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Verfahren zum Lackieren elektrischer Leiter mit ofentrocknenden Lacken
Die Herstellung ofentrocknender, hochelastischer Lacke, die neben hoher Temperaturbeständigkeit
eine ausreichende Lösungsmittelbeständigkeit aufweisen, bot bisher unter Verwendung
von Öllacken bzw. Alkydharzen erhebliche Schwierigkeiten., weil die langen Fett,säuremoleküle
sich in diesen Filmbildnern bei hoher Temperatur zersetzen. Um dieses zu verhindern,
blieb nichts anderes übrig, als entsprechend kürzere Zeit oder bei entsprechend
niedrigeren Temperaturen zu trocknen. Die Filme sind dann aber in Lösungsmitteln
ziemlich leicht löslich, bzw. quellbar.
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Diese Nachteile werden besonders bei der Isolierung von elektrischen
Leitern unangenehm empfunden, weil die zu Ankern und Spulen gewickelten und mit
Lacken isolierten Drähte nachträglich mit Lacken getränkt werden müssen. -Die Lösungsmittel
der Lacke quellen oder lösen die Drähti:so-.lierung an., und es kommt zu Kurzschlüssen
und dadurch zur Zerstörung der Spule bzw. -des gewickelten Ankers.
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In dem Bestreben, die Lösungsmittelempfindlichkeit solcher Einbrennlacke
herabzudrücken, ist dazu übergegangen worden, an Stelle :der Öllacke und Alkydharzlacke
Phenolharze und Harnstoffharze zu verwenden. Die Überzüge mit diesen weiter kondensierenden
Harzen zeigen ein sehr verschiedenes Verhalten. Sie können je nach Art des verwendeten
Kunstharzes mehr oder weniger elastisch sein. Aber auch die Elastizität solcher
Phenol- bzw. Harnstoffharze, die durch Einkondensieren von Alkoholen, Fettsäuren,
zweibasischen Säuren oder sonstigen Stoffen elastisch gemacht sind, ist besonders
für elektrische Isolierungen,
an die sehr hohe Ansprüche gestellt
werden, nicht ausreichend. Alkydharze und öllacke haben eine einigermaßen ausreichende
Elastizität, aber keine genügende Wärmebeständigkeit bei Wärmedauerbeanspruchung,
wie sie besonders bei rasch laufenden Motoren bzw. Motoren mit kleinem Leiterquerschnitt
zu beobachten ist. Harnstoffharze und Phenolharze, "einschließlich der modifizierten,
geben stets zu spröde Filme von ungenügender Dehnbarkeit. Mit den bekannten Lacken
gelingt es nicht, eine Drahtisolierung zu erzeugen, die den hohen Anforderungen
an Wärmebeständigkeit und Dehnbarkeit entspricht. Das gilt auch für die vorgeschlagenen
Harnstoffharzlacke oder Phenolharze einzeln in Verbindung -mit Weichmachungsmitteln.
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Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, daß elektrische
Leiter mit einem ofentrocknenden Lack, der die bisherigen Nachteile nicht aufweist,
versehen werden können, wenn ein Gemisch von modifizierten Harnstoffharzen, vorzugsweise
von solchen, die ein pH von weniger als 7 aufweisen, und Kresolformaldehydharzen,
gegebenenfalls unter Verwendung hydroxylhaltiger, über 150' siedender Lösungsmittel,
auf die elektrischen Leiter - .aufgetragen .und der Film bei Temperaturen über 15o°
getrocknet wird.
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Die durch alkalische Kondensation aus Phenolen und Formaldehyd hergestellten
Harze ergeben für sich allein bei Temperaturen über 15o° einen spröden und somit
unbrauchbaren Film. Wenn man die aus Phenolen und Formaldehyd hergestellten Harze
mit modifizierten Harnstoffharzen mischt, erhält man zwar bessere Eigenschaften.
Die mit diesen Gemischen hergestellten Lackdrähte sind aber je nach dem verwendeten
Phenolharz in den Eigenschaften noch unzureichend. Dies gilt z. B. hinsichtlich
der Wickelelastizität, nach Vordehnung der Drähte und nach voraufgegangener Wärmealterung,
der Lösungs- und Tränkmittelbeständigkeit und auch dem Variationsbereich in der
Abzugsgeschwindigkeit bzw. der Ofentemperatur beim Lackieren der Drähte auf der
Drahtemailliermaschine.
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Wenn man demgegenüber gemäß der vorliegenden Erfindung Gemische von
modifizierten Harnstoffharzen und Kresolformaldehydharzen verwendet, erhält man
überraschenderweise harte Filme von hoher Elastizität, guter Alterungs-, Lösungsmittel-
und Tränkmittelbeständigkeit.
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Die mit Hilfe der Gemische aus den modifizierten Harnstoffharzen und
Iden Kresölformaldehydharzen hergestellten Lacke lassen sich durch Tauchen, Streichen,
Spritzen oder auf eine sonst übliche Weise auf die zu lackierenden Gegenstände auftragen.
Besondere Bedeutung gewinnen j diese Kombinationen für Isolier-, Imprägnier- und
Tränklacke zur Herstellung von elektrischen Geräten und Maschinen bzw. von elektrisch
isolierten Leitern. Die Trocknung erfolgt bei stationärem Verfahren bei Temperaturen
von über i5o°; z. B. in der Verwendung als Tränklack zur Aushärtung der darin getauchten
Spulen- und Apparateteile. Bei :der kontinuierlichen Drahtlackierung werden die
durch das Lackbad gezogenen Drähte durch Ofenkanäle gezogen, die auf Temperaturen
zwischen .etwa 35ound45o° liegen. DieDurchzugsgeschwindigkenten bewegen sich dabei
je nach Stärke der Drähte zwischen etwa 3 und 40 m pro Minute.
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Beispiel i 6o Teile einer 6o,%igen Lösung eines durch Kondensation
von Harnstoff mit Formaldehyd, Adipinsäure in Butanol hergestellten Harnistoffharzes,
i i Teile o-Kresol-For maldehydhärz werden in 18 Teilen Butyläther des Äthylenglykols
und r8 Teilen Tetrahydronaphthalin gelöst.
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Der Lack wird in üblicher Weise auf den metallischen Leiter aufgebracht
und getrocknet. Es ergibt sich ein hochelastischer glänzender Überzug von großer
Wärmebeständigkeit.
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Beispiele 55 Teile einer 6oo/oigen Lösung eines durch KondensationvonHarnstoff,
Formaldehyd,Adi:pinsäure, Monocarbonsäure hergestellten Harnstoffharzes in Butanol,
ri Teile eines Harzes, Idas durch alkalische Kondensation von io8Teileno-Kresolmit
i i2Teilen einer 4oo/oigen Lösung von Formaldehyd nach den üblichen. Verfahren hergestellt
ist, werden in i8 Teilen des Butyläthers des Äthylenglykolis und 18 Teilen
Tetrahydronaphthalin gelöst.
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Durch den Lack wsrd auf einer Drahtlackiermaschine ein Kupferdraht
gezogen, der Überschoß des Lackes. abgestreift und der lackierte Draht in einem
auf 400° geheizten Trockentunnel -getrocknet. Dieser Vorgang wird mehrere Male wiederholt,
bis eine genügende Dicke der Lackierung erreicht ist. Dabei ergibt sich ein elektrisch
isolierter Draht von hoher Elastizität, Wärme- und Lösungsmittelbeständigkeit.
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Die Lacke nach der Erfindung haben nicht nur vorzügliche mechanische
und chemische Eigenschaften, sondern auch den Vorteil, @daß sie vollkommen ölfrei
sind.