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Lösliche, für die Isolierung elektrischer Leiter
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geeignete Überzugszubereitung Diese Erfindung betrifft gemischte
Polyesterimid-Polyesteramidimid-Ubetzugszubereitungen und damit beschichtete elektorische
Leiter.
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Die US-PS 3 697 471 beschreibt eine Gruppe von Polyesterimid-Harzen,
die durch Umsetzen von zumindest einer mehrbasischen Säure oder einem funktionellen
Derivat davon, und zumindest einem vielwertigen Alkohol oder einem funkticnellen
Derivat davon hergestellt werden, wobei zumindest einer der Reaktionsteilnehmer
zumindest einen fünfgliedrigen Imidring zwischen den funktionellen Gruppen des Moleküls
aufweist. Es wird weiterhin offenbart, daß die Reaktionsteilnehmer in einer kommerziellen
Kresolmischung erhitzt und anschließend winter in einer Mischung aus Naphtha und
Kresol verdünnt unter als Drahtlack für die Beschichtung von Kupferdraht zur Herstellung
einer harten, thermisch beständen Isolierung dafür verwenden werden können. Die
US-PS 3 426 098 beschreibt Polyesterimid-Harze, in welchen der gesamte vielwertige
Alkohol oder ein Teil davon Tris(2-hydroxyäthyl
) -isocyanurat enthält.
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Die US-PS 3 555 113 beschreibt Mischungen aus polymeren Amidimidester-Drahtla
dcen und damit beschichtete Leiter.
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In dieser Patentschrift wird darauf hingewiesen, daß kalte Mischungen
aus polymeren Amidimidestern und von 20 bis 60 % eines Terephthalsäurepolyesters
Block-Copolymere bilden, wenn sie auf einem Leiter abgeschieden und gehärtet werden.
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Von derartigen Überzügen wird angegeben, daß sie eine bessere thermische
Haltbarkeit als Überzüge aus den Polyamidimidester-Harzen allein besitzen.
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Die US-PS 3 865 785 beschreibt Polyesteramidimid-Uberzugszubereitungen
mit besseren Wärmeschock-Eigenschaften als die Polyesterimid-Harze allein.
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In allen Fällen, wo Polyesterimid-Harz als ueberzug verwendet wird,
ist die Glätte ein Problem, insbesondere dannr wenn höhere Beschichtungsgeschwindigkeiten
angewandt wurden. Der Mangel an Glätte und die Blasenbildung verleihen nicht nur
ein schlechtes Aussehen, sondern es werden auch die elektrischen Eigenschaften verschlechtert,
wie dies durch die Anzahl der Brüche in der Isolierung in einer gegebenen Drahtlänye,
z.B. in einer Länge von 61 m (200 feet) gemessen wird. Diese Probleme können bis
zu einem gewissen Grade durch Verringerung der Beschichtungsgeschwindigkeit überwunden
werden, jedoch führt dies zu Verlusten an Energie und Produktivität.
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Es wurde nun yefunaen, daß das Zumischen einer überraschend kleinen
Menge eines Amidimid-Harzes mit Ester-Endgruppen in t e grjßere Menge eines Polyesterimid-Harzes
eine Zuberei-Ltincj liefert, die rasch und glatt in einer herkömmlichen
Drllltbeschichtungsanlage
läuft. Der beschichtete Draht ist, wie man ersehen kann, sowohl im Aussehen, als
auch in den elektrischen Eigenschaften den besten beschichteten Drähten, die man
im allgemeinen mit Polyesterimid allein erhalten kann, überlegen. Die gemischte
Zubereitung kann als solche verwendet, sie kann zur Herstellung von dicken Schichten
allein, und sie kann als Unterschicht oder als eine Oberschicht bei zweifach- oder
mehrfachbeschichteten Leitern aller herkömmlichen Typen eingesetzt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden lösliche, für die rsolieruncJ
elektrischer Leiter geeignete Überzugszubereitungen geschaffen, die eine Mischung
aus (A) einem Polyesterimid, erhalten durch Erhitzen der nachfolgenden Bestandteile,
nämlich (a) eines aromatischen Diamins, (b) eines aromatischen Carbonsäureanhydrids,
das zumindest eine weitere Carbonsäuregruppe enthält, (c) von Terephthalsäure oder
einem reaktionsfähigen Derivat derselben, (d) eines mehrwertigen AlkohoB mit zumindest
drei Hydroxylgruppen, (e) eines Alkylenglykols, und 1 bis 20 Gewichtsprozent Gesamtfeststoffen
von (B) einem Polyesteramidimid, erhalten durch Erhitzen (a) einer Tricarbonsäure-Verbindung,
(b) eines Polyamins, und (c) einer aliphatischen Dicarbonsäure, und anschließendem
Erhitzen mit (d) einem Alkylenglykol, entllalten.
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Unter den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung
sind elektrische Überzugszubereitungen, wie oben definiert, in welchen der Feststoffgehalt
zumindest 25 Gewichtsprozent beträgt, solche, in welchen das Erhitzen bei einer
Temperatur im Bereich von etwa 1900 bis etwa 250°C durchgeführt wird, solche, die
in einem Lösungsmittel, das Kresol allein, oder in Kombination mit einem aromatischen
Kohlenwasserstoff enthält, homogen dispergiert sind, und solche, die auch ein Alkyltitanat
enthalten.
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Durch die vorliegende Erfindung werden auch elektrische Leiter umfaßt,
die mit einem kontinuierlichen ueberzug der neuen Drahtlacke, als einziger Uberzug,
oder als Unterschicht, oder als Oberschicht, versehen und bei erhöhten Temperaturen
gehärtet sind.
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i3ezücjlich der Polyesterimid-Komponenten (A) (a) bis (e),einschLießlich,
sei gesagt, daß diese herkömmliche Komponenten sind, , die dem Fachmann beispielsweise
aus den eingangs erwihllLen US-PSen 3 697 471 und 3 426 098 bekannt sind.
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Zur Erläuterung kann die aromatische Diamin-Komponente (A) (a) Benzidin,
Methylendianilin, Oxydianilin, Diaminodiphenylketon, -sulfon, -sulfoxid, Phenylendiamin,
Tolylendiamin, Xyloldiamin, und dergleichen, umfassen. Vorzugsweise wird die Komponente
(A) (a) Oxydianilin oder Methylendianilin, und insbesondere bevorzugt Methylendianilin,
umfassen.
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Zur Erläuterung sei angegeben, daß die Komponente (A)(b), nämlich
das aromatische Carbonsäureanhydrid, das zumindest ein weitere Carbonsäuregruppe
enthält, Pyromellithsäureanhydrid, Trimellithsäureanhydrid, Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid,
Benzophenon-2,3,2',3'-tetracarbonsäuredianhydrid, und dergleichen, umfassen kann.
Die bevorzugten Komponenten
(A)(b) (b) sind Pyromellithsäureanhydrid
oder Trimellithsäureanhydrid, und insbesondere Trimellithsäureanhydrid.
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Typischerweise wird Terephthalsäure oder ein Di(niedrig)-alkylester
(C1 bis C6), oder ein anderes reaktives Derivat, z.B. Amid, Acylhalogenid, etc.,
als Komponente (A)(c) verwendet. Eine kleinere Menge der Terephthalsäure kann durch
eine andere Dicarbonsäure oder deren Derivat ersetzt werden, z .B. durch Isophthalsäure,
Benzophenondicarbonsäure, Adipinsäure, etc. Bevorzugterweise wird die Komponente
(A) (c) Dimethylterephthalat oder Terephthalsäure, und besonders bevorzugt Terephthalsäure
enthalten.
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Als weiterer Polyester bildender Bestandteil (A)(d) wird ein vielwertiger
Alkohol mit zumindest drei Hydroxylgruppen verwendet. Es kann Glycerin, Pentaerythrit,
1,1,1-Trimethylolpropan, Sorbit, Mannit, Dipentaerythrit, Tris(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat
(THEIC), und dergleichen, verwendet werden. Vorzugsweise wird als Komponente (A)(d)
Glycerin oder Tris(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat, und besonders bevorzugt die letztgenannte
Verbindung, eingesetzt.
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Zur Erläuterung sei angeführt, daß die Alkylenglykol-Komponente (A)(d)
Äthylenglykol, 1,4-Butandiol, Trimethylenglykol, Propylenglykol, 1,5-Pentandiol,
1 ,4-Cyclohexandimethanol, und dergleichen, einschließen wird. Vorzugsweise vird
das Alkylenglykol Äthylenglykol sein.
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Ilir,sichtlich der Polyesteramidimid-Komponenten (B) (a) bis (d),
einschließlich, sei gesagt, daß diese herkömmliche Stoffe darstellen, die dem Fachmann
beispielsweise durch die Lehren der oben erwähnten US-PS 3 865 785 wohlbekannt sind.
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Wenn auclr Trimellithsäureanhydrid als das Tricarbonsäure-Material
(B)(a) bevorzugt wird, sind dem Fachmann eine Anzahl von geeigneten Tricarbonsäure-Bestandteilen
geläufig, die 2,6,7-Naphthalintricarbonsäureanhydrid, 3,3',4-Diphenyltricarbonsäureanhydrid,
3,3',4-Benzophenontricarbonsäureanhydrid, 1,3,4-Cyclopentantricarbonsäureanhydrid,
2,2',3-diphenyltricarbonsäureanhydrid, Diphenylsulfon-3,3',4-tricarbonsäureanhydrid,
Diphenylisopropyliden-3,3',4-tricarbonsäureanhydrid, 3,4,10-Perylentricarbonsäureanhydrid,
3,4-Dicarboxyphenyl-3-carboxyphenylätheranhydrid, Äthylentricarbonsäureanhydrid,
1,2,5-Naphthalintricarbonsäureanhydrid, 1,2,4-Butantricarbonsäureanhydrid, etc.,
umfassen.
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Die Tricarbonsäure-Materialien können durch die nachfolgende allgemeine
Formel
gekennzeichnet sein, in welcher R ein dreiwertiger organischer Rest ist.
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Die als Komponente (B) (b) brauchbaren aromatischen Polyamine können
durch die nachfolgende allgemeine Formel X-R'-(NH2)n wiedergegeben werden, in welcher
R' ein Diorganorest, beispielsweise ein heterocyclischer Rest, ein Alkylenrst, ein
Arylenresit mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen und YGY ist, worin
Y
Arylen, wie Phenylen, Toluylen, Anthrylen, Arylenalkylen, wie Phenylenäthylen, etc.,
bedeutet, G ein zweiwertiger Organorest, ausgewählt aus Alkylenresten mit 1 bis
10 Kohlenstoffatomen,
ist, worin Z aus Methyl und Trihalogenmethyl, wie Trifluormethyl, Trichlormethyl,
etc., ausgewählt ist, der Index n einen Wert von zumindest 2 hat, und X Wasserstoff,
eine Amino- oder organische Gruppe, wie Alkylen, Arylen, etc., bedeutet, einschließlich
derjenigen, die auch zumindest eine Aminogruppe enthalten. Unter den für die vorliegende
Erfindung spezifisch brauchbaren knlnen, allein oder in Mischung, seien die nachfolgenden
Verbindungen genannt: 4,4-Diamino-2,2'-sulfondiphenylmethan, Äthylendiamin, Benzoguanamin,
m-Phenylendiamin, p-Phenylendiamin, 4,4' -Diaminodiphenylpropan, 4,4'-Diaminodiphenylmethanbenzidin,
4,4'-Diaminodiphenylsulfid, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 3,3'-Diaminodiphenylsulfon,
4,4'-Diaminodiphenyläther.
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Wiederum sind die bevorzugten Polyamine Oxydianilin oder Methylendianilin.
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Das aliphatische Dicarbonsäure-Material (B)(c) kann gesättigu
oder
ungesättigt sein und bis zu etwa 40 Kohlenstoffatome in der Kette enthalten. Derartige
Materialien werden durch Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Korksäure, Pimelinsäure,
Oxalsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Dodecandicarbonsäure und Fumarsäure
erläutert.
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us können die Anhydride verwendet werden.
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Als komponente (B) (d) kann irgendeine aus der Reihe der Diole oder
Glykole verwendet werden. Zum Beispiel können solche Verbindungen der allgemeinen
Formel
verwendet werden, in welcher der Index m typischerweise einen Wert von etwa 2 bis
etwa 12 oder höher aufweist und R" bevorzugt, obwohl nicht notwendigerweise, eine
Alkylengruppe ist. Von diesen Diolen oder Glykolen seien Äthylenglykol, Propandiole,
Butandiole, Pentandiole und Hexandiole, Octandic>le, etc., genannt. Äthylenglykol
wird bevorzugt.
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Bei der Herstellung des Polyesterimids (A) sollte normalerweise in
Übereinstimmung mit der üblichen Arbeitsweise ein Überschuß an Alkoholgruppen über
die Carboxylgruppen vorliegen. Die bevorzugten Verhältnisse der Bestandteile, und
des Verhältnisses von Estergruppen zu- Imidgruppen, sind in vollem Umfang herkömmlich
(vgl. die oben zitierten Patentschriften) und es werden die besonders bevorzugten
Verhältnisse der Bestandteile weiter unten mehr im einzelnen beispielhaft angegeben
werden. Das Polyesterimid kann auf zwei Wegen hergestellt werden, von denen beide
geeignete Lacke zum Mischen gemäß der vorliegenden Erfindung liefern. Bei der einen
Arbeitsweise werden zu Beginn der Polymerisation aJ le Reaktionsteilnehmer in das
Reaktionsgefäß eingetragen.
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Die Reaktion wird in üblicher Weise durchgeführt, z.B. unter Bedingungen,
wo das Nebenprodukt destilliert, z.BO bei 1900 bis 25(,OC, bis die Säurezahl einer
Probe auf einen Wert von unterhtlb etwa 6 bis 7 mg KOH/g, und vorzugsweise bis herunter
auf weniger als 1,0 fällt, und dann das Erhitzen des Reaktionsgemisches unterbrochen.
Das Lösungsmittel kann dann zu der heißen Mischung zugesetzt werden und diese wird
für den Zeitraum, der zur Sicherstellung einer homogen Mischung benötigt wird, heiß
gehalten. Auf einem anderen Weg wird eine Zweistufenreaktion durchgeführt. Zuerst
wird ein hydroxylreicher Polyester aus den Bestandteilen (c), (d) und (e) hergestellt
und nach Beendigung dieser Reaktion dann die Bestandteile (a) und (b) zugegeben
und die Reaktion unter den Bedingungen einer Nebenprodukt-Destillation fortgesetzt,
wobei die Säurezahl wiederum auf einen Wert von 6 bis 7, z.B. bis 1,0 oder darunter,
fällt. Das Erhitzen wird unterbrochen und anschließend das Lösungsmittel wie zuvor
wiederum zu der heißen Reaktionsmischung zugegeben.
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Zur Herstellung des Polyesteramidimids liegt das äquivalente Verhältnis
von Tricarbonsäure-Material, wie Trimelli thsäureanhydrid, zu aliphatischem Dicarbonsäure-Material,
wie Azelainsäure, im Bereich von etwa 1 : 3 und 9 : 1, und ist bevorzugterweise
3 : 1. Das Verhältnis der A4uivalente von Tricarbonsäure-Material zu Polyamin, wie
Methylendianilin, liegt im Bereich von etwa 1 : 4 bis 9 : 10, und ist bevorzugterweise
etwa 3 : 4. Das äquivalente Verhältnis von Polyamin, wie Methylendianilin zu Glykol,
wie thylenglykol, liegt im Bereich von etwa 99 : 1 bis 4 : 1, und ist besonders
bevorzugt etwa 9 : 1. Im allgemeinen werden die Bestandteile bei 1900C bis 2500C
umgesetzt, bis der gewUnschte Carboxylgehalt erreicht ist, der etwa 2,5 bis 2,7
% beträgt. Das Glykol wird zugesetzt, wenn das Tricarbonsäure-
Material,
die aliphatische Säure und das Polyamin zu dem gewütscIiten Carboxylgehalt umgesetzt
worden sind. Die Tricarbonstiure und die aliphatische Säure können zusammen oder
getrennt zu dem Polyamin zugegeben werden.
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Bei den Ausführungsformen, welche ein Lösungsmittel verwenden, ist
das im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindllng bevorzugt verwendete aromatische
Lösungsmittel Kresol.
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In Verbindung mit Kresol werden irgendwelche aus der Zahl der Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel,
einschließend Solvesso 100, das eine Mischung von Mono-, Di- und Trialkyl-(hauptsächlich
Methyl)-benzolen ist, mit einem Flammpunkt von etwa 45°C (113°F) und einem Destillationsbereich
von etwa 159° bis 178°C (318°F bis 352°F) verwendet, wobei ein derartiges Lösungsmittel
von der Firma Exxon Company hergestellt wird. Ein anderes, im vorliegenden Zusammenhang
brauchbares Lösungsmittel ist Exxon 670-Lösungsmittel, eine Mischung von Mono-,
Di- und Trialkyl-(hauptsächlich Methyl)-benzolen mit einer API-Dichte [160C (60°F)
von 31,6 %, einem spezifischen Gewicht bei 160C (600F) von 0,8676, einem Misctr-Anilinpunkt
von -120C (11°F) und einem Destillationsbereich von etwa 1420 bis 1740C (2880F bis
3460F).
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Lacke für die Beschichtung von Leitern werden durch Mischen der Harze
oder der Lösungen der Harze (A) und (B) innerhalb der oben angegebenen und nachfolgend
durch Beispiele belegten Verhältnisse hergestellt.
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Die so hergestellten Drahtlacke werden auf einen elektrischen Leiter,
z.B. auf Kupfer-, Aluminium-, Silber- oder rostfreiem Stahldraht in herkömmlicher
Weise aufgebracht.
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Zur Erläuterung sei bemerkt, daß Drahtgeschwindigkeiten von 4,6 bis
19,8 m/min (15 bis 65 feet/min) mit Drahtturm-Temperaturen
von
1210 und 4930C (2500 und 9200F) angewandt werden können. Der Aufbau der Schicht
auf dem Draht kann durch wiederholte Durchgänge durch die Harz zubereitung gesteigert
werden. Die aus den erfindungsgemäßen Lacken heryestellten Überzüge haben ausgezeichnete
Glätte, Beibehaltung der Biegsamkeit oder Flexibilität, Stetigkeit, Lösunysmittelbeständigkeit,
Wärmealterung, Verlustfaktoren, Durchschneidebeständigkeit, Wärmeschock, Abriebbeständigkeit
und Durchschlagfestigkeit.
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Wenn die Lacke der vorliegenden Erfindung als Unterschicht verwendet
werden, werden sie auf den Leiter, wie oben geschiidert, aufgebracht und bis zu
herkömmlichen Dicken, z.B. durch Vielfachschritte, aufgebaut. Dann wird eine Ummantelung
von geringerer Wandstärke aus einem verschiedenartigen Lack als Oberschicht aufgebracht.
Dieser Lack kann, jedoch ohne Beschränkung, ein Polyamidimid sein, z.B.
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das Reaktionsprodukt in der Wärme von TrimellithsEureanhydrid und
Methylendianilindiisocyanat, oder eines Ätherimids, eines Polyesters, eines Nylons,
eines isocyanurierten Polyesterpolyimids, und dergleichen. Wenn die Lacke der vorliegenden
Erfindung als Oberschicht verwendet werden, bringt man sie als Ummantelung von geringerer
Wandstärke auf einem Leiter auf, der vorher mit einer Unterschicht einz verschiedenartign
Lackes, wie beispielsweise mit einem Polyester oder einem l?olyesterimid, etc.,
versehen worden ist.
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Geeignete Lacke vom zweiten Typ werden z.B. in den US-PSen 2 936 296,
3 342 780, 3 426 098, 3 428 486 und 3 493 413 gezeigt, auf die hier Bezug genommen
wird, um eine zu sehr ins einzelne gehende Beschreibung zu vermeiden.
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Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der vorliegenden
Erfindung, sollen jedoch diese, sowie die
Ansprüche keinesfalls
einschränken.
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B e i s p i e l 1 (a) Polyesterimid - Ein Polyesterimid-Drahtlack
wird hergesteilt, indem man in einen Kolben von geeigneter Größe die nachfolgenden
Bestandbeile einbringt: Gewichtsteile Äthylenglykol ........................ 214,2
Terephthalsäure ...................... 582,5 Tris(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat 820,7
tetraisopropylititanat ............... 22,2 Kresol ...............................
1076,4 Methylendianilin ..................... 298,1 Trimellithsäureanhydrid ..............
574,0 Die Bestandteile werden etwa 2 Stunden lang auf etwa 2150C erhitzt und auf
dieser Temperatur etwa 8 bis 10 Stunden lang yellaltell. Dann wird auarerchend Kresol
zugesetzt, um den Feststoffgehalt auf 27 Gewichtsprozent herabzusetzen und die Mischung
8 Stunden lang auf etwa 2000C gehalten, bis sie vollständig homogen ist.
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(b) Polyesteramidimid - Ein mit einem Thermometer, einer Dean-Stark-Falle,
einem Rührer, einem Kühler, einem Zugabestutzen und einem Stickstoffeinleitungsrohr
versehenes Reaktionsgefäß wird mit 211,5 Teilen Azelainsäure, 648 Teilen Trimellithsäureanhydrid,
892 Teilen Methylendianilin, 1 Teil Tetraisopropyltitanat und 1227 Teilen eines
Lösungsmittels, das aus 55 Teilen Kresol und 45 Teilen Phenol boßteht, beschickt.
Der Inhalt wird auf 2000 bis 2050C e ltzt, das Wasser geaammelt und die Temperatur
gehalten, bis ein Carboxylgehalt von 3,4 erreicht ist. Dann werden
weitere
3070 Teile des obigen Kresol-Phenol-Lösungsmittels zugegeben, das Erhitzen auf etwa
200°C fortgesetzt, bis der Prozentgehalt an Carboxyl eLwa 1,8 beträgt. Zu diesem
Zeitpunkt werden 40 Teile Äthylenglykol zugegeben und elne Temperatur von annähernd
200°C aufrechtgehalten, bis der Prozentgehalt an Carboxyl 0,55 beträgt. Der Inhalt
wird dann unter Verwendung eines Lösungsmittels, das aus 75 Teilen Kresol und 25
Teilen Solvesso 100-Kohlenwasserstoff besteht, auf annähernd 25 % Feststoffe verdünnt.
Die Gardner-Holt-Viskosität ist Z 1 3/4 oder etwa 3,4 cm /s (3400 cSt) bei 250C.
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In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse der derzeitigen Drahtbeschichtungsversuche
unter Verwendung eines Polyesterimid-Drahtlacks des Typs von Beispiel 1(a) (Imidex-E
der Firma General Electric Company) und einer Mischung eines derartigen Lackes mit
einem Polyesteramidimid-Lack des Typs, wie er in Beispiel 1(b) beschrieben ist,
angegeben. Die Mischung wurde durch Mischen von 95 Teilen des 27%igen Polyesterimid-Lacks
mit 5 Teilen des Polyesteramidimid-Lacks mit 25 % Feststoffen hergestellt. Der beschichtete
elektrisuche Leiter war ein Kupfer-Magnetdraht mit einem Durchmesser von 1,024 mm
(0,0403 inch), wobei der Draht in einem 4,6 m (15 foot) hohen, gasbeheizten Turm
mit einer Bodentemperatur von 245 0C und einer oberen Temperatur von 4000C gellärtet
wurde. Der Draht wurde nach dem Beschichten und Härten visuell in üblicher Weise
auf seine Glätte hin betrachtet und die Flexibilität bei 25 % Dehnung untersucht;
diX Untersuchung auf Wärmeschock erfolgte bei 2200C, nachdem er um 20 % gereckt
worden war, und auf Durchbrennen, was ein Hinweis auf ciie Beständigkeit gegenüber
hohe Temperaturen in der Wicklung eines blockierten Motors ist. Derartige Untersuchungsverfahren
sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise
in den US-PSen 2
936 296, 3 297 785 und 3 555 113, und auch an anderen Stellen, beschrieben. Die
Flexibilität der Beschichtungen werden kennzeichnenderweise durch Recken des beschichteten
elektrischen Leiters um 25 % seiner ursprünglichen Länge und Wickeln desselben um
einen abgestuften Dorn mit Durchmessern vom Ein-, Zwei- und Dreifachen des Drahtdurchmessers
bestimmt, wobei der kleinste Dorndurchmesser, bei welchem kein Versagen erfolgt,
als Versuchswert genommen wird. Die Bestimmung des Verlustfaktors (D.F.) erfolgt
durch Eintauchen eines gebogenen Abschnittes eines beschichteten Drahtes in heißes
Quecksilber und Messen bei 60 bis 1000 Hertz-mittels einer General Radio Bridge,
oder deren Äquivalent, die mit der Probe und dem Quecksilber verbunden ist. Die
Werte werden in Prozenteinheiten bei der spezifizierten Temperatur in Celsiusgraden
angegeben (Reference National Electrical Manufacturers Association Publ.
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No. MW 1000 Part 3, paragraph 9.1.1). Die Alterung in der Wärme wird
durch Placieren einer Spule von ungerecktem, ungebogenen beschichteten Draht in
einem Ofen unter den spezifizierten Bedingungen durchgeführt und nach 21 Stunden
bewertet. Die Werte werden in Dorndurchmessern angegeben, bei welchen nach 21 Stunden
bei 1750C und 0 % Recken kein Versagen auftritt. Die Durchschneidetemperatur wird
bestimmt, indem man zwei Drahtlängen in rechten Winkeln anordnet, eine Länge mit
einem Gewicht belastet und die Temperatur erhöht, bis das thermoplastische Fließen
einen elektrischen Kurzschluß bewirkt. Die Werte werden in Celsiusgraden bei 2000
g angegeben (Reference NEMA-Method 50.1.1).
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Die Durchschlagfestigkeit wird an verdrillten Proben bestimmt, an
welche eine 60 Hertz-Spannung angelegt wird, bis der Durchschlag erfolgt. Die Durchschlagspannung
wird mit einem Meßgerät gemessen,das eine Kalibrierung in Effektivvolt (root-mean-square
volts) aufweist. Die Werte werden in Kilovolt
(kV) angegeben (Reference
NEMA-Method 7.1.1).
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Die beschichteten Drähte haben die folgenden Eigenschaften: Tabelle
Mit Polyesterimid und mit Polyesterimid-Polyesteramidimid beschichtete Drähte Beispiel
1A** 1 Zusammensetzung (Gewichtsteile) Polyesterimld-(a)-Lack ............ 100 95
Polyesteramidimid-(b)-Lack - - 5 Arbeitsweise .....................
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m/min 17,4 17,4 Drahtgeschwindigkeit .... (foot/min) (57) (57) µm
#76 #76 Dlckenaufbau ................
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(mil) (#3,0 (#3,0) Eigenschaften Glätte ...................... Glatt
Glätter Biegen, 25 %, Durchmesser .. 1 1 Bruchstellen/61 m 3 0 @@@@@@@@@@@@ (Bruchstellen/200
feet) Verlustfaktor, 220°C .............. 4,4 5,5 Durchschneiden, °C ................
397 384 Durchschlagfestigkeit, kV ......... 8 11 Warmealterung, 21 h/1750c - 1X
1X Abrieb, einmal Kratzen ............ 1100 1300 W@ederholt Kratzen ................
27 30 Der Draht gemäß der vorliegenden Erfindung war glatter und hatte eine bessere
Kontinuität und eine bessere Abriebbeständigkeit. Wenn die Beschichtungsgeschwindigkeit
auf 19,8 m/min
(lJ leet/min) tjtasteiyert wurde, begann die Polyestriu'id-Vergleichsprobe
wellig zu werden, Blasen zu bilden und sich zu verschlechtern. Die gemischte Zubereitung
gemäß der vorliegenden Erfindung ließ sich auch bei 19,8 m/min (65 feet/ min) Beschichtungsgeschwindigkeit
genau so gut beschichten, wie bei 17,4 m/min (57 feet/min).
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Beispiel 2 Nach dein allgemeinen Verfahren von Beispiel 1 wurden
95 Gewichtsteile eines kommerziellen Polyesterimids aus Äthylenglykol, Tris(2-hydroxyäthyl)-isocyanurat,
Methylendianilin, Trimellithsäureanhydrid und Terephthalsäure mit einem Gehalt von
25 @ Feststoffen in Kresol-Lösungsmittel und 5 Gewichtsteile eLnes kommerziellen
Polyesteramidimids aus AzelainsAure, Trimellithsäureanhydrid, Methylendianilin und
Äthylenglykol in einem Kresol-Phenol/Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel mit einem Gehalt
von 27 % Feststoffen 30 Minuten lang gemischt und anschließend filtriert. Die erhaltene
erfindungsgemäße Zubereitung hatte einen Feststoffgehalt von 26,0 bis 28,0 bei 2000C
und eine Viskosität im Bereich von 350 bis 550 mPa.s (350 bis 550 cP) bei 300C.
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Beispiel 3 Das allgemeine Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt,
wobei der Polyesterimid-Gehalt auf 93 Gewichtsteile verringert und der Polyesteramidimid-Gehalt
auf 7 Gewichtsteile erhöht wurde. Der Feststoffgehalt lag im Bereich von 26 bis
28 Gewizhtsprozent bei 2000C und die Viskosität im Bereich von 350 bis 550 mPa.s
(350 bis 550 cP) bei 30°C. Im Vergleich zu Beispiel 2 lieferte dieses Beispiel beschichtete
Leiter mit etwas verbesserten thermischen Eigenschaften.
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Es wurden in einem wie oben beschriebenen Turm zweifach beschichtete
Drähte hergestellt.
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Auf den ersten Draht wurde ein Basisüberzug aus einem Polyester vc,n
Dimethylterephthalat, Äthylenglykol und Glycerin, hergestellt gemäß der US-PS 2
936 296, in einer Dicke von etwa 58,4 pm (2,3 mil) aufgebracht. Auf diese Beschichtung
wurde dann ein dünnerer, darüberliegender Überzug von 7,6 µm (0,3 mia) aus dem gemischten
Polyesterimid-Polyesteramidimid des Beispiels aufgebracht. Man erhielt einen beschichteten
Kupferleiter gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Im zweiten Fall enthielt ein mit dem gemischten Polyesterimid-Polyesteramidimid
gemäß der vorliegenden Erfindung beschichteter Draht (Beispiel 1) eine darauf aufgebrachte
äußere Schicht eines Amidimids, hergestellt durch Mischen und Erhitzen von Trimeliithsäureanhydrid
und dem Diisocyanat von Methylendianilin. Man erhielt einen beschichteten Kupferleiter
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Auf alle in der vorliegenden Beschreibung angeführten Patentschriften
und Veröffentlichungen wird ausdrücklich Bezug genommen und der Offenbarungsgehalt
aller dieser Veröffentlichungen durch diese Bezugnahme in vollem Umfang in die vorliegende
Anmeldung aufgenommen. Offensichtlich ist es möglich, in der vorliegenden Erfindung
nach Kenntnisnahme der vorliegenden Beschreibung viele Variationen durch zu führen.
Beispielsweise kann das Alkyltitanat weggelassen werden Blockierte Polyisocyanate
und/oder Phenol-Formaldehydharz kann zugegeben werden oder sie können mit einem
Melamin-Formaldehydharz substituiert sein. Metalitrockner können ebenfalls zugesetzt
werden, z.B. 0,2 bis 1, %, bezogen auf die gesamten Feststoffe, an Zinkoctoat¢ Cadmiumlinoleat,
Calciumoctoat, und dergleichen. Alle derartigen offensichtlichen Veränderungen liegsn
im Rahmen der vorliegenden Erfindung bzw. der anliegenden Patentansprüche.