ermittelt.Penetration tests were also carried out. To do this, it was anionic wetting water and the wire of the electrically insulated conductor while an alternating voltage is applied the ladder was submerged in the water. The voltage was not going from zero with a 500 V / s exceeding speed up to a voltage of 2500 V. After one minute at 2500 V. the voltage was reduced to zero at a rate of 500 V / s. After this test it was the breakdown voltage is determined.

Die Ergebnisse sind die folgenden:The results are as follows:

nachherlater Prüfungtest Durch-By- Gesamttotal SpanChip IsolationswiderstandInsulation resistance 8 · 10'³ 8 · 10 ' ³ mit 2500 Vwith 2500 V schlags-percussion dickethickness nungtion Ohmohm span-span IsolieIsolie festigfirm nungtion keitspeed rungtion vorherbefore bestandenpassed kVkV mmmm kV/mmkV / mm 7 · 10'³ 7 · 10 ' ³ 16.016.0 0.080.08 417417

Bei dieser Prüfung wurden Abschnitte von 76 cm Länge des einfach umwickelten Drahtes nach Beispiel 2 benutzt.In this test, sections 76 cm in length of the single-wrapped wire according to the example 2 used.

Example 6

Mit dem doppelt umwickelten Draht nach Beispiel 3 wurden Dauerversuche in Luft bei 316" C durchgeführt. Es wurden die' folgenden Ergebnisse erzielt:Endurance tests in air at 316.degree. C. were carried out with the double-wrapped wire according to Example 3 carried out. The following results were obtained:

Isolationswiderstand in OhmInsulation resistance in ohms Zeit in StundenTime in hours von Drahtstückenof pieces of wire von 76 cm Länge76 cm long 00 6 · 10'³ 6 · 10 ' ³ 4848 4 · 10'³ 4 · 10 ' ³ 144144 9 · 10'³ 9 · 10 ' ³ 216216 1 · 10'³ 1 · 10 ' ³ 288288 2 · 10'² 2 · 10 ' ² 336336 5 · 10¹² 5 · 10 ¹² 384384 4 · 10'² 4 · 10 ' ² 456456 2 · ΙΟ¹² 2 ΙΟ ¹² 504504 4 · 10"4 x 10 " 552552 2 · 10"2 x 10 " 624624 4 · 10'°4 x 10 '°

Die bemerkenswert gute Wärmebeständigkeit dieses Leiters geht aus der sehr geringen Änderung der Leiterei aenschaften während der Prüfzeit hervor.The remarkably good heat resistance of this conductor is due to the very little change in the conductor properties during the test period.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 524-3611 sheet of drawings 209 524-361

Claims

Patent claims:

1. Insulated electrical conductor, consisting of a lead wire and a lead wire surrounding insulation made of a heat-resistant O Ö

Digen, insulating layer material which is provided with a sealing adhesive layer, characterized in that the adhesive layer consists of an addition-cured polyimide according to the formula
O 0