DE2242015B2 - 27 12 71 Japan 47 613 Schwer entflammbarer Massewiderstand - Google Patents

27 12 71 Japan 47 613 Schwer entflammbarer Massewiderstand

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DE2242015B2
DE2242015B2 DE19722242015 DE2242015A DE2242015B2 DE 2242015 B2 DE2242015 B2 DE 2242015B2 DE 19722242015 DE19722242015 DE 19722242015 DE 2242015 A DE2242015 A DE 2242015A DE 2242015 B2 DE2242015 B2 DE 2242015B2
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Kunio Neyagawa Sato
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Description

Strom, und dadurch wird der Widerstand durch Bei dem schwer entflammbaren Widerstand nach
Joulesche Wärmebildung noch mehr erwärmt. In dem der Erfindung wird das Phänomen der Gasbildung des Widerstand findet schließlich ein Kurzschluß statt, es 65 Zusatzmittels bei Erreichen einer bestimmten Tempetritt ein Lichtbogen auf öderes verbrennt, verkohlt oder ratur und der Expansion des Gases zur sprunghaften erweicht der Widerstand. Es besteht daher ein großes Erhöhung des Widerstandswerts des Massewider-Problem, wie man einen Massewiderstand schaffen stands benutzt.
3 4
Ein schwer entflammbarer Massewiderstand gemäß F i g. 4 gibt ein Diagramm wieder, das die Bezie-
der Erfindung weist eine außerordentlich große Kon- hung zwischen dem Gewichtsanteil von Anthrachinon-
stanz hinsichtlich des elektrischen Widerstands und pulver und dem Höchstwert für den elektrischen Wi-
anderer elektrischer Eigenschaften, wie z. B. des Ver- derstand erläutert; die
haltens gegenüber Feuchtigkeit und der Lebensdauer 5 F i g. 5 gibt ein Diagramm wieder, das die Bezie-
auf, insbesondere wenn er unter normalen Bedingun- hung zwischen der Zeit, während der der Widerstand
gen arbeitet, unter denen die Widerstände eingesetzt Feuchtigkeit ausgesetzt wird, und der Änderung des
werden sollen. Wenn der Massewiderstand ferner bei elektrischen Widerstands erläutert; die
einer Überbelastung, wie z. B. bei einer Leistung, die F i g. 6 gibt ein Diagramm wieder, das die Bezie-
das 5- bis 50fache der Nennleistung ausmacht, und bei io hung zwischen der Erwärmungstemperatur und dem
einer Temperatur von 700C eingesetzt wird, findet zu- elektrischen Widerstand erläutert; die
nächst eine wesentliche Erhöhung des durch den Wider- F i g. 7 gibt ein Diagramm wieder, das die Beziehung
stand fließenden Stromes statt, und der Widerstand zwischen der Erwärmungstemperatur und dem elek-
wird auf eine Temperatur über der Umwandlungstem- trischen Widerstand erläutert; die
peratur des pulverförmigen Zusatzmittels erwärmt. 15 F i g. 8 gibt ein Diagramm wieder, das die Beziehung
Dieses bewirkt, daß der elektrische Widerstand des zwischen der mittleren Teilchengröße eines leitenden
Widerstandskörpers sich auf das 5- bis lOOfache des Pulvers und dem elektrischen Widerstand erläutert; die
anfänglichen elektrischen Widerstandes in irreversibler F i g. 9 gibt ein Diagramm wieder, das die Beziehung
Weise erhöht. Unter dem hier verwendeten Ausdruck zwischen der Erwärmungstemperatur und dem elek-
»in irreversibler Weise« ist zu verstehen, daß der züge- 20 trischen Widerstand als Funktion einer mittleren Teil-
nommene elektrische Widerstand nicht abnimmt, auch chengröße des leitenden Pulvers erläutert; die
nachdem der Widerstandskörper auf die Anfangstem- F i g. 10 gibt ein Diagramm wieder, das die Bezie-
peratur, wie z. B. auf Raumtemperatur, abgekühlt hung zwischen der Erwärmungstemperatur und der
worden ist. Gewichtsänderung von Anthrachinonpulver zur Be-
Der Mechanismus der irreversiblen Zunahme des 25 Stimmung der Umwandlungstemperatur von Anthra-
elektrischen Widerstands des Massewiderstands der chinonpulver erläutert; die
Erfindung kann wie folgt sein. Wenn die Widerstands- F i g. 11 gibt ein Diagramm wieder, das die Bezie-
masse einer Überbelastung ausgesetzt ist, wird die hung zwischen der Temperatur und dem Koeffizienten
Widerstandsmasse über eine kritische Temperatur er- der linearen Wärmeausdehnung von Phenolharz zur
wärmt, so daß das in der Widerstandsmasse verteilte 30 Bestimmung der Glasübergangstemperatur von Phe-
pulverförmige Zusatzmittel Gas abgibt. Die elektrische nolharz erläutert.
Leitung der Widerstandsmasse beruht auf einer Kette Vor einer ausführlicheren Beschreibung soll der Aufvon Leitungswegen des von dem Harz umgebenden bau des schwer entflammbaren Masse Widerstands unleitenden Pulvers, und die Erwärmung der Wider- ter Bezugnahme auf die F i g. 1 erläutert werden. Die Standsmasse ist hauptsächlich auf die Kontakte zwi- 35 Bezugsziffer 1 bezeichnet eine Widerstandsmasse mit sehen den Teilchen des leitenden Pulvers zurückzufüh- feinverteiltem leitenden Pulver 4, pulverförmigem orgaren. Wenn die Widerstandsmasse dann eine Tempera- nischem Silikapulver 5 und Zusatzmittel 6 in einem tür angenommen hat, die der Glasübergangstempera- Harz 7. Die Widerstandsmasse 1 kann in irgendeine getur des Harzes, das als Bindemittel in der Widerstands- eignete Form gebracht werden. In F i g. 1 hat die masse wirkt, entspricht oder höher ist, veiliert das 40 Widerstardsmasse die Form eines Zylinders. Ein Paar Harz zum größten Teil seine Elastizität, so daß die mit Lötmittel überzogene Elektroden 3 sind in den Teilchen des leitenden Pulvers zum größten Teil durch Enden des nicht entzündbaren Masse Widerstands einden hohen Gasdruck des pulverförmigen Zusatzmittels gebettet. Die äußere Umkleidung oder Hülle 2, die voneinander getrennt sind. feinverteiltes Silikapulver 8, das in einem weiteren
Die Widerstandsmasse befindet sich in einem stabi- 45 Harz 9 dispergiert ist, enthält wird zum Umhüllen der
len und sicheren Gleichgewichtszustand, nachdem sich Widerstandsmasse 1 benutzt. Das pulverförmige Zu-
der Widerstand erhöht hat. satzmittel 6 hat eine Umwandlungstemperatur in dem
Daher kann der Massewiderstand der Erfindung Bereich von T8 bis (7^ 4 2000C), worin T3 eine als Sicherung wirken. So ist der Widerstand der Er- Glasübergangstemperatur des Harzes 7 ist. Unter dem findung frei von einer Lichtbogenbildung, einem Ver- 50 Ausdruck »Umwandlungstemperatur« des Zusatzbrennen, Verkohlen oder mechanischen Beschädigung. mittels, wie er hier benutzt wird, ist eine Temperatur
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in zu verstehen, unterhalb der eine Temperaturerhöhung
den Unteransprüchen gekennzeichnet. eine geringe Abnahme des Gewichts des Zusatzmittels
Die Erfindung wird an Beispielen in der nachfolgen- bewirkt, eine weitere Temperaturerhöhung aber eine den Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen 55 große Abnahme des Gewichts des Zusatzmittels beausführlicher erläutert. wirkt. Die Gewichtsabnahme des Zusatzmittels kommt
Die F i g. 1 gibt einen Querschnitt eines schwer durch Verdampfen, Zersetzen oder Sublimieren des
entflammbaren Massewiderstands wieder, und zwar Zusatzmittels zustande. Unter dem hier benutzten
mit teilweise stark vergrößerten Querschnittsdarstel- Ausdruck »Glasübergangstemperatur« des Harzes wird
lungen; die 60 eine Temperatur verstanden, oberhalb der das Harz
F i g. 2 gibt ein Diagramm wieder, das die Beziehung in einen glasigen Zustand übergeht. Eine genaue Defi-
zwischen der Erwärmungstemperatur und der Ände- nition der »Umwandlungstemperatur« und der »Glas-
rung des Gewichts von pulverförmigen Zusatzmilteln Übergangstemperatur« wird weiter unten an Hand der
erläutert; die F i g. 12 und 13 gegeben.
F i g. 3 gibt ein Diagramm wieder, das die Beziehung 65 Zur Herstellung des schwer entflammbaren Masse-
zwischen der Erwärmungstemperatur und dem elek- Widerstandes gemäß der Erfindung wird ein Gemisch
trischen Widerstand als Funktion des Gewichtsanteils von feinverteiltem leitendem Pulver, das Ruß und/oder
von Anthrachinonpulver erläutert; die Graphit enthält, Silikapulver und einem geeigneten
pulverförmigen Zusatzmittel in einem zur Verfügung stehenden Harz bei einer Temperatur von 50 bis 100' C mittels eines geeigneten Warmwalzverfahrens gut vermischt, bis die geeignete Plasitzität erzielt wird.
Nachdem sich das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt hat, wird es zerbrochen und zu Körnern zerkleinert, die das Ausgangsmaterial für die äußere Hülle darstellen.
Ein einheitlicher Körper aus der Widerstandsmasse, die von der äußeren Hülle umgeben sind, wird nach einer geeigneten Methode, wie z. B. nach einem Exlrusionsverfahren oder einem Preßverfahren, gebildet.
Die Umwandlungstemperatur des pulverförmigen Zusatzmittels, wie z. B. des Anthrachinonpulvers, wird durch Anwendung einer thermogravimetrischen Analysenvorrichtung vor der Zugabe des leitenden Pulvers zu dem Widerstandskörper gemessen.
Etwa 20 mg Anthrachinonpulver werden in einen 0,5-m!-Platintiegel genau eingewogen und mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 5°C/min auf eine Temperatur zwischen 20 und 4000C erwärmt, bis das Antrachinonpulver sich vollständig umwandeln kann (d. h. verdampft, zersetzt oder sublimiert). Die Gewichtsänderung des Anthrachinonpulvers nimmt mit der Erhöhung der Erwärmungstemperatur zu. Ein sprunghafter Anstieg bezüglich der Gewichtsänderung wird beobachtet, wenn Anthrachinonpulver auf eine Temperatur von 230 C erwärmt wird. Die Temperatur von 230'C wird folgendermaßen bestimmt: Die F i g. 10 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Erwärmungstemperatur und der Änderung des Gewichts des Anthrachinonpulvers erläutert. In der F i g. 10 besteht die Kurve aus einem ersten Abschnitt, der praktisch gerade ist (Erwärmungstemperatur: 180 bis 2000C), aus einer Krümmung (Erwärmungstemperatur: 200 bis 238 "C) und einem zweiten Abschnitt, der im wesentlichen gerade ist (Erwärmungstemperatur: 238 bis 2430C). Die gestrichelten Linien (ι) und (H) sind Verlängerungen des ersten und des zweiten Abschnittes. Die Temperatur bei dem Kreuzungspunkt P der beiden gestrichelten Linien ist über der oben erwähnten Temperatur von 230'C. Diese Temperatur von 230"C wird als die Umwandlungstemperatur des Anthrachinonpulvers bezeichnet. Die Umwandlungstemperaturen von anderen pulverförmigen Zusatzmitteln werden auf die gleiche Weise bestimmt. Die F i g. 2 gibt ein typisches Diagramm wieder, das die Beziehung zwischen der Erwärmungstemperatur und der Änderung des Gewichts von verschiedenen pulverförmigen Zusatzmitteln erläutert, und in der Tabelle 1 sind die Umwandlungstemperaturen dieser Zusatzmittel aufgeführt.
Tabelle 1 Pulverförmiges Zusatzmitte] Umwandltmgs-
temperatur
CC)
A Anthrachinon
B Anthracen
C -Nitroanthrachinon
D Terephthalsäure
E p-Terphenyl
F Phenolphthalein
G Carbazol
H Perchlorpentacyclodecan
I Kupferphthalocyanin
230
165
182
300
225
300
170
240
370
Als allgemeine Regel gilt, daß eine Glasübergangstemperatur Tg von der Art des Harzes und von der Art und der Menge des Härtungsmittels abhängig ist. Eine Glasübergangstemperatur des Harzes für die schwer entflammbaren Massewiderstände wird mit dem Test zur Ermittlung des Koeffizienten der linearen Wärmeausdehnung erhalten. Die Fig. 11 zeigt die Art der Bestimmung der Glasübergangstemperatur von Phenolharz. Wenn ein Phenolharz mit einer
ίο Länge / bei Raumtemperatur allmählich erwärmt wird, erhöht sich die Länge des Phenolharzes auf / + ΔI gemäß der Erhöhung der Temperatur des Phenolharzes. Der Koeffizient der linearen Wärmeausdehnung wird definiert als Δ l/l. Die F i g. 11 zeigt die
Beziehung zwischen dem Koeffizienten der linearen Wärmeausdehnung und der Temperatur des Phenolharzes. Die Glasübergangstemperatur des Phenolharzes wird bestimmt als Kreuzungspunkt der beiden praktisch geraden Abschnitte der erhaltenen Kurve, und zwar auf die gleiche Weise wie die oben erläuterte Bestimmung der Umwandlungstemperatur. Die gestrichelten Linien von der Fig. 11 stellen dementsprechend Verlängerungen der beiden Abschnitte dar. Die so erhaltene Glasübergangstemperatur von Phe-
nolharz liegt innerhalb des Bereichs von 140 bis 150°C. Die Glasübergangstemperatur von anderen Harzen wird auf die gleiche Weise bestimmt
Glasübergangstemperaturen von verschiedenen Harzen werden in der Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2 Art des Harzes
Übergangstemperatur
7Jr/°C
Phenolharz
Harnstoffharz
Melaminharz
Epoxyharz
140 bis 150
130 bis 140
135 bis 145
180 bis 190
Beispiel 1
Anthrachinonpulver wird als Zusatzmittel benutzt. Das Anthrachinonpulver mit einer Reinheit von 99,9 Gewichtsprozent wird durch Zerkleinern von kristallinem Anthrachinon in einer trockenen Kugelmühle erhalten. Das erhaltene Anthrachinonpulver kann ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 μΐη (ein 100-mesh-Sieb) passieren. Graphitpulver wird als leitendes Pulver verwendet Das verwendete Graphit-
pulver hat eine mittlere Teilchengröße von 50 fim. Das benutzte feinverteilte Siiikapulver hat eine mittlere Teilchengröße von ΙΟμίη. Ein Gemisch von 0 bis 85 Gewichtsprozent Anthrachinonpulver, 5 Gewichts prozent Graphitpulver, 10 Gewichtsprozent Phenol·
harz und Rest Silikapulver, wird, wie in der Tabelle: angegeben ist, hergestellt und bei 700C mittels einei Warmwalzvorrichtung gut durchmischt Das Gemisd wird abgekühlt und zu Körnern mit einer Teilchen größe von 4 bis 0,59 mm (5 bis 30 mesh) zerkleinert
Andere Körner eines Gemischs von 80 Gewichtspro zent Silikapulver und 20 Gewichtsprozent Phenolhan werden ebenfalls auf die vorstehend beschrieben« Art und Weise hergestellt
Tabelle 3
Phenolharz Graphit Anthra- Silikapulver
pulver chinon-
pulver
(Gewichts (Gewichts (Gewichts (Gewichts
prozent) prozent) prozent) prozent)
a 10 5 0 85
b 10 5 2 83
C 10 5 5 80
d 10 5 20 65
e 10 5 50 35
f 10 5 70 15
g 10 5 85 0
Tabelle 4
Anthra- Belastung mit 5 W Rau
chinon- schen3)
pulver
(Ge
wichts
prozent) 0,5 W 2 W 1OW 15 W (μV/V)
a
b
c
d
e
0
2
5
20
50
70
85
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
B.
B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
B.
B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
B.
B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
0,25
0,25
0,25
0,30
0,30
0,30
N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. 0,30
M N. B.: Wenn die Widerstände, wie oben beschrieben ist, getestet werden, findet keine Lichtbogenbildung, kein Verbrennen oder Verkohlen statt.
!)B: Wenn die Widerstände, wie oben beschrieben ist, getestet werden, findet eine Lichtbogenbildung, ein Verbrennen oder Verkohlen statt.
3) Gemessen unter Anwendung der Quan-Tech Labs Resistor Noise Test-Vorrichtung, Modell 315.
Die beiden Kornarten werden einem üblichen Extruder zugeführt, und es werden mehrere Zylinder gebildet, von denen jeder aus einem Widerstandskörper besteht, der mit einer äußeren Hülle umgeben ist. Der Düsenteil des Extruders wird auf 90 C erwärmt. Jeder kurze Zylinder wird an jedem Ende mit Elektrodenleitungen, die mit Lötmittel überzogen sind, nach bekannten Stanzverfahren, die bei 180 C innerhalb von 3 Minuten bei einem Druck von 500 kg/cm2 ausgeführt werden, versehen. Die kurzen Zylinder mit jeweils zwei mit Lötmittel überzogenen Elektrodenleitungen, die in den Enden der Zylinder eingebettet sind, werden zur Bildung beständiger Widerstände 8 Stunden bei 150'C erwärmt. Die erhaltenen Widerstände (V2-Watt-Typen) haben einen Nennwiderstandswert von 1,OkQ bei Raumtemperatur.
Diese Widerstände werden in bezug auf ihre Widerstands-Temperatur-Kennwerte, ihre Lebensdauer bei Oberbelastung und ihren Rauschpegel getestet. Der Test zur Ermittlung der Widerstands-Temperatur Kennwerte wird nach den in MIL-STD-202 beschriebenen Testverfahren bei Umgebungstemperaturer von 25, 65, 105, 150, 180, 210, 230, 260, 300, 350 und 400°C durchgeführt. Das heißt, die Widerstände werden bei jeder der Umgebungstemperaturen so gehalten, daß die Widerstände jeweils die Umgebungstemperaturen annehmen. Die Widerstände werden auf der betreffenden Temperatur 2 Minuten lang gehalten,
ίο und dann werden die elektrischen Widerstände gemessen.
Der Überbelastungstest wird nach dem in MIL-STD-202 beschriebenen Testverfahren durchgeführt. Nach MIL-STD-202 wird eine Überbelastung über
dem 1,0- bis 50fachen der Nennleistung bei Raumtemperatur 7 Stunden lang aufrechterhalten. Geeignete Vorkehrungen werden getroffen, um während des Tests eine konstante Spannung bei den Widerständen beizubehalten. Nach dem Test werden die Widerstände geprüft, ob sie frei sind von Lichtbogenbildung, Verbrennung, Verkohlung oder mechanischer Beschädigung.
Die Tests zur Ermittlung des Verhaltens bei Feuchtigkeit und des Stromstörungspegels werden nach dem in MIL-STD-202 beschriebenen Testverfahren durchgeführt.
Die F i g. 3 stellt ein so erhaltenes Diagramm dar, das eine Beziehung zwischen der Erwärmungstemperatur und dem elektrischen Widerstandswert als Funktion des Gewichtsanteils an Anthrachinonpulver erläutert.
Die F i g. 4 (Kurve I) stellt ein Diagramm dar, das eine Beziehung zwischen den Gewichtsprozenten Anthrachinonpulver und dem Höchstwert für den elektrischen Widerstand erläutert.
Die Tabelle 4 gibt diese Testergebnisse mit Belastungen bis zum 30fachen der Nennleistung wieder, worin »a« (kein Anthrachinonpulver) einem üblichen Massewiderstand entspricht.
Die F i g. 5 stellt ein so erhaltenes Diagramm dar, das eine Beziehung zwischen der Zeit, während der die Widerstände Feuchtigkeit ausgesetzt worden sind, und der Änderung des elektrischen Widerstandes der Widerstände erläutert.
Wie der F i g. 3, der F i g. 4 und der Tabelle 4 zu entnehmen ist, kann ein besseres Ergebnis mit 3 bis 70 Gewichtsprozent Anthrachinonpulver als Zusatzmittel erzielt werden. Außerdem ist der F i g. 5 zu entnehmen, daß der Massewiderstand der Erfindung etwa einem herkömmlichen Massewiderstand bezüglich der Kennwerte für die Änderung des elektrischen Widerstands mit der Zeit, während der der Widerstand Feuchtigkeit ausgesetzt wird, entspricht.
Beispiel 2
4 Widerstandsarten werden nach der in dem Beispiel 1 beschriebenen Art und Weise hergestellt. Feinverteiltes Carbazolpulver und Kupferphthalocyaninpulver werden als Zusatzmittel verwendet. Diese Pulver werden in Harzen dispergiert. Die Harze sind Phenolharz und Epoxyharz. Die Zusammensetzung von jedem Gemisch ist im wesentlichen die gleiche, wie die in dem Beispiel 1, mit Ausnahme jedoch der Bedingungen, die bei der Herstellung der Massewiderstände angewendet wurden und die in der Tabelle 5 angegeben sind.
509 518/223
Tabelle 5
Widerstandsarten
ίο
Zusatzmittel
Harz
Preßtemperatur Temperatur der Umwandlungswärme- temperatur
behandlung
(0C) (0C) CQ
Typ 1 Carbazol Phenolharz
20 Gewichtsprozent
Typ 2 Carbazol Epoxyharz
20 Gewichtsprozent
Typ 3 Kupferphthalocyanin Phenolharz
Typ 4 Kupferphthalocyanin Epoxyharz
20 Gewichtsprozent
160
170
160
170
170
170
370
370
140
182
145
185
Diese Widerstände werden den in dem Beispiel 1 angegebenen Tests unterworfen. Die F i g. 6 gibt ein so erhaltenes Diagramm wieder, das die Beziehung zwischen der Erwärmungstemperatur und dem elektrischen Widerstand erläutert. In der Tabelle 6 sind die Testergebnisse wiedergegeben. Aus diesen Ergebnissen ist zu ersehen, daß es möglich ist, die Temperatur zu bestimmen, bei der sich der Widerstandswert plötzlich erhöht, und zwar durch geeignete Wahl sowohl der Glasübergangstemperatur des benutzten Harzes als auch der Umwandlungstemperatur des verwendeten Zusatzmittel.
Tabelle 6
Wider Belastung mit 2W 5 W 1OW 15 W 25 W
stands- N.B. N.B. N.B. N. B. B.
arten 0,5 W B. B. B. B. B.
Typl N.B. B. B. B. B. B.
Typ 2 N.B. N.B. N.B. N.B. N. B. B.
Typ 3 N.B.
Typ 4 N.B.
Die besten Ergebnisse können bei Verwendung des Zusatzmittel in dem Bereich von T„ bis (7~„+2000C).
Beispiel 3
Gemische von 0 bis 85 Gewichtsprozent Zusatz mittel, 5 Gewichtsprozent leitendem Pulver, 10 Ge Wichtsprozent Harz und Rest Silikapulver werden nach
der in dem Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt Die verwendeten feinverteilten Zusatzmittel sind Anthracen, 1-Nitroanthrachinon, Terephthalsäure P-Terphenyl, Phenolphthalein, Carbazol, Perchlorpentacyclodecan und Kupferphthalocyanin. wie in dei
Tabelle 7 angegeben ist. Das verwendete leitende Pulvei ist Ruß, und das benutzte Harz ist Phenolharz.
Aus diesen Gemischen werden Massewiderstände nach der in dem Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt. Diese Widerstände werden den in dem Beispiel 1
angegebenen Tests unterworfen.
Die F i g. 4 (Kurven II) gibt ein Diagramm wieder, das eine Beziehung zwischen dem Gewichtsanteil Zusatzmittel und dem Höchstwert für den elektrischen Widerstand erläutert.
Die F i g. 7 gibt ein so erhaltenes Diagramm wieder, das eine Beziehung zwischen der Erwärmungstemperatur und dem elektrischen Widerstand erläutert. In dei Tabelle 7 s.nd die Ergebnisse der Überbelastunestests angegeben.
Tabelle 7 Zusatzmittel Gewichts
prozent		 Umwand-
lungs-
tempera-
tur		 Belastung mit 2W 5W 1OW -■ 2OW 30W
in 0C 0,5 W N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B. 		CQ CQ 09 CQ CQ QQ 09
ZZZZZZZ		 -
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B. 		15W B.
B.
B.
B.
B.
B.
B. 		B.
B.
B.
B.
B.
B.
B.
Hf Anthracen
1-Nitroanthrachinon
Terephthalsäure
p-Terphenyl
Phenolphthalein
Carbazol
Perchlorpentacyclo-
decan 		20
20
20
20
20
20
20 		165
182
300
225
300
170
240 		N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B. 		B. B. B. N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B.
N.B. 		B. B.
■4 1
2
3
4
5
6
7 		Kupferphthalo
cyanin 		20 370 N.B. B.
8
Wie aus der F i g. 4 (II), der F i g. 7 und der Tabelle 7 zu ersehen ist, können beste Ergebnisse bei Verwendung von Zusatzmittel mit einer Umwandlungstemperatur in dem Bereich von T9 bis (Ig + 200 C) und bei Verwendung von 3 bis 70 Gewichtsprozent des Zusatzmittels erzielt werden.
Beispiel 4
Gemische aus 20 Gewichtsprozent Zusatzpulver, 5 bis 20 Gewichtsprozent leitendes Pulver, 15 Gewichtsprozent Harz und Rest Silikapulver werden hergestellt. Das verwendete Zusatzpulver ist Anthrachinon, und das benutzte Harz ist Phenolharz. Die eingesetzten leitenden Pulver sind Ruß und Graphitpulver mit verschiedener mittlerer Teilchengröße, wie der Tabelle 8 zu entnehmen ist. 14 Widerstandsarten werden nach der in dem Beispiel 1 beschriebenen Weise hergestellt und sind in der Tabelle 8 aufgeführt. Die erhaltenen Widerstände (72-Watt-Typen) haben einen
elektrischen Nennwiderstand von 10 Ω bei Raumtemperatur. Die so hergestellten Massewiderstände werden den in dem Beispiel 1 angegebenen Tests unterworfen.
Die F i g. 8 gibt ein Diagramm wieder, das eine Beziehung zwischen einer mittleren Teilchengröße von leitenden Pulvern und dem elektrischen Widerstand erläutert.
Die F i g. 9 gibt ein so erhaltenes Diagramm wieder, ίο das eine Beziehung zwischen der Erwärmungstemperatur und dem elektrischen Widerstand als Funktion einer mittleren Teilchengröße des leitenden Pulvers erläutert.
Tabelle 8
* Art des leitenden Mittlere Beanspruchte Wattleistung 2 W 5 W 1OW 15 W 30W 50W Tk bei
Pulvers Teilchengröße B. B. B. B. B. B. + 1050C
(μηι) 0,5 W B. B. B. B. B. B. in %*)
a Ofenruß-LS 0,024 N.B. B. B. B. B. B. B. 0
b Ofenruß-LS 0,040 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. B. B. 0
C Ofenruß-LS 0,070 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. B. B. 1
d Ofenruß-LS 0,084 N.B. 1,5
e Thermischer Ruß 0,090 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. B. B. 1,5
(Thermal black) N.B. N.B. N.B. N.B. B. B.
f Graphit 0,1 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. B. B. 4
g Ofenruß-LS 0,12 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. B. B. 2
h Thermischer Ruß 0,24 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. B. B. 2
i Graphit 1 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. B. 4
j Graphit 5 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. 4,5
k Graphit 10 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. 4,5
1 Graphit 50 N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. N.B. 5
m Graphit 150 N.B. beschriebenen Methode. 6
η Graphit 300 N.B. 7
) Gemessen nach der in M1L-STD-202
Die Tabelle 8 gibt die Überlastungsergebnisse wieder. Wie der F i g. 8, der F i g. 9 und der Tabelle 8 zu entnehmen ist, können beste Resultate bei Verwendung von leitendem Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,080 bis 150 μηι erhalten werden. Beste Resultate werden ferner bei Verwendung von Phenolharz als Harz, Anthrachinon als Zusatzmittel und Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von 0.080 bis 0,24 μηι al: leitendem Pulver erhalten.
Patentschutz wird nur begehrt jeweil für die Gesamtheit der Merkmale eine jeden Anspruches, also einschließlicl seiner Rückbeziehung.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

kann, der den vorstehend geschilderten Nachteil nicht Patentansprüche: aufweist und zwar auch dann nicht, wenn der Wider-
1. Schwer entflammbarer Massewiderstand, der stand unter schwerer Überbelastung arbeitet, wie z. B. seinen Widerstandswert bei Erreichen einer be- bei einer Leistung, die das SOfache der Nennleistung stimmten Temperatur sprunghaft vergrößert und 5 ausmacht, bei einer Temperatur von 70 C fur , Stundessen Widerstandsmasse eine Dispersion eines den. .
feinverteilten Ruß und/oder Graphit enthaltenden Aus der USA.-Patentschnft 33 51 882 ist ein schwer leitenden Pulvers und eines organischen Zusatz- entflammbarer Massewiderstand bekannt, dessen mittels, das eine Erweichungstemperatur T9 auf- Widerstandsmasse ein femverteil en Ruß und/oder weist, in einem thermoplastischen Harz enthält, io Graphit enthaltendes leitendes Pulver enthalt das in dadurch gekennzeichnet, daß der einem thermoplastischen Harz und Polyäthylen mit Widerstandskörper zusätzlich Kieselerdepulver mit kristallinen großen Molekülen dispergiert ist. Der 0 bis 70 Gewichtsprozenten bei einer Teilchengröße elektrische Widerstand dieses Massewiderstands nimmt von 0,3 bis 20 μηι enthält und das leitende Pulver bei Erreichen einer bestimmten Temperatur sprungmit 5 bis 50 Gewichtsprozenten bei einer Teilchen- 15 haft zu, was auf die plötzliche Volumenexpansion der größe von 0,08 bis 150 μΐη und das organische Zu- Wideistandsmasse auf Grund einer Änderung der satzmittel, das in einem Temperaturbereich zwischen Kristallinität der kristallinen großen Moleküle bei dem T3 und (Tg + 200°C) irreversibel gasgefüllte Hohl- Übergang von einem festen Zustand zu einem viskosen räume im Widerstandskörper bildet, als Pulver flüssigen Zustand zurückzuführen ist.
mit 5 bis 70 Gewichtsprozenten in gleichmäßieer 20 Die deutsche Offcnlegungsschnft 14 65 230 beVerteilung in dem Harz enthalten sind. schreibt ferner ein Verfahren zur Verbesserung einer
2. Schwer entflammbarer Massewiderstand nach bekannten Widerstandsmasse, die ein Silikonharz entAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hält, in dem Silikapulver und Ruß oder Graphit disperorganische Zusatzmittel im wesentlichen aus einer giert sind. Bei dem dortigen Verfahren wird die Widercarbocyclischen oder heterocyclischen Verbindung 25 Standsmasse 3 bis 15 Minuten bei 4OU bis 525 C erbesteht, wänr.t. Die erhaltene Widerstandsmasse soll bei Nenn-
3. Schwer entflammbarer Massewiderstand nach belastung wärme- und feuchtigkeitsbeständig sein.
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das orga- Die USA.-Patentschrift 19 29 396 beschreibt ein Vernische Zusatzmittel im wesentlichen aus Anthracen, fahren zur Herstellung eines Widerstands, wonach zu-Anthrachinon, 1-Nitroanthrachinon, Terephthal- 30 nächst eine Lösung hergestellt wird, in der ein Gemisch säure, p-Terphenyi, Phenolphthalein, Carbazol, eines Harzes und einer Fettsäure oder eines Fettsäure-PerchlorpentacyclodecanoderKupferphthalocyanin esters gelöst ist. In diese Lösung wird ein Widerstandsbesteht. element, das Schellackharz mit dann dispergiertem
4. Schwer entflammbarer Massewiderstand nach Silikapulver undGraphitpulver enthält, getaucht. Durch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 35 diese Behandlung wird eine haltbare Widerstands-Harz im wesentlichen aus Phenolharz, Harnstoff- masse bei Nennbelastung erhalten.
harz, Melaminharz oder Epoxyharz oder aus Ge- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
mischen dieser Harze besteht. Massewiderstand der eingangs genannten Art so aus
zubilden, daß bei einer Überbelastung keine Lichtbo-
4o genbildung, Verbrennung oder mechanische Beschädigung des Widerstandskörpers auftritt, sondern der dann
Die Erfindung betrifft einen schwer entflammbaren eine irreversible extreme Erhöhung des elektrischen Massewiderstand, der seinen Widerstandswert bei Er- Widerstands erfährt.
reichen einer bestimmten Temperatur sprunghaft ver- Diese Aufgabe soll bei einem schwer entflammbaren
größert und dessen Widerstandsmasse eine Dispersion 45 Massewiderstand, der seinen Widerstandswert bei Ereines feinverteilten Ruß und/oder Graphit enthalten- reichen einer bestimmten Temperatur sprunghaft verden leitenden Pulvers und eines organischen Zusatz- größert und dessen Widerstandsmasse eine Dispermittels, das eine Erweichungstemperatur T9 aufweist, sion eines feinverteilten Ruß und/oder Graphit enthalin einem thermoplastischen Harz enthält. tenden leitenden Pulvers und eines organischen Zu-
Ein herkömmlicher Massewiderstand enthält eine 50 satzmittels, das eine Erweichungstemperatur T9 auf-Widerstandsmasse mit feinverteiltem Ruß und/oder weist, in einem thermoplastischen Harz enthält, erGraphit enthaltendem leitendem Pulver und Silikapul- findungsgemäß dadurch gelöst werden, daß der Widerver, in einem Harz dispergiert. Ein solcher Widerstand Standskörper zusätzlich Kieselerdepulver mit 0 bis weist jedoch den nachfolgend erläuterten Nachteil auf. 70 Gewichtsprozenten bei einer Teilchengröße von Wenn ein Strom größer als der Nennwert (z. B. bei 55 0,3 bis 20 μηι enthält und das leitende Pulver mit 5 bis einer Leistung, die das l,5fache der Nennleistung aus- 50 Gewichtsprozenten bei einer Teilchengröße von macht) durch den Widerstand fließt, wird der Wider- 0,08 bis 150 μπι und das organische Zusatzmittel, das in stand durch die Joulesche Wärmebildung schnell er- einemTemperaturbereichzwischenT9 und(T9 + 2000C) wärmt. Wegen dieser Erwärmung nimmt der elektri- irreversibel gasgefüllte Hohlräume im Widerstandssche Widerstand einer solchen Widerstandsmasse ab. 60 körper bildet, als Pulver mit 5 bis 70 Gewichtsprozenten Wegen dieser Abnahme des elektrischen Wider- in gleichmäßiger Verteilung in dem Harz enthalten Standes erhöht sich der durch den Widerstand fließende sind.
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