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Imprägnierung fürelektrische Isolierzwecke und insbesondere von Faserstoffen
und. Faserstoffbändern Es ist bekannt, für die elektrische Isolierung und für die
Imprägnierung von Faserstoffen 'Siloxane zu verwenden, die zu höheren polymeren
Stoffen polymerisiert werden. Solche Siloxane haben infolge ihrer höheren chemischen
und thermischen Stabilität und ihrer sonstigen Eigenschaften ganz besondere technische
Bedeutung gewonnen. Wenn es auch möglich ist, die Eigenschaften dieser höher polymeren
Stoffe durch entsprechende Gestaltung der Arbeitsbedingungen und des Ausmaßes der
Polymerisation dem jeweiligen Verwendungszweck mehr oder weniger anzupassen, so
ist einer solchen Anpassung der Eigenschaften doch durch die Art und Anzahl der
in einem bestimmten polymeren Produkt vorhandenen organischen Radikale eine gewisse
Grenze gesetzt. Aus diesem Grund ist es daher zweckmäßig, für die Zwecke der Isolierung
und Imprägnierung Siloxane zu verwenden, die Mischpolymerisate von zwei oder mehreren
Siloxanen darstellen. iSolche Siloxane wurden :bisher durch Mischpolymerisation
zweier oder mehrerer hydrolysierbarer Organosilane erhalten. Ein Nachteil dieses
Verfahrens ist jedoch, daß die Empfindlichkeit der hydrolysierbaren Silane gegen
Feuchtigkeit es schwierig macht, sie zu handhaben und unbegrenzt zu lagern, ohne
daß eine Veränderung der Verbindungen eintritt. Andererseits haben jedoch die kondensierten
Hydrolysierungsprodukte der Silane oder ihrer Mischungen und die hieraus durch weitere
Polymerisation erhaltenen ;Stoffe nicht diese Nachteile und sind daher als Ausgangsstoffe
für die Gewinnung
von 1Vlischpolymeren vorzuziehen. Da in .der
die Silöxäne verarbeitenden Industrie, wie in der Imprägnierungs- und Isoliertechnik,
die Anforderungen an die Eigenschaften von Siloxanen mitunter außerordentlich variieren,
ist es erwünscht, daß diese in der Lage ist, sich diesenAnforderungen in der Weise
anpassen zu können, indem sie sich aus den jeweiligen Siloxanvorprodukten die Mischpolymerisate
mit den jeweils erforderlichen Eigenschaften herstellt. Es ist ohne weiteres ersichtlich,
daß hierfür als Vorprodukte die Siloxane wesentlich geeigneter sind als: die instabilen
;Silane. Bei Verwendung von aus Siloxanen durch Mischpolymerisation gewonnenen Polymerisaten
für die Zwecke der elektrischen Isolierung und für die Imprägnierung von beliebigen
Faserstoffen wird somit erst der höchste Nutzeffekt erzielt.
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Erfindungsgemäß werden nun für die genannten Zwecke solche Organosiloxanmischpolymerisate
verwendet, die durch Mischpolymerisation von zwei oder mehreren Organosiloxanen
in Gegenwart eines Alkalimetall- bzw. eines Erdalkalimetallhydröxydes oder eines
quarternären Ammoniumhydroxydes bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur, jedoch
unterhalb der Zersetzungstemperatur der Siloxane, entstehen.
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Die Herstellung solcher Mischpolymerisate erfolgt-in der Weise, daß
zwei oder mehrere verschiedene Silöxane oder polymerisierte Siloxane mit einem Alkali
gemischt werden, wobei dafür gesorgt ist, daß dieses mit der .Siloxanmischung bis
zum Ende der Mischpolymerisation in innigem Kontakt ist. Es werden vorzugsweise
starke Alkalien, wie Alkalimetall-, Erdalkalimetallhydroxyde bzw. Hydroxyde von
quarternärem Ammonium, verwendet. Das Alkali kann wäßrig oder nichtwäßrig angewendet
werden. Es ist jedoch zweckmäßig, ein gemeinsames Lösungsmittel für die Siloxane
und das Alkali anzuwenden, um eine gute Verteilung des Alkalis in,den Siloxanen
zu erhalten, was besonders wichtig ist, wenn diese zu Beginn sich nicht mischen.
Wenngleich die nach diesem . Verfahren stattfindende Mischpolymerisation auch bei
Zimmertemperatur oder bei noch niedrigeren Temperaturen vor sich gehen kann, so
wird doch durch Erhitzen nie Reaktionsgeschwindigkeit erhöht. Es ist jedoch zu beachten;
daß beim Erhitzen die Tenmperatur nicht so hoch sein darf, däß die Zersetzung der
Siloxane oder der Mischpolymerisate begünstigt wird. Die Temperatur, bei der die
Zersetzung beginnt, kann leicht durch Versuche festgestellt werden; sie ändert sich
natürlich mit der Art -der Siloxane, die verwendet werden, Die Mischpolymerisation
von zwei oder mehr Siloxanen bei Gegenwart .von Alkali geht auf Grund der Neubildung
von außergewöhnlich stabilen Si-O-Si-Bindungen vor sich. Meistens ist die Wirkung
des Alkalis so groß, daß sich. nicht mischbare Siloxane schnell in homogene Flüssigkeiten
verwandeln, die sich auch nach Schluß der Behandlung nicht wieder in zwei iSchichten
trennen. Die so erhaltenen flüssigen Mischpolymerisate können durch besondere Pölymerisationsverfahren,
wie durch Einblasen von Luft; durch Säure- oder Alkalibeliändlung, -in ' höhermalekulare-
und nicht klebende, harzartige feste Stoffe umgewandelt werden. Es ist selbstverständlich,
daß unter Mischpolymerisation die Verbindung von zwei verschiedenen Siloxanen zu
einem Mischpolymerisat und nicht die darauffolgende Polymerisation des Stoffes nach
einem der oben beschriebenen Verfahren zu verstehen ist.
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Mischungen von tSiloxanen, die nach diesem Verfahren mischpolymerisiert
werden können, sind z. B.: Dimethyl- und Phenylmethylsiloxan, Dimethyl- und Phenyläthylsiloxan,
Phenyläthyl- und Amylsiloxan, Phenyläthyl- und Methylsiloxan, Phenylmethyl- und
Methylsiloxan, Dimethyl- und Diphenylsiloxan, Phenyläthyl- und Diäthylsiloxan, Phenyl-
und @henylmethylsiloxan, Phenyläthvi-und Phenylsiloxan.
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Die einzelnen Siloxane, die der Mischpolymerisation zugänglich sind,
enthalten durchschnittlich weniger als i bis- etwa 3 organische Reste pro Siliciumatom.
Die mittels Kohlenstoffatomen an das Silicium gebundenen Reste können z. B. sein
Propyl, Isopropyl, Isobutyl, Hexyl, Heptyl bis Octadecyl und höhere; alicyclische
Radikale, wie Mono- und Polyalkylphenyle, wie Tolyl, Kylvl, Mesityl; Mono-, Di-
und Tripropylphenyle üsw., Naphthyl, Mono- und . Polyalkylnaphthyle, wie Methylnaphthyl,
Diäthylnaphthyl, Tripropylnaphthyl usw. ; Tetrahydronaphthyl, Anthracyl usw. ; Aralkyl,
wie Phenyläthyl usw. ; Alkenyl, wie Methallyl, Allyl usw. Es ist selbstverständlich,
daß diese Radikale auch anorganische Substituenten, wie Halogen usw., enthalten
können.
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Mit solchen iSiioxanmischpolymer isaten können elektrische Isolierungen,
Imprägnierungen und Überzüge nach der bisher bei der Verwendung von Siloxanen üblichen
Weise gewonnen werden, die außerordentlich gute mechanische und elektrische Eigenschaften
aufweisen und die eine außerordentliche Beständigkeit auch noch bei Temperaturen
aufweisen,-bei - denen die bekannten überzugsmaterialien brüchig und zerstört werden.
Von besonderer Bedeutung ist die Isolierung von Faserstoffmaterialien für elektrische
Zwecke; wobei die Siloxane entweder als solche oder z. B. in Lösung angewandt und
anschließend durch Erhitzen gehärtet werden können.
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In den folgenden Ausführungsbeispielen soll die Erfindung noch näher
erläutert werden. Beispiel i Das für die Imprägnierung verwendete Mischpolymerisat
wird folgendermaßen hergestellt: Flüssiges, polymeres Dimethylsiloxän und polymeres
Diphenylsiloxan, die sich beim aErhitzen nicht mischen, werden im Molarverhältnis
2 : i durch 2stündiges Erhitzen mit Kaliumhydroxyd in Alkohol und Dioxan mischpolymerisiert.
Nach Altreiben des Lösungsmittels, Neutralisieren mit Säure und Waschen mit Wasser
erhält man ein homogenes Produkt, das bei 3stündigem Durchleiten von Luft bei 25o°
dicker, wird.
Mit diesem viskosen Stoff wird ein Glasfaserband imprägniert.
Bei knapp 16stündigem Erhitzen des Bandes auf 25o° C tritt Härtung des @Siloxans
ein. Man erhält so ein Band, das weich und biegsam, aber trotzdem fest und dauerhaft
ist. Beispiel e Das zur Imprägnierung verwendete Mischpolymerisat wird wie folgt
gewonnen: Ein Gemisch von 1 Gewichtsteil polymerer Phenylkieselsäure (Hydrolysierungsprodukt
von Phenyltrichlorsilan) und 2 Gewichtsteilen polymerem Phenylmethylsiloxan wird
in Gegenwart einer geringen Menge von Kaliumhydroxyd in Alkohol mischpolymerisiert,
das Produkt neutralisiert und gewaschen. Das Polymerisat wird dann durch 6stündiges
Durchleiten von Luft bei 25o° C verdickt.
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Mit diesem Polymerisat wird ein Glasfaserband behandelt. Nach 16stündigem
Erhitzen auf 270° C ist das Siloxan gehärtet. Das Band zeigt dieselben Eigenschaften
wie das von Beispiel 1. Auch bei weiterem 244stündigem Erhitzen auf 27o° C verändert
das Band seine guten Eigenschaften nicht. Beispiel 3 Ein aus 8o Gewichtsteilen Phenylmethylsiloxan
und 2o Gewichtsteilen polymerer Methylkieselsäure in Gegenwart einer geringen Menge
von Natriumhydroxyd in Alkohol erhaltenes Mischpolymerisat wird, nachdem es alkalifrei
gewaschen ist, zur Imprägnierung eines Glasfaser- und eines Asbestfaserbandes verwendet.
Die Bänder werden 24 Stunden auf 25o° C erhitzt. Beide Bänder sind ausgezeichnet
geeignet für elektrische Isolierungen. Beispiel q. Ein aus Phenyläthylsiloxan und
polymerer Methylkieselsäure (Molverhältnis 2 : 1) in Gegenwart von Natriumhydroxyd
in Alkohol erhaltenes Mischpolymerisat wird zur Imprägnierung eines Glasfaser- und
Asbestfaserbandes verwendet. Die Bänder werden 2q. Stunden bei über Zoo' C gehärtet.
Beide Bänder zeigen ausgezeichnete elektrische und mechanische Eigenschaften.