DE886932C

DE886932C - Heat-resistant electrical conductor with fiber insulation

Info

Publication number: DE886932C
Application number: DEF930D
Authority: DE
Inventors: James N Aken
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1940-08-03
Filing date: 1941-07-13
Publication date: 1953-08-20

Description

Hitzebeständiger elektrischer Leiter mit einer Faserstoffisolierung Asbest wird wegen seiner Beständigkeit gegen Feuer und Hitze zur Isolierung elektrischer Leiter verwendet. Da jedoch Asbest hygroskopisch ist, ist es erforderlich, ihn mit einer wasserbeständigen Masse zu tränken, um ihn für elektrische Isolierungen geeignet zu machen. Die Tränkmasse muß hitzebeständig und flammsicher sein, damit die günstigen Eigenschaften des Asbestes nicht verlorengehen. Eine ganze Anzahl solcher hitze-und wasserbeständiger und flammsicherer Massen sind bisher zum Tränken asbestisolierter Leiter benutzt worden. Während der letzten Jahre haben sich jedoch die Bestimmungen über die elektrische und physikalische Prüfung dieser Drähte verschärft. So wird in den Vereinigten Staaten von Amerika z. B. verlangt, daß asbestisolierter Draht Nr. 16, der eine etwa o,8 mm dicke Asbesthülle besitzt, um einen Dorn von etwa 12 mm 0 in 14 Windungen aufgewickelt und in q.0° C warmes Wasser 3 Stunden lang eingetaucht war, nach dieser Behandlung unter Wechselspannung einen Isolationswiderstand von 1500 Ohm haben soll. Außerdem muß der Draht eine Spannung von 1500 Volt, die zwischen dem Leiter und einer um die Isolierung gewickelten Zinnfolie angelegt ist, wenigstens 1 Minute lang aushalten. Nach den Bestimmungen über die physikalische Prüfung soll die Isolierun' des Drahtes bei o° C noch biegsam sein und darf bei 10o° C nicht tropfen. Diesen Vorschriften hat bisher keine der verwendeten Massen völlig genügt, ganz gleich, ob sie auf der Grundlage von chloriertem Diphenyl oder auf chloriertemNaphthalin aufgebaut war.Einige waren bei o' C zu brüchig, andere bei ioo° C zu flüssig, andere wiedez hielten nach dreistündigem Tauchen die Wechselspannungsprobe auf den Isolationswiderstand nicht aus.Heat-resistant electrical conductor with fiber insulation Asbestos is used for electrical insulation because of its resistance to fire and heat Head used. However, since asbestos is hygroscopic, it is necessary to use it soak in a water-resistant compound to make it suitable for electrical insulation close. The impregnating mass must be heat-resistant and flame-proof, so that the favorable Properties of asbestos are not lost. Quite a number of such heat and Water-resistant and flame-retardant compounds have so far been asbestos-insulated for impregnation Head has been used. During the last few years, however, the provisions have changed tightened over the electrical and physical testing of these wires. So will in the United States of America e.g. B. requires that asbestos-insulated wire No. 16, which has an asbestos shell about 0.8 mm thick around a spike of about 12 mm 0 wound in 14 turns and immersed in water at 0 ° C for 3 hours was, after this treatment under alternating voltage, an insulation resistance of 1500 ohms should have. In addition, the wire must have a voltage of 1500 volts, which between the conductor and a tin foil wrapped around the insulation, at least Hold for 1 minute. According to the provisions on the physical test should the insulation of the wire must still be flexible at 0 ° C and must not be at 10 ° C drops. So far none of the masses used has fully met these regulations, regardless of whether they are based on chlorinated diphenyl or chlorinated naphthalene Some were at o 'C too brittle, others at ioo ° C too liquid, others held the AC voltage test after diving for three hours does not affect the insulation resistance.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß aus chloriertem Diphenyl, vom Schmelzpunkt 6o bis 66° C, durch Weichmachen mit einer Mischung aus Maisöl und Polyisobutylen eine Masse erhalten wird, die vollständig allen Anforderungen genügt. Ein mit dieser Masse getränkter Asbestdraht erfüllt die elektrischen Prüfungen, ist bei o° C biegsam und tropft nicht bei ioo° C.According to the invention it was found that from chlorinated diphenyl, vom Melting point 6o to 66 ° C, by softening with a mixture of corn oil and polyisobutylene a mass is obtained which fully meets all requirements. One with this Mass-soaked asbestos wire fulfills the electrical tests, is flexible at 0 ° C and does not drip at 100 ° C.

Untersuchungen haben gezeigt, daß weder Polyisobutylen noch Maisöl allein mit chloriertem Diphenyl diese Verbesserungen erzielen lassen. Wenn an Stelle von Polyisobutylen mehr Maisöl verwendet wird, ist die Masse bei ioo° C zu flüssig. Ebenso hält der Draht die bei q.°° C erfolgende Prüfung auf den Isolationswiderstand nicht aus, weil die Masse bei dieser Temperatur zu flüssig ist und nicht die Wasserbeständigkeit besitzt wie chloriertes Diphenyl, das mit einer Mischung von Maisöl und Polyisobutylen behandelt wurde. Wenn dem chlorierten Diphenyl nur Polyisobutylen und kein Maisöl zugesetzt wird, so ergibt sich ein Draht, der die Tropfprobe bei ioo° C und die Prüfung auf Isolationswiderstand bei 4o° C besteht, nicht aber die Biegeprobe bei o° C. Auch wäre diese Masse zu zähflüssig für die Tränkung von Asbest bei i5o° C, der Temperatur, bei der die asbestisolierten Drähte üblicherweise während ihrer Herstellung getränkt werden. Die gemeinsame Verwendung von Polyisobutylen und Maisöl ergibt also verbesserte physikalische und elektrische Eigenschaften, wie sie bei Verwendung eines dieser beiden Mittel oder mit irgendeinem anderen bekannten Weichmacher oder einer Mischung von solchen nicht erzielt werden können.Studies have shown that neither polyisobutylene nor corn oil Let these improvements be achieved with chlorinated diphenyl alone. If in place If more corn oil is used by polyisobutylene, the mass is too liquid at 100 ° C. The wire also withstands the insulation resistance test carried out at q. °° C does not work because the mass is too liquid at this temperature and not the water resistance possesses like chlorinated diphenyl, the one with a mixture of corn oil and polyisobutylene was treated. If the chlorinated diphenyl only polyisobutylene and no corn oil is added, the result is a wire that the drip sample at 100 ° C and the Insulation resistance test at 40 ° C passes, but bending test does not o ° C. This mass would also be too viscous for soaking asbestos at 150 ° C, the temperature at which the asbestos-insulated wires usually during their Manufacture to be soaked. The joint use of polyisobutylene and corn oil thus gives improved physical and electrical properties, as in Use either of these agents or any other known plasticizer or a mixture of these cannot be achieved.

Ein bevorzugtes Mischungsbeispiel ist folgendes: chloriertes Diphenyl (Schmelzpunkt 6o bis 66° C) ... 7o Teile Paraffin (Schmelzpunkt 52° C) . . . . . . . . . 1o - Polyisobutylen (Molekulargewicht io ooo bis 2o ooo) . . . . . . . . . . . . io - Maisöl......................... io - Das Polyisobutylen hat vorzugsweise ein Molekulargewicht von io ooo bis 2o ooo, doch kann auch Polyisobutylen mit niedrigerem Molekulargewicht benutzt werden. Ebenso können an Stelle des hier bevorzugten Maisöls andere verseifbare Öle mit ähnlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften verwendet werden, wie z. B. Baumwollöl oder Erdnußöl. Sehr zähflüssige Öle, wie Rizinusöl, sind nicht zu empfehlen, weil infolge der höheren Erstarrungstemperatur dieser Öle daraus hergestellte Mischungen bei o° C nicht genügend biegsam wären.A preferred mix example is the following: chlorinated diphenyl (Melting point 6o to 66 ° C) ... 7o parts paraffin (Melting point 52 ° C). . . . . . . . . 1o - Polyisobutylene (molecular weight io ooo to 2o ooo). . . . . . . . . . . . io - Corn oil ......................... ok - The polyisobutylene preferably has a molecular weight of from 10,000 to 20,000, but lower molecular weight polyisobutylene can also be used. Likewise, instead of the corn oil preferred here, other saponifiable oils with similar physical and chemical properties can be used, such as. B. cottonseed oil or peanut oil. Very viscous oils, such as castor oil, are not recommended because, due to the higher solidification temperature of these oils, mixtures made from them would not be sufficiently flexible at 0 ° C.

Meistens wird der Asbest zu Drahtisolierungen in zwei oder mehr Lagen aufgebracht. Die genannten Massen sind vorzüglich geeignet zur Tränkung der ersten oder inneren Lage, für die zweite oder die äußere Lage ist mitunter eine etwas härtere und trockenere, weniger klebrige Beschaffenheit erwünscht. Dies kann z. B. in an sich bekannter Weise durch Zusatz von 15 bis 3o Teilen eines Pigments zu der genannten Masse erreicht werden.Most often the asbestos becomes wire insulation in two or more layers upset. The compounds mentioned are particularly suitable for impregnating the first or inner layer, the second or outer layer is sometimes a bit harder and drier, less tacky texture is desirable. This can e.g. B. in in a known manner by adding 15 to 30 parts of a pigment to the said Mass can be achieved.

Beispielsweise kann für einen an der Oberfläche weiß gefärbten Draht für die äußere Asbestlage folgende Masse verwendet werden chloriertes Diphenyl (Schmelzpunkt 6o bis 66° C) ... 7o Teile Paraffin (Schmelzpunkt 52°C) ... io - Polyisobutylen (Molekular- gewicht io ooo bis 2o ooo) .... io - gereinigtes Maisöl ............... io - Titandioxyd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 - Bei Verwendung einer weicheren Tränkmasse in der inneren Asbestlage in der äußeren Asbestlage Massen zu verwenden, die Pigmente enthalten, hat verschiedene Vorteile.. Erstens können die Drähte in an sich bekannter Weise durch Pigmente von verschiedenen Farben zur unterschiedlichen Kennzeichnung der Pole verschieden gefärbt werden. Zweitens wirkt das mit Pigmenten versetzte äußere Tränkmittel als ein Abschluß, der selbst bei Temperaturen über ioo° C verhindert, daß das innere Tränkmittel nach außen dringt, selbst wenn dieses im Überschuß vorhanden ist.For example, the following compound can be used for a wire colored white on the surface for the outer asbestos layer chlorinated diphenyl (Melting point 6o to 66 ° C) ... 7o parts Paraffin (melting point 52 ° C) ... io - Polyisobutylene (molecular weight io ooo to 2o ooo) .... io - purified corn oil ............... ok - Titanium dioxide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 - When using a softer impregnating compound in the inner asbestos layer, using compounds which contain pigments in the outer asbestos layer has various advantages. Second, the pigmented outer impregnating agent acts as a seal that prevents the inner impregnating agent from penetrating to the outside, even at temperatures above 100 ° C., even if it is present in excess.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Beispiel eines Einleiteraufbaus nach der Erfindung. Der Leiter io ist mit einer Trennschicht ii aus Papier oder Cellophan bedeckt, die auch fehlen kann. Darüber befindet sich die Isolierhülle 12 aus Asbest, die je nach Wunsch verfilzt, als Lunte, als Band oder als Geflecht aufgebracht sein kann und mit der oben beschriebenen hitze- und wasserbeständigen und nicht entflammbaren Masse 13 getränkt ist. Über der getränkten Lage z2 kann eine zweite Isolierhülle 1q. aus verfilztem Asbest, Asbestlunte, Asbestband oder -geflecht aufgebracht sein, die wiederum mit der Schutzmasse 15 nach der Erfindung behandelt sein kann.The drawing shows schematically an example of a single-conductor structure according to the invention. The conductor io is made of paper or with a separating layer ii Cellophane covered, which can also be missing. The insulating sleeve is located above this 12 made of asbestos, which can be matted as desired, as a fuse, as a ribbon or as a mesh can be applied and with the heat and water-resistant properties described above and non-flammable compound 13 is impregnated. About the soaked layer z2 can a second insulating sleeve 1q. made of matted asbestos, asbestos fuse, asbestos tape or -braid be applied, which in turn with the protective mass 15 according to the invention can be treated.

Der isolierte elektrische Leiter nach der Erfindung erfüllt alle geforderten Bedingungen in bezug auf Hitzebeständigkeit, Flammsicherheit, Wasserbeständigkeit, Durchschlagsfestigkeit, Isolationswiderstand, Biegsamkeit bei o° C und Tropfprobe bei ioo° C. Daneben ist die Masse nach der Erfindung auch mit gutem Erfolg für andere hitzebeständige Faserstoffe als Asbest geeignet. Der Zusatz von Paraffin dient zu dem Zweck, eine glatte Oberfläche zu erzielen und der Klebrigkeit des chlorierten Diphenyl entgegenzuwirken. Wenn ein gewisser Grad von Klebrigkeit gewünscht wird, kann das Paraffin weggelassen werden. An Stelle von Paraffin können auch andere Petroleumwachse benutzt werden.The insulated electrical conductor according to the invention meets all the requirements Conditions related to heat resistance, flame resistance, water resistance, Dielectric strength, insulation resistance, flexibility at 0 ° C and drip sample at 100 ° C. In addition, the composition according to the invention is also very successful for others heat-resistant fibers suitable as asbestos. The addition of paraffin is used too the purpose of achieving a smooth surface and the stickiness of the chlorinated Counteract diphenyl. If some degree of stickiness is desired, the paraffin can be omitted. Instead of paraffin, others can also be used Petroleum waxes can be used.

Wenn auch die obengenannte Zusammensetzung bevorzugt wird, so können doch die Gehalte der einzelnen Bestandteile in den folgenden Grenzen schwanken: chloriertes Diphenyl (Schn'lelzpunkt 6o bis 66° C) 6o bis 8o °/o Paraffin (Schmelzpunkt 52° C) ..... io bis 2o °/o Polyisobutylen (Molekular- gewicht io ooo bis 2o ooo) . 5 bis 15 °/o Maisöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 bis 15 0/, Chloriertes Diphenyl ist zwar schon für Asbestisolierungen als wasser- und flammsicheres Tränkmittel vorgeschlagen worden, aber nicht in Verbindung mit den erfindungsgemäß verwendeten weichmachenden Zusätzen oder als Tränkmittel mit den oben beschriebenen Eigenschaften.Even if the above-mentioned composition is preferred, the contents of the individual components can vary within the following limits: chlorinated diphenyl (Melting point 6o to 66 ° C) 6o to 8o ° / o paraffin (Melting point 52 ° C) ..... io to 2o ° / o Polyisobutylene (molecular weight io ooo to 2o ooo). 5 to 15 ° / o Corn oil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 to 15 0 /, Chlorinated diphenyl has already been proposed as a water- and flame-proof impregnating agent for asbestos insulation, but not in connection with the plasticizing additives used according to the invention or as an impregnating agent with the properties described above.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heat-resistant electrical conductor with a Hydrogen insulation, especially asbestos insulation made with chlorinated diphenyl is impregnated, characterized in that the impregnating agent is about 10 to 40% of one Contains a mixture of approximately equal parts polyisobutylene and corn oil.

2. More heat resistant Electrical conductor according to Claim i, characterized by the use of polyisobutylene from a molecular weight of 5000 to 20,000.

3. Heat-resistant electrical conductor according to Claim i or 2, characterized by the use of cotton oil, peanut oil or other not very viscous, saponifiable oils instead of corn oil. q .. Heat-resistant electrical conductor according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that that the impregnating agent is about 15 to 6o% of a mixture of approximately equal parts Contains polyisobutylene, corn oil and paraffin.