DE2522386A1 - Elektroisolierlack - Google Patents

Description

• Elektroisolierlack Die Erffndung betrifft einen Elektroisolierlack zur Erzeugung von hochwärmebeständigen Uberzügen auf Drähten auf der Grundlage von Polyesterimiden, dle durch Etnkondensation von Tris-(2-hydroxyäthyl-isocyanurat bzw. Trts-(2-carboxyäthyl)-isocyanurat modifiziert sind, uns Lösungsmitteln.
• Elektroisolierlacke auf der Basis der Polyesterimide, d.h.
• der Umsetzungsprodukte aus Terephthalsäure der Trimellithsäure, von mehrwertigen Alkoholen und aromatischen Diaminen haben stch im Verlauf des letzten Jahrzents in größtem Ausmaße durchgesetzt, insbesondere zum Lackieren von Kupfer-und Aluminiumdrähten. Überzüge auf der Basis der Polyesterimide zeichnen sich insbesondere durch große mechanische und thermische Beständigkeit aus und haben hervorragende dielektrische, d.h. isolierende Eigenschaften. Durch Einkondensation von Tris-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat bzw.
• Tris-(2-carboxyäthyl)-isocyanurat haben sich dlese Elgenschaften weiter verbessern lassen.
• Nachteilig an dieser sonst so hervorragend geelgneten Stoffklasse ist, daß sie schwer löslich sind und daß die bisher dafür bekannten Lösungsmittel in ihrer Herstellung und damit preislichen Gestaltung äußerst aufwendtg sind, vor allem aber in höchstem Maße gesundheitsschädlich und umweltfeindlich.
• Als Lösungsmittel für diese Polyestertmldharze sind bisher eingesetzt worden stickstoffhaltige Lösungsmittel, wie Dlmethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, vor allem aber Phenole, wle Phenol, Kresol oder Xylenole.
• Mit Rücksicht auf die Geruchsbelästigung und gesundheitsschädliche Wlrkung dieser Lösungsmittel sind bereits eine ganze Reihe von Versuchen unternommen worden, diese Lösungsmittel zu vermelden, Insbesondere auch deshalb, weil dlese vorbekannten Lösungsmittel aufgrund der strengeren Umweltschutzbestimmungen nur mehr In ganz geringen Mengen in Abgase enthalten setn dürfen. Der Wert darf 20 mg/m3 nicht Uberschrelten.
• Eln Versuch mit diesem Problem fertig zu werden, bestand darin, Lösungsmittelfreie Schmelzharze einzusetzen. Damit Ist jedoch der Nachteil verbunden, daß dle Verarbeitung dieser Schmelzharze wesentlich aufwendiger ist als die Verarbeitung von Lösungen, die Uberzussgeschwindtgkelt geringer ist und sich vor allem bei sehr dünnen Drähten und dUnnen Uberzügen Schwierigkeiten ergeben.
• Es hat auch nicht an Versuchen gefehlt, diese Harze so zu modifizieren, daß sie wasserlöslich werden und damit die mit den organtschen Lösungsmitteln verbundenen, oben aufgezeigten Nachteile vermieden sind. Die Wasserlösltchkeit hat sich durch Einbau aliphatischer Amine, wie beispielsweise Triäthylamin oder Monoaethynolamin erreichen lassen. Damit in Kauf genommen werden mußte jedoch eine wesentlIche Eigenschaftsverschlechterung der damit erhaltenen Überzüge. Diese Wasserlacke weisen außerdem eine mangelhafte Lagerstabilität auf, brtngen auf den gebräuchlichen Maschinen Verarbeitungsprobleme mit slch und erfordern wesentlich höhere Energtekosten, da bekanntlich Wasser eine sehr hohe Verdampfungswärme hat.-Es besteht deshalb ganz erhebliches technisches Interesse an etnem Elektroisolierlack, dessen hervorragende Eigenschaften ntcht beeinträchtigt sind und der sich trotzdem in einfacher Wetse und ohne großen Aufwand verarbeiten läßt und umweltfreundlich ist, d.h. den gesetzlichen Bestimmungen der TA Luft genügt, weil mit inkraft#eten der Umweltschütz-Gesetzgebung Betrieben, die diese Anforderungen nicht erfüllen, die Schließung ihrer Betriebsstätte droht.
• Überraschenderweise hat sich die oben aufgezeigte Aufgabe durch einen Elektrotsolterlack zur Erzeugung von hochwärmebeständi#gen Überzügen auf Drähten auf der Grundlage von Polyesterimiden, die durch Einkondensation von Tris-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat bzw. Tris-(2-carboxyäthyl)-isocyanurat modifiziert sind, und Lösungsmitteln dadurch lösen lassen, daß der Elektroisolierlack als Lösungsmittel Dtacetonalkohol und/oder Glykole oder deren Ester oder Ather enthAlt.
• Aus der Gruppe der Glykole und deren Derivate haben sich als Lösungsmittel Insbesondere Athylenglykol, Dimonoäther des Glykols, wie Methylglykol, Athylglykol, Propylglykol bzw. deren Acetate, Propionate oder Butyrate, wie Aethylglykolacetat und Methylglykolacetat bewährt.
• Diese Lösungsmittel können allein oder tm Gemisch Verwendung finden, in gewissem Umfang aber auch mit anderen Lösungsmitteln, wle aromatischen Kohlenwasserstoffen verschnitten werden Der Anteil dieser Gruppe von Lösungsmittel auf der Basis von Diacetonalkohol und/oder der Glykole beträgt vorzugsweise 30 bis 80 Gewichtsprozent des Gesamtlösungsmittels.
• Das Auflösevermögen für diese modifizierten Polyesterimidharze durch die erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittel läßt sich vorteilhaft noch steigern, wenn ein gewisser Antell des Gesamtlösungsmittels von stickstoffhaltigen Verbindungen vom Typ des Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, Triaethylamin, Monoaethanolamin, Athylendlamin, Ammoniak un d Hydrazin gebildet werden, dabei reichen häufig schon geringe Mengen für eine deutliche Lösungsverbesserung aus. Der prozentuale Anteil am Gesamtlösungsmittel ist in gewissem Ausmaße auch abhängig von der Zusammensetzung des Polyesterimidharzes, er liegt zweckmäßig bet 0,1 bis 30 Gewichtsprozent vom Gesamtlösungsmittel, Ist aber andererselts so gering, daß die oben aufgezeigten Schwierigkeiten hinsichtlich der Umweltverschmutzungsich nicht ergeben.
• Die erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittel eignen sich ganz besonders gut - und das ist ein weiterer wesentlicher Gegenstand der Erfindung - für Po!yesterimidharze mit etnkondensierten Tris-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat bzw. Tris-(2-carboxyäthyl)-isocyanurat, die durch eine möglichst hohe Hydroxylzahl, nämlich von 150 bis 600, vorzugsweise von 200 bls 450, gekennzelchnet sind. Solche Polyesterimidharze mit großer Hydroxylzahl (bestimmt nach DlN-Norm 53240) lassen slch dadurch erzielen, daß bei der Herstellung der Polyesterimidharze mit einem Uberschuß an Veresterungsalkoholen, wie Glycerin, Glykol bzw. Tris-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat gearbeitet wird.
• So findet ganz bevorzugt ein Drahtlack zum Überziehen von elektrischen Leitern Verwendung, der aus einer Auflösung aus Polyesterimidharz mlt einkondensierten Tris-(2-hydroyäthyl)-Isocyanurat bzw. Tris-(2-carboxyäthyl)-Isocyanurat von einer Hydroxylzahl von 150 bis 600 In elnem Lösungsmittel auf der Basis von Diycetonalkohol und/oder Glykolen bzw. deren Estern oder Athern besteht.
• Dabei sind die modifizierten Polyesterimidharze zweckmäßig zu 20 bis 83 Gewichtsprozent Im Gesamtlösungsmittel enthalten. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß verist wendeten Lösungsmittel, daß ein verhältnismäßig hoher Anteil an Polyesterimidharz darin aufgelöstet werden kann, weil dle erfindungsgemäßen Lösungen gegenüber den Auflösungen in den bisher verwendeten Lösungsmitteln wie Kresol elne geringere Viskosität haben, bzw. bef gleicher Vtskosittät wle bisher wesentlich mehr Festharz In der Lösung untergebracht werden kann. Auf diese Art und Welse Ist eine ganz bedeutende Lösungsmitteleinsparung möglich, dle noch gestelgert wtrd dadurch, daß dle Lösungsmittel nach der Erfindung ohne dies preisgünstlger zu stellen sind.
• Dem Elektrisolierlack nach der Erfindung können übliche andere Zusätze, wie Butyltitanat, Zinkacetat, Phenolharze und stabilisierte Isocyanate belgegeben sein. Ebenso ist nicht Gegenstand der Erfindung dle Herstellung der mit Trls-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat bzw. Tris-(2-carboxyäthyl)-isocyanurat modifizierten Polyesterlmlde, mit Ausnahme der Tatsache, daß zur Erzielung der guten Löslichkeit in den erfindungsgemäßen Lösungsmitteln vorzugsweise die Herstellung mit einem Uberschuß an Veresterungsalkoholen erfolgt, so daß sich die bevorzugte Hydroxylzahl zwischen 150 und 600 ergibt.
• Die einzelnen Bestandtelle der Polyestertmlde können in verhältnismäßig weiten Grenzen schwanken.
• Der Anteil an Tris-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat und ähnlichen Verbindungen Ilegt vorzugsweise bei 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtharz, um eine gute Lösllchkelt zu gewährlelsten.
• Sowelt zusätzliche sticksoffhaltige Verbindungen zur Verbesserung des Auflösevermögens für das Harz mit verwendet werden, lassen sich diese zweckmäßig auch In das Harz selbst einkondensieren.
• Dle Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Betsplele näher erläutert: Beispiel 1: Polyesterlmtdharz A: Durch Kondensation von 750 Gewichtstellen Glykol 5 " Zinkacetat 1000 " Tris-(hydroxyäthyl)-isocyanurat 650 " Dimethylterehthalat 1550 " Trimellithsäureanhydrid 770 " Dlamlnodiphenylmethan bel Temperaturen bis zu 240°C. Es entsteht ein springhartes Polyesterimidharz mit einer Hydroxylzahl 300.
• Herstellung der Drahtlacklösung: A 70 Gewichtstelle Polyesterimidharz werden unter Erwärmen auf ca. 100°C in 90 Gewichtsteilen Dfacetonalkohoi 10 " N-Methylpyrroltdon gelöst und der Lösung 2 Gewichtsteile Kresyltitanat zugesetzt.
• Beispiel 2: Entsprechend Beispiel 1 werden gelöst: 100 Gewichtsteile Polyesterimidharz A 20 " Dimethylformamid 50 " Methylglykolacetat 30 " Xylol 2 " Kresyltitanat Beispiel 3: Entsprechend Belsplel 1 werden gelöst: 100 Gewichtsteile Polyesterimidharz A 10 " N-Methylpyrrolidon 50 " Aethlyglykolacetat 40 " Xylol 2 " Butyltitanat Belsplel 4: Entsprechend Beispiel 1 werden gelöst: 100 Gewichtstelle Polyesterimidharz A 5 " Monoaethanolamin 30 " Aethylglykol 30 " Diacetonalkohol 15 " Butanol 20 " Xylol 4 " Acetylacetontitanat Beispiel 5: Entsprechend Betsplel 1 werden gelöst: 100 Gewichtstelle Polyesterlmidharz A 100 " Methylglykolacetat 2 " Butyltitanat 20 Gewichtsteile Diacetonalkohol 20 " Methylglykol 20 " Butoxyi 1 20 " Butanol 20 " Xylol 5 " Triaethanolamintitanat Beispiel 6: Herstellung Polyesterimidharzes B: Durch Kondensatlon von 1200 Gewichtstellen Äthylenglykol 6 " Zinkacetat 1000 " Tris-(hydroxyäthyl)-isocyanurat 645 " Dimethylterephthalat 1550 " Trimellithsäure 800 " Diaminodiphenylmethan bei Temperaturen bis ca. 2100C. Es entsteht ein hartes Harz von einer Hydroxylzahl von 450.
• Entsprechend Beispiel 1 werden gelöst: 80 Gewichtsteile Polyesterimidharz 8 20 " Diacetonalkohol 20 " Methylglykol 20 " Butoxyl 20 " Butanol 20 " Xylol 5 " Triaethanolamintitanat Beispiel 7: Entsprechend Beispiel 1 werden gelöst: 70 Gewichtsteile Polyesterimidharz B 35 " Aethylglykolacetat 40 " Äthylenglykol 25 " Xylol 3 " Kresyltitanat Vergleichsbeispiel 8: 50 Gewichtsteile Polyesterimidharz A 80 't Kresol 20 " Xylol 2 " Butyltitanat Die Viskosität des so hergestellten 33 %igen Kresollackes beträgt 90 DlN-Sekunden. Der Lack gemäß Beispiel 2 mit elnem Feststoffgehalt von 50 Gewichtsprozent hat dagegen nur eine Viskosität von 60 DlN-Sekunden, der 50 %ige Lack vom Beispiel 3 eine solche von 80 DIN-Sekunden, der 50 %ige Lack des Beispiels 5 von 50 DIN-Sekunden.

Claims (7)

Patentansprüche.

1. Elektroisolierlack zur Erzeugung von hochwärmebeständigen Uberzügen auf Drähten auf der Grundlage von Polyesterimiden, die durch Einkondensation von Tris-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat bzw. Tris-(2-carbaxyäthyl)-lsocyanurat modifiziert sind, und Lösungsmitteln, dadurch gekennzelchnet, daß der ElektroTsolierlack als Lösungsmittel- Diacetonalkohol und/oder Glykole oder deren Ester oder Äther enthält.

2. Elektrolsolterlack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Äthylenglykol, Methylglykol, Äthylglykol, Propylglykol, Butylglykol oder deren Acetate, Propionate oder Butyrate verwendet werden.

3. Elektrolsollerlack nach etnem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzelchnet, daß dle Lösungsmittel auf der Basis des Diacetonalkohols und/oder der Glykole 30 bis 80 Gewichtsprozent des Gesamtlösungsmittels ausmachen.

4. Elektrolsollerlack nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Lösungsmitteln auf der Basis des Diacetonalkohols und/oder von Glykolen der Elektroisolierlack stickstoffhaltige Lösungsmittel vom Typ des Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, Triäthylamin, Monoäthanolamin, Äthylendiamin, Ammoniak und Hydrazin ein einer Menge von 0,1 bis 30 Gewichtsprozent des Gesamtlösungsmittels enthält.

5. Elektroisolierlack nach elnem der Ansprüche 1 bts 4, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 80 Gewichtsprozent Polyesterimidharz Im Gesamtlösungsmittel enthalten sind.

6. Elektrotsolterlack nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß etn Polyesterimidharz mit einer Hydroxylzahl von 150 bis 600 eingesetzt wird.

7. Verwendung einer Auflösung aus Polyesterimidharz mit einkondensierte Tris-(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat von einer Hydroxylzahl von 150 bts 600 In etnem Lösungsmittel auf der Basis von Diacetonalkohol und/oder Glykolen oder deren Ester oder Äther zum Überziehen von elektrtschen Leitern.