DE946481C

DE946481C - Waermehaertbare plastische, harzartige, als UEberzugsmittel geeignete Masse

Info

Publication number: DE946481C
Application number: DED15413A
Authority: DE
Inventors: William Malcolm Mclean
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1952-07-14
Filing date: 1953-07-04
Publication date: 1956-08-02
Also published as: FR1081000A

Description

Die Verwendung von Silikonalkydharzen als Überzugsmaterial auf blanken elektrischen Kupferdrähten erweist sich als befriedigend. Jedoch nicht alle in der Elektroindustrie verwendeten Magnetdrähte sind blanke Drähte. Vielfach werden mit Glasfaser oder -gewebe überzogene Drähte benutzt. Harze, die zum Überziehen von blankem Kupferdraht verwendet werden können, eignen sich oft nicht- für mit Glas umgebene Drähte. Verwendet man die bekannten Siliconalkydharze, um mit Glas umgebenen Draht zu überziehen, ist dies oft wegen der Wirkung des Glases auf das Harz mit Schwierigkeiten verbunden. Es gelingt nicht, dem Überzug die erforderliche Härte und die für einen Film geeigneten Eigenschaften zu verleihen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine harzartige plastische Masse, die mit besonderem Vorteil als Überzugsmaterial für mit Glas umgebene elektrische Leiter und für Metalleiter im allgemeinen, verwendet werden kann.

Die erfindungsgemäße harzartige Masse enthält erstens io bis 30 Gewichtsprozent eines Reaktionsproduktes von Epichlorhydrin und Bis-(p, p'-oxyphenyl)-dimethylmethan, wobei das Reaktionsprodukt

ein Epoxyäquivalent von mindestens 450 hat, und zweitens 70 bis gp Gewichtsprozent eines Reaktionsproduktes von a) 40 bis 80 Gewichtsprozent einer Siliciumverbindung der Formel

Rj_nSiX_nO₄ _ (_m + „)

b) 10 bis 40 Gewichtsprozent Terephthal- oder Isophthalsäure oder deren niedrige Alkylester und

c) 9 bis 35 Gewichtsprozent Glycerin.

Die erfindungsgemäße plastische Masse wird durch

Vermischen von Epichlorhydrin-bis-(p, p'-oxyphenyl)-dimethylmethanharz (bezeichnet als Epoxyharz) mit dem Silikonalkydharz in der oben angegebenen Menge hergestellt. Am besten ist es, eine Lösung der beiden Bestandteile zu vermischen und die Mischung zu erwärmen, urn die Homogenisierung zu erleichtern.

Die Epoxyharze werden durch Kondensation von Epichlorhydrin und Bis-(p, p'-oxyphenyl)-dimethylmethan in Gegenwart von NaOH gebildet. Während der Kondensation wird HCl oder NaCl abgespalten, wobei Polyäther gebildet werden, deren Kettenenden Epoxygruppen aufweisen. Der Polymerisationsgrad wird in »Epoxyäquivalenten« ausgedrückt. Unter ,»Epoxyäquivalent« ist das Gewicht der Harzmenge in Gramm zu verstehen, die ein Grammäquivalent des Epoxyrestes

CH₂ CH-

enthält. Die Harze entsprechen der Formel

C/ xl C H2*~~

CH₃

OH

θ/ Nc/ NoCH₂CHCH₂

CH₃

worin η eine ganzen Zahl bedeutet. Es ist ersichtlich, daß der Polymerisationsgrad des Harzes um so höher ist, je größer das Epoxyäquivalent ist. Die obigen Epoxyharze sind handelsübliche Produkte. Die SiIikonalkydharze werden durch Umsetzung der entsprechenden Organosiliciumverbindungen· mit den entsprechenden Säuren oder Estern und Glycerin hergestellt. Gewöhnlich erfolgt die Umsetzung durch Erhitzen der Mischungen auf Temperaturen von 100 bis 280⁰. Während der Umsetzung kondensieren die Säuren oder ihre Ester und das Glycerin, wobei unter Ausscheidung von Wasser oder Alkohol, Glyceride gebildet werden. Die Organosiliciumverbindungen reagieren mit den Glyperinhydroxylgruppen; wobei Wasser oder Alkohol abgespalten wird. Die obige Umsetzung erfolgt am besten in geeigneten Lösimgsmitteln, die Isophoron- oder Kresylsäure enthalten.

Die Organosüiciumverbindungen entsprechen der Formel

⁴S R_roSiX_mOi_

worin R ein Alkylrest von weniger als 5 C-Atomen oder ein Phenylrest, X ein Alkoxy- oder OH-Rest ist, m einen durchschnittlichen Wert von 1 bis 2, η von 0,01 bis 3 hat und die Summe von (m -f- n) nicht größer als 4 ist, Zu den obigen Organosiliciumverbindungen sind sowohl monomere Alkoxysilane und Silanole der Formel R_mSiX4__m als auch deren partielle Kondensate zu rechnen. Die partiellen Kondensate sind polymere Siloxane, die Kohlenwasserstoff-, Alkoxygruppen und/oder OH-Reste am Silicium enthalten. Die Anzahl der funktionellen Gruppen pro Siliciumatom kann zwischen einer funktionellen Gruppe pro 100 SIKciumatome bis zu drei Gruppen pro Siliciumatom liegen.

Die. Kohlenwasserstoffgruppen können Alkylreste, wie Methyl-, Äthyl-, P,ropyl-, und Butyl- oder Phenylreste sein, Alkoxygruppen jeder Art können in den CH₃

-O

/\ OCHoCHCH₉

CH_S

Silanen vorhanden sein, vorzugsweise jedoch sollen die Alkoxyreste weniger als 5 C-Atome enthalten, da die entsprechenden Alkohole leichter aus der Reaktionsmischung entfernt werden können.

Für die Silikonalkydgewinnung geeignete Silane, sind z. B. Phenylmethyldiäthoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Dimethyldiisopropoxysilan, Diäthyldibutoxysilan, Monomethyltriisopropoxybilan, Diphenylsüandiol und Diäthylsilandiol. Selbstverständlich können auch Mischungen von mehreren Silanen mit partiellen Kondensaten von einzelnen oder Mischsilanen zusammen verwendet werden. Partielle Kondensate sind das bevorzugte Ausgangsmaterial.

Als Säurekomponenten für die Silikonalkyde werden Terephthal- und Isophthalsäure und ■ deren niedrige Alkylester, wie z. B. Dimethylterephthalat, Diäthylterephthalat, Dimethylisophthalat, Monomethylisophthalat, Monobutylterephthalat, o"der Mischungen der obigen Säuren und Ester verwendet.

Die erfindungsgemäße plastische Masse ist wegen ihrer Härte, Biegsamkeit, Wärmestabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln als Uberzugsmaterial hervorragend geeignet. Sie kann als Schutzüberzug auf Metalloberflächen dienen, besonders in Verbindung mit den mit Glasüberzug versehenen elektrischen Leitern bei 'Motorwicklungen.

Gewöhnlich werden die Harze auf die Leiter durch Tauchen aufgebracht.- Anschließend werden die überzogeneii Leiter in einem Turm bei einer Temperatur von 300 bis 400⁰ gehärtet und sind danach gebrauchsfertig.

Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen Harzgemische durch Zugabe von bis zu 10 Gewichtsprozent eines trocknenden Öls, wie Leinöl, Rizinusöl, Oiticicaöl und Soyabohnenöl, modifiziert werden.. An Stelle dieser Öle können auch, die entsprechenden Fettsäurengemische verwendet werden.- Die modifizierenden Öle oder Fettsäuren können entweder mit dem Silikonalkyd- oder dem Epoxyharz oder mit der

Mischung der Harze verbunden werden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Umsetzung zwischen dem Öl und dem Harz bei einer Temperatur über ioo° erfolgt.

Beispiel ι

210 Gewichtsteile Glycerin, 261 Gewichtsteile Dimethylterephthalat und 35 Gewichtsteile Isophoron wurden vermischt und auf 210⁰ erhitzt, bis die theoretische Menge Methanol entfernt war. 935 Gewichtsteile Kresylsäure und 588 Gewichtsteile eines partiell hydrolysierten Silanes, zusammengesetzt aus 67 Molprozent Phenylmethylsiloxan- und 33 Molprozent Monophenylsiloxaneinheiten, das 20 Gewichtsprozent Methoxygruppen enthielt, wurden zugegeben, und es wurde so lange bei 210⁰ erhitzt, bis die theoretische Menge Methanol entfernt war.

Epoxyharze, die verschiedene Epoxyäquivalentwerte enthielten, wurden der obigen Silikonalkydharzlösung in den unten angegebenen Mengen zugegeben. Die Gewichtsprozente sind auf die Gesamtharzmenge berechnet. Nach Zugabe des Epoxyharzes wurde die Mischung auf 80 bis 90⁰ erwärmt um das Lösen zu beschleunigen.

Jede der aufgeführten Mischungen wurde zum Überziehen von mit Glasfaser umgebenem Kupferdraht verwendet. Der Draht wurde durch die Lösung gezogen und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 3,04 m pro Minute durch einen Turm, dessen Inneres eine Temperatur von 300 bis 400⁰ aufwies, geleitet. Das Tauchen und Härten wird viermal wiederholt. Die Härte des erhaltenen Harzüberzugs wurde geprüft, indem der überzogene Draht an einer mit 600 g belasteten, seitlich angesetzten Nadelspitze vorbeigezogen wurde. Der Durchmesser der Nadelspitze betrug 0,09 cm. Die Reibefestigkeit des Überzugs ergibt sich aus der Anzahl der Passagen des Drahtes über die Nadel, bevor der Harzüberzug durchgescheuert ist.

Tabelle

	Gp wichte-	Epoxy	Anzahl
Gewichts	tv. Λ^ΑΤΤί"	äquivalent	der Passagen
prozent	TJi. UiCl-IC Epoxyharz	des Epoxyharzes in Gramm	der Nadel bis
Silikonalkyd- harz			zum Durch scheuern des
			Überzuges
100	IO	450 bis 525	26
90	20	905 bis 985	39
80	20	1600 bis 1900	79
80	IO	2400 bis 3000	116
90	20	2400 bis 3000	51
80		55

Claims

PATENTANSPRUCH:'

Die Tabelle zeigt, daß die besten Ergebnisse mit Epoxyharzen, deren Epoxyäquivalent zwischen 1600 und 1900 lag, erzielt wurden. Die Harzüberzüge waren in allen Fällen biegsam und hitzebeständig.

Beispiel 2

Ähnliche Ergebnisse wie in Beispiel 1 wurden erzielt, wenn für die plastische Masse ein Epoxyharz verwendet wurde, in dem Dimethylterephthalat durch Isophthalsäure ersetzt war.

Beispiel 3

Die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1 wurden erzielt, wenn für die Silikonalkydkomponente ein Siloxanol, das eine an Silicium gebundene Oxygruppe pro Siliciumatom enthielt und aus 70 Molprozent Phenylmethylsiloxan- und 30 Molprozent Monophenylsiloxaneinheiten bestand, verwendet wurde.

Wärmehärtbare plastische, harzartige, als Überzugsmittel geeignete Masse auf der Grund- Go lage von gegebenenfalls ölmodifizierten Alkydharzen, bestehend aus erstens 10 bis 30 Gewichtsprozent eines Epoxyharzes in Form eines ein Epoxyäquivalent von mindestens 450 aufweisenden Kondensationsproduktes von Epichlorhydrin und Bis - (p, p'-oxyphenyl) - dimethylmethan und zweitens 70 bis 90 Gewichtsprozent eines Reaktionsproduktes aus a) 40 bis 80 Gewichtsprozent einer Organosiliciumverbindung der Formel

worin R ein Alkylrest von weniger als 5 C-Atomen oder ein Phenylrest, X ein Alkoxy- oder OH-Rest ist, m einen durchschnittlichen Wert von 1 bis 2, η von 0,01 bis 3 hat und die Summe von (m + n) nicht größer als 4 ist, b) 10 bis 40 Gewichtsprozent von Terephthal- und Isophthalsäure und deren niedrigen Alkylestern und c) 9 bis 35 Gewichtsprozent Glycerin.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 274 852.

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