DE2605790B2 - Verfahren zur Herstellung wasserverdünnbarer Elektroisolierlacke - Google Patents

Verfahren zur Herstellung wasserverdünnbarer Elektroisolierlacke

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Description

Elektroisolierlacke kommen in großem Umfang als Drahtlacke zur Isolierung elektrischer Leiter und beispielsweise als Tränklacke zur Imprägnierung von Lackdrahtwicklungen zum Einsatz. Die Anforderungen der Elektroindustrie an die Wärmebeständigkeit der Isoliermaterialien sind in den letzten Jahrzehnten ständig gestiegen. Besonders hohe Anforderungen werden an die Isolation elektrischer Leiter gestellt Der Grund liegt in der zunehmenden Tendenz zur Miniaturisierung elektrischer Geräte, bei elektrischen Maschinen in der Verbesserung des Leistungsgewichtes und der damit verbundenen Temperaturerhöhung in den Wicklungen. Auch ist zu bedenken, daß elektrische Maschinen in gewissen Fabrikationsanlagen häufig bereits unter hohen Umgebungstemperaturen betrieben werden müssen.
Aller Voraussicht nach wird zukünftig noch eine weitere Steigerung der Wärmebeständigkeit insbesondere bei Lackdrähten gefordert. Eine Lackdrahtgruppe, die den beschriebenen Anforderungen der Elektroindustrie in hohem Maße gerecht wird und die darüber
'5 hinaus hervorragende mechanische und elektrische Eigenschaften besitzt, ist die der mit Polyesterimid-Lakken beschichteten Drähte.
Die Polyesterimid-Drahtlacke bzw. -Lackdrähte gehören bereits seit mehr als 10 Jahren zum Stand der Technik(vgl. DT-AS 14 45 263 und DT-AS 14 95 100).
Die zugrundeliegenden Polyesterimidharze werden vorzugsweise aus aromatischen Tricarbonsäuremonoanhydriden, aromatischen Dicarbonsäuren bzw. deren niederen Dialkylestern, Diaminen, und zwar bevorzugt aromatischen Diaminen sowie di- und höherfunktionellen Alkoholen hergestellt.
Als Lösungsmittel für Polyesterimid-Drahtlacke kommen fast ausschließlich phenolische Stoffe, vorzugsweise die aus Steinkohlen- oder Braunkohlenteer gewonnenen isomeren Kresol- und Xylenol-Gemische im Verschnitt mit aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Solventnaphtha, zum Einsatz.
Der Lösungsmittelgehalt der üblicherweise verwendeten Polyesterimid-Drahtlacke beträgt zwischen 60 und 75%, davon sind rund 65% Kresole und Xylenole.
Ein schwerwiegender Nachteil beim Einsatz von Drahtlacken mit derartig hohen Lösungsmittelgehalten ist das Problem der Luftverschmutzung durch die genannten im übrigen sehr aggressiven Lösungsmittel.
Der Gesetzgeber verlangt, daß die Luftverschmutzung durch die Abgase auf ein Minimum herabgesetzt wird, wozu aufwendige Installationen an den Lackiermaschinen, z. B. Katalysatorelemente, notwendig sind.
Nicht unerwähnt werden darf schließlich die eminen-
•»5 te Gefährlichkeit der kresolischen Lösungsmittel bei Berührung mit der Haut und die der als Verschnittmittel eingesetzten Aromaten bei Einatmung der Dämpfe. Gerade das letztere läßt sich in der Praxis meist nicht vermeiden.
Aus dem Vorstehenden ist zu ersehen, daß die Einführung eines Verfahrens zur Isolierung von elektrischen Leitern mit Drahtlacken, die — unter Bewahrung des bekannt höheren Eigenschaftsniveaus — derartige Lösungsmittel nicht enthalten, eine eindeutige und zudem dringend notwendige Bereicherung des Standes der Technik darstellt.
Neben der bereits vorgeschlagenen Beschichtung elektrischer Leiter mit lösungsmittelfreien Harzen aus der Schmelze wäre die Verwendung von Wasser als Lösungs- und Verdünnungsmittel für Polyesterimid-Harze insofern ideal, als die an den Lackdrahtmaschinen vorhandenen Lackauftragsvorrichtungen ohne aufwendige Umbauten zum Einsatz kommen könnten. Die angesprochenen Probleme bezüglich Luftverschmut-
Ί5 zung durch Lösungsmittel sowie deren Gefährlichkeit wären zudem gegenstandslos.
Die Herstellung wasserlöslicher Polyester ist seit langem aus verschiedenen Druckschriften bekannt.
Dabei wird ein Überschuß an Carboxylgruppen angewandt (z. B. durch Mitverwendung von Tricarbonsäuren) und die freie Carboxylgruppen enthaltenden Polyester werden dann mit Alkalien neutralisiert, d. h. in die wasserlösliche Salzform übergeführt. s
In der DT-OS 17 20 321 wird bereits ein Verfahren zur Herstellung wasserverdünnbarer Polyesterimidharze beschrieben. Danach werden aromatische Tricarbonsäureanhydride zunächst mit bis zu 80% der stöchiometrischen Menge an primären Diaminen, die zur Imidbildung notwendig sind, umgesetzt und mit einem Überschuß an Di- und/oder Trialkoholen kondensiert. Anschließend wird der überschüssige Alkohol abdestilliert und das Kondensationsprodukt mit einer geringen Menge an wäßrigem Ammoniak, gegebenenfalls unter Zusatz von Dialkoholen, auf eine Temperatur von über 80° C erwärmt und anschließend das Kondensationsprodukt mit Wasser verdünnt. Es ist jedoch festgestellt worden, daß die so erhaltene wäßrige Polyesterimidlösung, zu einem Drahtlack aufbereitet, bei weitem nicht das heute geforderte Eigenschaftsniveau — also in erster Linie das Niveau der konventionellen Polyesterimid-Drahtlacke — erreicht.
Es wurde nun überraschenderweise ein neues und vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung wasserverdünnbarer Elektroisolierlacke, insbesondere Drahtlacke, aus Polyesterimiden, Aminen und gegebenenfalls organischen Hilfslösungsmitteln gefunden.
Die nach diesem neuen Verfahren hergestellten Drahtlacke weisen den entscheidenden Vorteil auf, daß ihr Eigenschaftsniveau bei gegebener Umweltfreundlichkeit dem der bekannten, technisch hervorragenden aber umweltproblematischen Drahtlacke auf Polyesterimid-Basis gleichgestellt werden kann.
Das neue Verfahren zur Herstellung von wasserverdünnbaren Elektroisolierlacken auf Polyesterimidbasis, die aus aromatischen Tricarbonsäuremonoanhydriden, äquivalenten Mengen an Diaminen, Dicarbonsäuren, Diolen und einen Isocyanuratring enthaltenden Triolen hergestellt worden sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß man hydroxylgruppenhaltige Polyesterimide bei Temperaturen zwischen 50 und 250° C, gegebenfalls unter Mitverwendung von 5 — 20 Gew.-% Hilfslösungsmitteln, bezogen auf das Polyesterimid, mit bekannten Aminen in einer Menge von 5—30 Gew.-%, bezogen auf das Polyesterimid, zur Reaktion bringt und das Reaktionsprodukt, gegebenenfalls unter Zusatz wasserlöslicher Einbrennkatalysatoren, in Mengen von 0,1 -5%, bezogen auf das Polyesterimid, mit Wasser auf eine Lackierviskosität zwischen 100 und lOOOOmPas verdünnt. Dabei ist die Lackierviskosität von der Blankdrahtstärke und den Verarbeitungsbedingungen abhängig.
Bevorzugt werden zur Umsetzung mit den hydroxylgruppenhaltigen Polyesterimiden die Amine in einer Menge von 20 — 30 Gew.-%, bezogen auf das Polyesterimid, eingesetzt.
Es handelt sich also um Polyesterimide mit Hydroxylendgruppen und sehr niedrigen Säurezahlen. Das übliche Prinzip der Herstellung wasserlöslicher Harze feo durch Neutralisation saurer Gruppen, wie dies von den Polyestern bekannt ist, kann demnach bei diesen Polyesterimiden keine Anwendung finden.
Die eingesetzten Polyesterimide fallen in ihrem prinzipiellen Aufbau unter den z. B. in der DT-AS Λ5 14 45 263 und der DT-AS 14 95 100 genannten technischen Stand.
Überraschend und nicht voraussehbar ist weiterhin aie Tatsache, daß unter Verwendung isocyanuratringhaltiger Triole hergestellte Polyesterimide besonders gut in den wasserverdünnbaren Zustand übergeführt werden können.
Zur Herstellung wärmebeständiger Drahtlacke kommen zum Einsatz: als Diol vorzugsweise Äthylenglykol, als Dicarbonsäuren aromatische, und zwar bevorzugt Terephthalsäure bzw. Dimethylterephthalat oder Isophthalsäure, als aromatisches Tricarbonsäuremonoanhydrid bevorzugt Trimellithsäureanhydrid, als Diamine vorzugsweise aromatische zweikernige Verbindungen wie z. B. 4,4'-Diaminodiphenylmethan oder -oxid.
Als Isolierlacke im weiteren Sinne, z. B. Tränklacke oder Überzugslacke sind besonders auch flexiblere Polyesterimide mit weniger starrem Aufbau geeignet, beispielsweise solche, die unter Verwendung aliphatischer Diamine wie z. B. Trimethylhexamethylendiamin hergestellt und gegebenenfalls mit aliphatischen Dicarbonsäuren wie z. B. Adipinsäure modifiziert worden sind.
Die Herstellung der Polyesterimide erfolgt wie in den obengenannten Druckschriften im einzelnen beschrieben durch Schmelzkondensation oder Lösungskondensation.
Als besonders vorteilhaft erweist sich das in der DE-OS 14 95 182 beschriebene Verfahren der Kondensation in überschüssigem Äthylenglykol, welches in einer anschließenden Vakuumphase wieder entfernt wird.
Als Hilfslösungsmittel kommen wassermischbare Stoffe mit guter Löslichkeit für die hier zur Diskussion stehenden Polyesterimidharze zum Einsatz, wie z. B. Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid und N-Methylpyrrolidon. Die Menge an Hilfslösungsmitteln beträgt üblicherweise 5 — 20 Gew.-% der Polyesterimidharzmenge.
Weiterhin können übliche Verlaufmittel wie z. B. Alkohole, Ätheralkohole und Ester in geringen Mengen eingesetzt werden. Als Amine kommen die zur Herstellung wasserverdünnbarer Lacke allgemein üblichen in Betracht, wie z. B.
Triäthylamin, Di-n-propylamin, Tri-n-propylamin,
Diisopropylamin, N-Äthylbutylamin,
N-Methylisobutylamin, 1,1-Dimethylpropylamin
und Morpholin.
Bevorzugt werden jedoch aliphatische Aminoalkohole mit einem niedrigen Dampfdruck und einem Siedepunkt zwischen 100 - 200° C, wie z. B.
Monoisopropanolamin, Dimethylisopropanolamin, 3- Dimethylaminopropanol,
Methyldiisopropanolamin.
2-Amino-2-methylpropanol,
2-Dimethylaminoäthanol, 2-Diäthylaminoäthanol
und2-Dimethylamino-2-methylpropanol,
wobei die beiden letztgenannten Amine mit Wasser ein azeotropes Gemisch bilden und dadurch schon bei Temperaturen von 100° C aus dem Lackfilm entweichen können.
Das Reaktionsprodukt des Polyesterimidharzes mit dem Amin wird, gegebenenfalls unter Zusatz bekannter wasserlöslicher Einbrennkatalysatoren in Mengen von 0,1—5%, bezogen auf Harz, mit Wasser auf die obengenannte Lackierviskosität verdünnt.
Als Einbrennkatalysatoren haben sich bei konventionellen Polyesterimiddrahtlacken vor allem Titansäureester wie z. B. Tetrabutyltitanat bewährt. In Form des Triäthanolamintitanates steht neuerdings auch ein wasserlösliches Titanat zur Verfügung, das bevorzugt
geeignet ist, den vorliegenden wasserverdünnbaren Polyesterimid-Drahtlacken in den obengenannten Mengen zugesetzt zu werden.
Die hydroxylgruppenhaltigen Polyesterimide werden zunächst bei 140 bis 190° C mit einem Drittel der einzusetzenden Aminmenge umgesetzt. Die Zugabe der restlichen Aminmenge erfolgt nach Abkühlung auf 70 bis 100° C beim Verdünnen mit Wasser auf 50%.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens folgen einige Beispiele.
Beispiel 1
192 g TrimeIlithsäureanhydrid(l,0 Mol),
99 g Diaminodiphenylmethan (0,5 MoI) und
97 g Dimethylterephthalat (0,5 Mol),
114,8 g Trishydroxyäthylisocyanurat(0,44 Mol)
und
41,5 g Äthylenglykol (0,67 Mol)
wurden unter Zugabe von 102 g N-Methylpyrrolidon und 0,5 g Butyltitanat erhitzt und innerhalb von 3 Stunden bei 200-250° C verestert. Nach dem Abkühlen auf ca. 175°C wurden 72 g 2-Dimethyl-amino-2-methylpropanol (80%ige wäßrige Lösung) - DMAMP-80 — hinzugegeben und die Mischung wurde 1 Stunde unter Rückfluß gehalten.
Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Lösung mit 793 g destilliertem Wasser verdünnt und weiterhin mit 30 g DMAMP-80, 24 g Butylglykol und 10 g Triäthanolamintitanat vermischt.
Die klare Lösung hatte dann eine Viskosität von 2800 mPa s bei 23° C und einen Festkörpergehalt von ca. 30%.
Zum Lackieren wurde ein Muster mit destilliertem Wasser weiter verdünnt auf einen Festkörpergehalt von ca. 28%, die Viskosität betrug dann 300 mPa s bei 230C. Der Lack wurde in einem üblichen Drahtlackierofen von 2,50 m Länge auf einen Kupferdraht von 0,5 mm 0 in 6 Durchzügen aufgetragen und bei 500° C eingebrannt. Die Abzugsgeschwindigkeit betrug 8,3 m/min.
Der Lackdraht hatte bei der Prüfung nach DlN 46 453 folgende Eigenschaften:
Durchmesserzunahme Beispiel 2 0,025 mm
mm
Härte 3H
Erweichungstemperatur 295° C
Haftung*.ind Dehnbarkeit n.
25% Vordehnung (Wickellocke
über 0,5 mm Dorn) keine Risse
Wärmeschock
(Wickellocke über 0,5 mm Dorn)
30 min 200° C keine Risse
Bei 180°C wurden dann 160 g DMAMP-80 langsam hinzugegeben und die Mischung wurde 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt.
Nach Zugabe von 870 g destilliertem Wasser hatte die kiare ca. 50%ige Harzlösung eine Viskosität von 449OmPa s bei 23° C.
Für ein Lackiermuster wurden 700 g dieser Lösung mit 250 g destilliertem Wasser, 20 g DMAMP-80,17,5 g Butylglykol und 7,0 g Triäthanolamintitanat vermischt. Dieses Muster hatte dann eine Viskosität von 55 mPa s bei 23° C und einen Festkörpergehalt von ca. 35% und wurde, unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 beschrieben, zur Beschichtung eines Kupferdrahtes von 0,5 mm 0 verwendet.
Der Lackdraht hatte bei der Prüfung nach DIN 46 453 folgende Eigenschaften:
155,2 g Dimethylterephthalat (0,8 Mol)
307,2 g Trimellithsäureanhydrid(l,6 Mol)
156,8 g Diaminodiphenylmethan (0,8 Mol)
361,5 g Trishydroxyäthylisocyanurat (1,385 Mol)
und
640,0 g Äthylenglykol
wurden nach Zugabe von 1,0 g Butyltitanat bei Temperaturen bis 220°C bis zum Klarpunkt verestert. Dann wurde bei 200-210°C das überschüssige Äthylenglykol im Vakuum abdestilliert, bis das Harz, im Verhältnis 1:1 in N-Methylpyrrolidon gelöst, eine Viskosität von 360 mPa s bei 30°C erreicht hatte.
Durchmesserzunahme 0,025 mm
Härte 3H-4H
Erweichungstemperatur 310°C
Haftung und Dehnbarkeit:
Wickellocke über 0,5 mm Dorn
nach 25% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock:
Wickellocke über 0,5 mm Dorn
30 min 220° C keine Risse
Beispiel 3
1000 g eines Harzes aus
2,0 Mol Trimellithsäureanhydrid,
1,0 Mol Diaminodiphenylmethan,
0,7 Mol Dimethylterephthalat,
1,25 Mol Trishydroxyäthylisocyanurat und
9,0 Mol Äthylenglykol,
hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben, mit einer Viskosität von 230 mPa s, im Verhältnis 1 :1 in NMP bei 30° C gemessen, wurde bei 180 - 190° C aufgeschmolzen.
Dann wurden 100 g DMAMP-80 langsam hinzugefügt und die Mischung 2 Stunden unter Rückfluß gehalten.
Nach dem Abkühlen auf ca. 10O°C wurden noch 100 g Dimethylformamid, 200 g DMAMP-80 und 600 g dest.
Wasser zugegeben, so daß eine ca. 50%ige Lösung mit einer Viskosität von 416 mPa s bei 23°C entstand.
600 g dieser Harzlösung wurden für ein Lackiermuster dann mit 15 g Butylglykol und 6 g Triäthanolamintitanat vermischt und mit 60 g dest. Wasser auf eine Viskosität von 150 mPa s (23°) verdünnt. Der Festkörpergehalt betrug dann ca. 44%.
Das Muster wurde wie in Beispiel 1 beschrieben auf Kupferdraht von 0,5 mm 0 aufgetragen und eingebrannt.
Der Lackdraht hatte bei der Prüfung nach DIN 46 453 folgende Eigenschaften:
Durchmesserzunahme 0,032 mm
Härte 3H-4H
Erweichungstemperatur 305° C
Haftung und Dehnbarkeit:
Wickellocke über 0,5 mm Dorn
nach 25% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock:
Wickellocke über 0,5 mm Dorn
30 min 25O0C keine Risse
Durchschlagspannung an
verdrillter Drahtprobe bei
Raumtemperatur 5,1 kV
Beispiel 4
Durchmesserzunahme Dorn 0,025 mm
Härte 3H
Erweichungstemperatur 3000C
Wickellocke über 0,5 mm Dorn)
nach 20% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock
(Wickellocke über 0,5 mm
30 min 200° C keine Risse
30
Während die Beispiele 1 —4 das beschriebene Verfahren mit Trishydroxyäthylisocyanurat enthaltenden Polyesterimidharzen unterschiedlicher Zusammensetzung erläutern, zeigen die folgenden Beispiele 5-9 die Einsatzmöglichkeit verschiedener Amine bei gleicher Harzzusammensetzung.
Beispiel 5
500 g des in Beispiel 3 beschriebenen Harzes wurden mit 50 g Dimethylformamid, 26,0 g 3-Dimethylaminopropanol und 6,5 g dest. Wasser auf 115-120° C erhitzt und 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurden 366,0 g dest. Wasser und 51,5 g 3-Dimethylaminopropanol hinzugefügt und eine weitere Stunde bei 70° C gehalten. Die Viskosität der Lösung betrug dann 42OmPa s bei 23°C.
800 g dieser Lösung wurden mit 8 g Triäthanolamintitanat, 20 g Butylglykol und 30 g dest. Wasser vermischt. Dieses Muster hatte dann eine Viskosität von 240 mPa s und einen Festkörpergehalt von 46,6% und wurde auf Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm eingebrannt. Der Lackdraht hatte folgende Eigenschaften:
60
65
Durchmesserzunahme 0,035 mm
Härte 3H
Erweichungstemperatur 315°C
Wickeilocke über 0,5 mm Dorn
nach 20% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock
(Wickellocke über 0,5 mm Dorn)
30min200°C keine Risse
Beispiel 6
500 g eines Polyesterimidharzes aus 2 Mol Trimellithsäureanhydrid, 1 MoI Diaminodiphenylmethan, 1,5 Mol Dimethylterephthalat, 1,3 Mol Trishydroxyäthylisocyanurat und 13,8 Mol Äthylenglykol,
hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben (Erweichungspunkt nach D u r r a η s 80°C), wurden aufgeschmolzen und bei 175°C mit 50 g DMAMP-80 versetzt. Die Mischung wurde 1 Stunde am Rückfluß gehalten und dann mit 50 g Dimethylformamid verdünnt. Anschließend wurden 809 g dest. Wasser und 20 g DMAMP-80 hinzugefügt, so daß eine ca 35%ige klare Lösung mit einer Viskosität von 4400 mPa s bei 23°C vorlag. 500 g dieser Harzlösung wurden mit 150 g dest. Wasser, 17,5 g Butylglykol, 30 g Dimethylformamid, 25 g DMAMP-80 und 3,5 g Triäthanolamintitanat vermischt; der Festkörpergehalt betrug dann ca. 25% bei einer Viskosität von 12OmPa s bei 23° C.
Dieser Lack wurde auf Kupferdraht von 0,5 mm 0 eingebrannt. Die Prüfungen des Lackdrahtes nach DIN 46 453 zeigten folgende Ergebnisse:
25 500 g des in Beispiel 3 beschriebenen Harzes wurder mit 50 g Dimethylformamid, 26,0 g Dimethylisopropa nolamin und 6,5 g dest. Wasser auf 115°C erwärmt unc 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Danr wurden 366,0 g dest. Wasser und 51,5 g Dimethylisopro panolamin hinzugegeben und 1 Stunde bei 70°C gehalten. Die Viskosität der Lösung betrug 435 mPa ί bei 23° C.
Aus 800 g dieser Lösung, 8 g Triäthanolamintitanat 20 g Butylglykol und 40 g dest. Wasser wurde eir lackierfähiges Muster hergestellt mit einer Viskositäi von 265 mPa s bei 23°C und einem Festkörpergehal· von 46,0%. Unter üblichen Bedingungen auf Kupfer draht von 0,5 mm Durchmesser eingebrannt hatte dei Lackdraht folgende Eigenschaften:
Durchmesserzunahme Beispiel 7 0,033 mm
Härte 3H
Erweichungstemperatur 305° C
Wickellocke über 0,5 mm Dorn
nach 25% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock
(Wickellocke über 0,5 mm Dorn)
30 min 200° C keine Risse
500 g des in Beispiel 3 beschriebenen Harzes wurder mit 50 g Dimethylformamid, 50 g Triäthanolamin unc 12,5 g dest. Wasser 2 Stunden lang bei 140-145° C umgesetzt. Nach Abkühlung auf 105°C wurden 99 § Triäthanolamin und 288,5 g dest. Wasser vorgemisch hinzugefügt. Die klare Lösung hatte eine Viskosität vor 1575 mPa s bei 230C.
Für ein Lackiermuster wurden 600 g dieser Lösung mit 6 g Triäthanolamintitanat, 15 g Butylglykol unc 100 g dest. Wasser vermischt; die Viskosität lag dann be 225 mPa s bei 23°C und der Festkörpergehalt bei 41,6% Mit diesem Muster wurde wie üblich ein Kupferdrah mit einem Durchmesser von 0,5 mm beschichtet. Dei Lackdraht hatte folgende Eigenschaften:
Härte Beispiel 8 4H
Erweichungstemperatur 290°C
Wickellocke über 0,5 mm Dorn
nach 15% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock
(Wickellocke über 0,5 mm Dorn)
30 min 200° C keine Risse
500 g des in Beispiel 3 beschriebenen Harzes wurder mit 50 g Dimethylformamid, 30 g 2-Dimethylaminoätha nol und 7,5 g dest. Wasser 2 Stunden bei 140-1450C umgesetzt. Nach dem Abkühlen auf 105°C wurden 59 j 2-Dimethylaminoäthanol und 353,5 g dest. Wassei vermischt zugegeben. Die Viskosität der Harzlösung be 230C betrug 260 mPa s.der Festkörpergehalt 50%.
700 g dieser Lösung wurden mit 17,5 g Butylglyko und 7,0 g Triäthanolamintitanat vermischt.
Der mit diesem Muster nach üblichen Methoder beschichtete Kupferdraht von 0,5 mm Durchmesse: hatte folgende Eigenschaften:
Härte 3-4 H
Erweichungstemperatur 31O0C
Wickellocke über 0.5 mm Dorn
nach 25% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock
(Wickellocke über 0,5 mm Dorn)
30min200°C keine Risse
Beispiel 9
700 g des in Beispiel 3 beschriebenen Harzes wurden mit 35,0 g Dimethylformamid, 54,6 g 2-Diäthylaminoäthanol und 14,0 g dest. Wasser bei 140-1450C 2 Stunden lang umgesetzt. Nach dem Abkühlen auf 100- 1050C wurden 109,2 g 2-Diäthylaminoäthanol und 522,2 g dest. Wasser hinzugefügt. Die Viskosität der Lösung bei 23°C betrug 380 mPa s bei einem Festkörpergehalt von 50%.
Für ein Lackiermuster wurden 600 g dieser Harzlösung mit 15 g Äthylalkohol, 15 g Butylglykol, 6 g Triäthanolamintitanat und 10 g dest. Wasser vermischt; die Viskosität bei 23°C betrug dann 245 mPa s bei einem Festkörpergehalt von 47,5%.
Die Eigenschaften eines damit hergestellten Lackdrahtes (Kupferdraht von 0,5 mm Durchmesser) waren die folgenden:
Durchmesserzunahme 0,040 mm
Härte 3-4H
Erweichungstemperatur 31O0C
Wickellocke über 0,5 mm Dorn
nach 25% Vordehnung keine Risse
Wärmeschock
(Wickellocke über 0,5 mm Dorn)
30 min 200°C keine Risse
Durchschlagspannung bei
Raumtemperatur 4,5-5,OkV
Durchschlagspannung bei 1800C 4,0-4,5 kV
Isolationswiderstand bei
Raumtemperatur >!000ΜΩ
Km
Isolationswiderstand bei 1800C 2 — 5 ΜΩ Km
Isolationswiderstand nach
96 Stunden 93% rel. Feuchte > 1000 ΜΩ Km
Die Vergleichsbeispiele 1 und 2 betreffen einen üblichen Terephthalsäure-Polyester und ein Polyesterimid ohne Verwendung von Trishydroxyäthylisocyanurat. Diese Harze lassen sich nach dem beschriebenen Verfahren nicht in einen wasserlöslichen Zustand überführen.
Vergleichsbeispiel 1
300 g eines für die Drahtlackieriing aus kresolischer Lösung üblichen Terephthalsäurepolyester-Harzes, hergestellt nach bekannten Verfahren aus 2,25 Mol Terephthalsäuredimethylester, 1,5 Mol Äthylenglykol und 1,0 Mol Glycerin wurden aufgeschmolzen, dann bei 185°C mit 45 g DMAMP-80 versetzt und 1 Stunde am Rückfluß gehalten. Anschließend wurden 30 g Dimethylformamid und 225 g dest. Wasser zugefügt. Es konnte keine klare Lösung erzielt werden; der Ansatz war stark getrübt und teilte sich in 2 Schichten.
Vergleichsbeispiel 2
500 g eines Polyesterimidharzes, hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben, aus 2,0 Mol Trimellithsäureanhydrid, 1,0 Mol Diaminodiphenylmethan, 1,3 Mol Dimethylterephthalat, 0,8 Mol Glycerin und 8,6 Mol Äthylenglykol, mit einem Erweichungspunkt von 800C, wurden aufgeschmolzen und bei 185°C mit 50 g DMAMP-80 versetzt und 2 Stunden am Rückfluß gehalten. Dann wurden 50 g Dimethylformamid, !00 g DMAMP-80 und 300 g dest. Wasser zugegeben. Es wurde eine getrübte Lösung erhalten. Die Trübung verstärkte sich innerhalb weniger Tage und konnte auch durch Zugabe weiterer Mengen Amin (DMAMP-80) nicht beseitigt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von wasserverdünnbaren Elektroisolierlacken auf Polyesterimidbasis, die aus aromatischen Tricarbonsäuremonoanhydriden, äquivalenten Mengen an Diaminen, Dicarbonsäuren, Diolen und einen Isocyanuratring enthaltenden Triolen hergestellt worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man hydroxylgruppenhaltige Polyesterimide bei Temperaturen zwischen 50 und 2500C gegebenenfalls unter Mitverwendung von 5—20 Gew.-% Hilfslösungsmitteln, bezogen auf das Polyesterimid, mit bekannten Aminen in einer Menge von 5-30 Gew.-% zur Reaktion bringt und das Reaktionsprodukt, gegebenenfalls unter Zusatz wasserlöslicher Einbrennkatalysatoren in Mengen von 0,1—5%, bezogen auf das Polyesterimid, mit Wasser auf eine Lackierviskosität zwischen 100 und 10 000 mPa s verdünnt.
2. Verfahren zur Herstellung von wasserverdünnbaren Elektroisolierlacken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man hydroxylgruppenhaltige Polyesterimide bei Temperaturen zwischen 50 und 250° C gegebenenfalls unter Mitverwendung von 5 — 20 Gew.-% Hilfslösungsmitteln, bezogen auf das Polyesterimid, mit bekannten Aminen in einer Menge von 20—30 Gew.-% zur Reaktion bringt und das Reaktionsprodukt, gegebenenfalls unter Zusatz wasserlöslicher Einbrennkatalysatoren in Mengen von 0,1—5%, bezogen auf das Polyesterimid, mit Wasser auf eine Lackierviskosität zwischen 100 und 10 000 mPa s verdünnt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Amine Aminoalkohole mit einem niedrigen Dampfdruck und einem Siedepunkt zwischen 100 und 200° C eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Amine Aminoalkohole mit einer tertiären Aminogruppe und mit einem niedrigen Dampfdruck und einem Siedepunkt zwischen 100 und 2000C eingesetzt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Amin 2-Dimethylamino-2-methylpropano! eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Amin 2-Dimethylaminoäthanol oder 2-Diäthylaminoäthanol eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydroxylgruppenhaltigen Polyesterimide zunächst bei 140 bis 190° C mit einem Drittel der einzusetzenden Aminmenge umgesetzt werden und die Zugabe der restlichen Aminmenge nach Abkühlung auf 70 bis 100° C beim Verdünnen mit Wasser auf 50% erfolgt.
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