DEB0001911MA - Verfahren zur Herstellung von Kunstharzlacken - Google Patents

Description

Die .Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunstharzlacken, insbesondere von elektrischen Isolierlacken^wie Drahtlacken_e

.Sb ist bekannt, für die Isolation von elektrischen Leitern Poly-AryläthyIenoxyd-Verbinduagen zu verwenden, die aus Athyienoxydaerivaten durch Polymerisation und Härtung hergestellt sind. Diese Harze sind awar elastisch, sie haben aber eine geringe Oberflächenhärte und damit einen geringen Abreibwiderstand, geringe Beständigkeit gegen Lösungsmittel und weisen, insbesondere bei Drähten Uber 1 mrs Durchmesser, eine schlechte AUftragsfMiiigkeit gemäss BIN 46453, * auf.' Ausserdem sind die Harze teuer.

Es wurde nun gefunden, dass diese Hachtei-Ie unter Aufreehterhaltung der günstigen Bigen-

aohafteu der Athylenoxyd-Harae behoben werden "können, wenn die Kondensationsprodukte der Poly-Aryläthy'lenoxyd-V erbindungen in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und mit der Lösung eines Phenol-Aldehyd-Eondensationsharzes in einer Menge bis zu etwa 50 ·/· des Gewichtes des AthylenoxydharKes_f vorzugsweise von etwa 10 bis 25 1 »t vermischt werden. Hach einer besonderen Auaf ührungsforsi der Erfindung kann das Phenolharz substituierte Phenole, beispielsweise alkylphenole,enthalten. Auch kann das Phenolharz aus mehrkernigen Phenolen bestehen, iiis hat sich als vorteilhaft erwiesen, in der para-otellung besetzte Phenole^ zu verwenden. Auch können mehrwertige Phenole angewendet werden, Auch können die Athy lenoxydharise mit verethert en Eesolen vermischt werden.

Kach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Äthylenoxydharz mit Kondensationsprodukten von aliphatischen, cyclischen oder aromatischen xiiiiiden oder aromatischen Arainen Mt Aldehyden versetzt.

Hach einer weiteren ausfüiarungsform der Erfindung können die 4thylenoxydharze mit plaitifigierten Phenol- und/oder AMd-;vldehyd-Kondensationeprodukten versetzt werden. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dem Athylenoxydharz G-emische von Phenolharaen und Amidhars-.en zuzusetzen. Zweckmässig wenden deis Äthylenoxydharz härtbare Phenolharze und/oder Amidharse zugesetzt.

Mre— ¹ vrfryi*f-f«t eic k-tr4rgtette-

Leiter mit einem überzug aus vorsugswelse^iurch i?ärraebehandlung polymerisierten und/oder kondensierten Kunstharzmischungen^iestehend aus dem Kondensationsprodukt einer Poly-Aryläthylenoxyd-Verbindung im G-en^äch mit einem Phenol- und/oder AMd-AldehyjJietmdensationshar ζ, das letztere vorzugsweis^in Mengen von bis zu etwa 50 $ des Gewich toßsun Äthylenoxydharz· Schliesslich bezieht sich Jii ^{1 1 1} VüjfwvijxdUvJig -der

Die erfindungsgemass verwendeten Äthylenoxydderivate sind Kondeneationsprodukte von Poly-Athylenoxyd-Verbindungen_i bei denen beispielsweise an den Enden einer» gegebenenfalls durch aliphatische, aromatische oder cyclische Gruppen substituierten oder unterbrochenen Kohlenstoffkette wenigstens eine^ithylenoxydgruppe vorhanden ist.

λΙβ Phenolharze, die erfindungsgemäss dem Athy^^iarz zugesetzt werden, eignen sieh Kondensationsprodukte aus substituierten Phenolen^ wie Kresol_s Xylenol, Alkylphenole» λΙθ Alkylphenole kommen z.B. in Frage Propyl-Butylytiaylphenole. Auch können mehrkernige Phenole, wie p-Phenylphenol, ρ, ρ' -Diox^y dipheny lpsopan, vorzugsweise also in der para-Stellung besetzte Phenole, wie p-Kresol, 1,3»5-Xyleno1, ρ-^ert.Butylphenol oder mehrwertige Phenole^ wie Resorcin, Pyrogallol verwendet werden. Vorzugsweise werden härtbare Phenolharze^wie Resole zugesetzt.

Eine ähnliche technische Wirkung erzielt man durch einen Zusatz von Amidharzen_r wie Kondensationsharzen von aliphatischen Amiden₇ wie Harnstoffen und deren Substitutionsprodukten, z.B. von Alkylharnstoffen, oder cyclischen Amiden_iWie Melaminen und deren Substitutionsprodukten,oder aromatischen Afiiiden_jrWie ρ-ToIuolsul-famid^oder aber aromatischen Aminen^ wie Anilin und dessen oubstitutionaprodukten mit Aldehyden. aIs vorteilhaft,haben sich auch verätherte Resole erwiesen. Darunter sind härtbare Phenol- bezw. Aniidaldehydkqndensationsprodukte zu verstehen, deren Me thy Io lgruppen zeit Monoalkoholen nach bekannten Methoden verethert sind, wie z.B. mit Butyl-, -toayl- oder Benzylalkohol.

aIs plastifizierte Phenol- bezw. Amid-Aldehydkondensationsprodukte werden solche Harze verwendet, die mit einem vegetabilischen Ol^wie Leinöl , Rizinusöl, Holzöl, oder aber vorteilhaft- mit Estern aus Polycarbonsäuren und Polyalkoholen, z.B.

.vöipinsäureglyeeri&s nach bekannten Verfahren plastifiziert sind.

Die zur Kondensation verwende ten Aldehyde können ctlipnaiiscner Art sein wie Formaldehyd, Crotonaldehyd_i acrolein. Bs können aber auch aromatische ^laehyde ₇Vvie Benzaldehyd, oder cyclische .',Idehyde^wie Furfurol verwendet werden.

Beispiel 1:

34 Gewichtsteile eines Athylenoxydharzea wer Jen in 116 g Lösungsmittel, beispielsweise einer Mischung aus Xylol, Diacetonalkohol und Xylenol gelöst. Zumeist liegt aae Harz bereits in Lösung vor, weil nie Kondensation aweckmäsaig in Lösung erfolgt»

Hun werden 16 Gewichteteile p-Kresoll'Oraaldehyd-Harz in einem O-emiech von einem Teil Iylol und einem Teil Glycolmonoäthylather gelöst und der Lösung des Athylenoxydharzea zugegeben. Jarauf werden- noch

100 Sewicntateile Macetonalkohol,

ICO Gewichtsteile Xylol, 20 Gewientsteile Sutanol

zugefügt.

PUr die Harze können alle geeigneten Lösungsmittel, wie aromatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Benzol, Toluol,· Xylol, oolventnaphta, ebenso chlorierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden. .-Jistelie von Diace Lonalkohol eignen sich auch andere «.lkohoIe_rwie Cyclohexanol, Benzylalkohol, Sutanol, bezv?. Ketone *vle aceton, Methylethylketon usw., ebenso Ester, z.3. Athyl- oder Butylglycolacetat»

in Lthnlicher <,'eiee werden folgende Lösungen hergestellt:
Beispiel 2:

186 iewichtateile A thyIenoxydhar^lösung

42 £ig

44 " p-tert. ISutylphenolhar ζ,

50 £ige Lösung

86 " Xjf leno 1

Gedientsteile Butylglyeolacetat " Jolventnaphta

Beispiel 3:

Gewichtsteile Athylenoxydharzlösung 42 /ig

50 " p-irhenylphenolhhrz, 50 £ige

Lösung

30 " Sutanol

" Gctylacetat

50 »' Toluol

Beispiel 4·

190 Gc-wlchtsteile Äthy lenoxy dtiuralbsung 42 j&

40 " p-Toluolsulfamidhare,

50 '/dge Lösung

5u " Toluol

50 " Xylol

50 " ILresol

50 ^M Jiacetonalkohol

Beispiel 5 :

1^5 Gewichtsteile Athylenoxydharzlösung

42 %ig

35 " ρ,ρ'Oioxydlphenylpropan-

h&rz, 5ö ^ige Lösung

50 " Cyclohexanol

5C " Äthylglycolacetat

80 " Xylol

30 " Xresol.

Die mit diesen L«c&en hergestellten Lackdrähte besitzen sehr gute mechanische Eigenschaften, wie Biegsamkeit« Dehnung, gute Hitze- und ülterungsbeständigkeit, hohen Abreibwiderstand, ferner erhöhte »Viäerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln, sodass sie gegen alle Tränklack« vorzüglich beständig sind. Ferner sind sie sehr widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit und Chemikalien. Sie haben eine ausgezeichnet® dielektrische festigkeit, auch nach längerer Aasserlagerung, und weisen einen kleinen Verlustfaktor auf. Zum Nachweiße aea technischen Fortachrittes

werden Hrähte verglichen, die einmal mit einem mit Fhenolforaialdehyd- be zw. Λ-iaidf ormaldehydharz versetzten Athylenoxydharζ gemäss der Erfindung (Lack Hr. 1), dann mit einem Athylenoxydn^rz allein (Lack hr, 2) und aus dritten sit einem aer bisher in Deutschland üblichen synthetischen Kunatharzlacke (Lack Hr. 3) hergestellt wurden. Schliesslich wird unter Kr. 4 ein öllack angeführt, ^lle Versuche wurden mit eines Draht von 1,2 am Durchmesser vorgenommen.

Biegsamkeit bei 20°>c:

anilin im. IUI..um nium mn HMiiimi «im im I« .1111 Ipilmli mn [minimi liniiliiLnnii ml limn ■■'■ndmmjfflwim W"

Der Jreht wird um 30 f ^eaehnt und danach UiB ..iorne verschiedener Jurchmeeser gewickelt, bis bei einem bestimmten Jurchmesser, mit der Lupe betrachtet, ioren be zw. jxissbildungen auftreten:

Lack Kr. 1 ........ 100 %

Lack Kr. 2 « 110 ψ>

Lack Nr. 3 ........ IOG $

Lack Nr. 4 .. · 10 %,

Die absolute Kissfreiheit 1st dabei mit 110 'p bezeichnet.

In einem anderen Versuch wurde aie sogen.

»^?ickelloc;.en-Prüfung nach DIJi 46453 ausgeführt. Der Draht (1,2 mm. Jurchaeeser) wird mit 200 Umdrehungen pro Minute und einer Belastung von 1 kg um einen Born von 3 ram gewickelt»

Lack Kr. 1 ..... Hote 1 (Locke einwandfrei) Lack Kr. 2 ..... Note 1 (Locke einwandfrei)

Lack Hr. 3 Kote 1 (Locke einwandfrei)

Lack Nr.4 *.... lote 3 (mehrere klaffende

iLisse)

wär3;e be et andicke i t:

Die oben beschriebenen /»ickelloeken wurden

24 Stunden bei 130° im Ofen erwärmt und wiederum mit der Lupe geprüft:

Lack Nr. 1 ..... Sote 1 (Locke einwandfrei)

Lack Sr. 2 Eote 1 (Locke einwandfrei)

Lack Sr, 3 Sote 1 (Locke einwandfrei)

Lack Nr» 4 ..... $ote 5 (Locke vollständig

gerissen)

Alterungsbeständigkeit:

Die Lackdrähte wurden zunächst 18 Stunden im Ofen auf 150 erwärmt, sodann mit 200 Urodrehun-

gen pro Minute um einen 3 am-Dorn mit einer Belastung von 500 g gewickelt (Note 1 Locke einwandfrei):

Lack Kr. 1 Kote 2 (geringe Porenbildung

Lack Sr₈ 2 .»... lote 2 (geringe torenbildung;

Lack Sr. 5 Hote 2 (geringe Porenbildun^

Lack Kr. 4 Bote 6 (blättert gänzlich ab,

abre i bwiaeratand:

Jle mit Lack Nr. 1 hergestellten jrähte geigten sowohl im Laboratorium als auch bei betriebBEäsaiger Prüfung einen erhöhten -ibnutzungswiaers fcand. £inen guten Vergleich hierfür bietet die Oberflächenhärte der Lackechicht, welche durch die sogen. Bleistift-Probe (Dil 46 453) gesessen wird.

Die i.ueführung erfolgte lait Faber-Castellbleistiften, welche durch flaches Schleifen auf genormtem Schleifpapier eine rasiermesserscharfe horizontale Kante erhielten. aIs Mass galt die geringste Verletzung der L&ekochicht bei allerstärkstem Druck:

Lack Hr. 1 ... ·. Härte 5 Lack Kr. 2 .... · Härte 3 Lack Sr. 3 ..... Härte 2 Lack Hr. 4 Härte 1

Bei der Messung der JJruckempfindlichkeit sowie der Brweichungepriifung nach DIN 46653 trat eine besonders deutliche Überlegenheit des Lackee Kr. 1 gegenüber den Lacken Sr. 3 - 4 in Erscheinung.

/■'iderstand gegen Lösungsmittel:

Die Lackdrähte wurden sowohl eine halbe Stunde bei 50®^ als auch 24 Stunden bei Zimmertemperatur in den einzelnen Lösungsmitteln belassen und sodann die Bleistift-Probe ausgeführt (DIN 46453, G):

Lack Benzin Bengol Sprit

Nr. 1 5 H 2 H H

Kr. 2 3 H 2 B 3 B

Kr. 3 2 H 5 B 7 B

-Hr. 4 HB 7 B 5 B

Bei ähnlichen Proben in anderen Lösungsmitteln^ wie chlorierten Kohlenwasserstoffen, Kstern_f

Ketonen und höheren Alkoholen zeigt der Lack Mr« dieselbe Überlegenheit gegenüber den Lacken 2-4» sodass seine «iderStandefähigkeit gegen fliiseige Isolierstoffe (Tränklacke) bedeutend grösser ist.

widerstand gegen Feuchtigkeit:

Nach einer 4Bstündigen Lagerung der Drähte in nasser bei Hauatemperatur oder 1/2 Stunde bei 50°^ zeigen die Lacke folgend© Bleistifthärten: Lack vor der .räsaerung nach der .Yäs-_β ^ serung _

Nr. 1 5 H 5 H

Hr, 2 3 H fast 3 H

Kr. 3 2 H B

Sr. 4 H H

Bei -iieser Prüfung zeigt der Lack Hr. 1 auch eine merkliche Lberlegenheit gegenüber Lacken auf Basis von Polyvinylacetat bezw» öuperpolyamiden.

Bei den elektrischen Prüfungen wurden die Durchschlagspannung, der Iaolatlonswideretand und der dielektrische Verlustfaktor nach den Vorschriften der deutschen Normen DIH 46453 gemessen, wobei alle Messungen nach einer A asserlagerung der Drähte von 24 Stunden bezw. 48 Stunden wiederholt wurden. Diese Messungen sowie die FehleraahlPrüfungen in einer Kochsalzlösung (DlS 46453) wurden an Drähten verschiedenster Durchineseer vorgenommen.

Besonders bei Querschnitten über 0,9 xom Durchmesser zeigte, sich der Lack Kr. 1 deutlich überlegen gegenüber denen nach Br. 2 - 4 . Bei Querschnitten unter 0,2 mm war der Lack Nr. 4 überlegen, Jedoch ?-ajs ihm der Lack Mr. 1 im Gegensatz zu den Lacken Dir. 2 und 3 schon Delir nahe.

Lin Drfeht von 0,35 mm Durchmesser mit einer Lackauflage von 25/»seigte die Pehlerzahl

Der Isolationswiäerstand, trocken, war

51.300 Megohm pro km,

nach 48 stündiger passerlagerung

*' 25.600 Megohm pro km,

der dielektrische Verlustfaktor

tg <f = 0,0032,

nach 43stündiger Aasserlagerung

tg <y = 0,0032.

eignen sich nuch vorzüglich als Klebemitt^l-Ta.B» suis Verbinden von Metall auf LtetalJ^fon Gliiasier mit Papier₉ Textilien o.dgl_v>^^'^

Für viele FaJJ_f^weist das erfindungsgeraässe IIarzgeiiiisch der^t hohe Pestigkeitseigenachaften auf_s dassjsHTe Verbindung durch Kleben anstelle umständjtrlcher und unwirtschaftlicher Arbeiteweisen

Patentanaprtiche;

Claims (1)

1. Pateiitan Spr α che

   1. ) Verfahren zur Herstellung von Kunstharz-Iacken₉ insbesondere von elektrischen Isolierlacken, vorzugsweise Drahtlacken_s dadurch gekennzeichnet, dass Kondensationsprojdukte der Poly-Athylenoxyd-Ve-rbinaungen in einem cn Lösungsmittel gelöst und siit der Lösung eines Phenol-^ldehyd-XonJenaationeharzes, das letztere in einer Menge bis au etwa 50 "fc des Gewichtes des Athylenoxydharses, vorzugsweise von 10 Ois 25 vermischt w€rdi^ ♦

   2. ) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass däs^yPhenolharz substituierte Phenole, beispielsweise ^lkylphenole₉ enthält.

   30 Verfahren nac^^pch^oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass daeVPhenolharζ aus mehrkernigen Phenolen hergestellt ist.

   Verfahren npoh Aasprueh 1 bis 3» dadurch

   gekennzeichnet, dassYin der para-3tellung besetzte Phenole -wrrt e

   gekennzeichnet, dass>€ehrwertige Phenole aft@e*©iS4®4

   6. ) Verfahren zur Herstellung von Kunstharzlacken, dadurch gekennzeichnet, dass die Athylenoxydharzlösung mit Kondeneationsprodukten von ali-

   phatischen, cyclischen oder aromatischen maiden oder aromatischen Arainen mit Aldehyden versetzt wird.

   7. ) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die At hylenoxydhar ζ e mit der Lösung von verätherten Hesolen vermischt werden.

   Ρ») Verfahren nach Anspruch 1 bis ^f, dadurch gekennzeichnet, dass die Athylenoxydharze mit plastifizieren Phenol- und/oaer Amid-^ldehyd-KondeneatIons produkten versetzt werden.

   5 Verfahren naqfa Anspruch 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass dem Äthylenoxydharz Gemische von Phenolharzen und Ataidharzen zugesetzt werden.

   10.) Verfahren nach. Anspruch 1 bis 9» dadurc^h^ge fcennze i chnfet, dass härtbare phenolharze and/oder Airiidharze zugesetzt werden«

   • 11*' i^r^rbrtrnrrrgrfe^S'r Mit 'eih'feC^fef'^^^ aus vorzugsweise durch härniebehandlun^p^i^nierisierten und/oder kondensierten IunsthaFtoI^chungen_t bestehend aus dem Kondensationsw?Oji#£x einer Poly-Aryläthylenoxyd-Yerbindun^m^tiesiisch ,Mt einem Phenol- und/oder Amid->^eflydkondensationsharz, das letztere vorzügewe^e^xin Mengen von bis zu etwa 5ö f des Gewich^e^K^an Äthylenoxydharz.

   12. L^örwendung der dn den-vorhergehenden -inapriich#fgekennzei ohne ten fremlsche aus Athylenoxydja^Crz mit Phenol- und/oder ^midharz als Klebe-