DE1490279C - Metallischer Leiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich-auf einen metallischen Leiter mit mindestens zwei Isolierschichten unterschiedlicher Zusammensetzung, von denen eine Schicht von einem ausgehärteten Polyvin)lacclalharz gebildet ist.

Es sind bereits metallische Leiter mit einer Isolierung, die aus mindestens einer Schicht eines ausgehärteten Polyvinylacetalharzes bestehen, bekannt. Diese im allgemeinen als Klasse A bezeichneten Magnetdrähte können imaiigemeinen nur bis Betriebstemperaturen von höchstens 105" C eingesetzt werden.

Bei höheren Betriebstemperaturen, wie sie bei der Anwendung von höheren Stromdichten entstehen, ist jedoch die Lebensdauer der damit beschichteten Drähte nur begrenzt.

Aus diesem Grunde hat man schon zur Erhöhung der Lebensdauer die fertigen Wicklungen aus mit den genannten Kunstharzen überzogenen Leitern mit Speziallacken imprägniert. Die dadurch erzielte Verbesserung der Temperaturbeständigkeit ist jedoch infolge der vorliegenden Unterschiede der chemischen Zusammensetzung, der Löslichkeit und der Viskosität zwischen den Lacken und den Drahtemaillen noch nicht völlig zufriedenstellend. Ein weiterer Nachteil ist der, daß diese Lacke erst nach dem Wickeln der Motor- und Generatorspulen aufgebracht werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Leitern dieser Art noch anhaftenden Nachteile zu beseitigen und mit Polyvinylacetal überzogene Magnetdrähte zu schaffen, die ohne weiteres bei Betriebstemperaturen bis zu 130" C (Klasse B) und sogar bis zu 155°C (Klasse F) verwendbar sind. Die fertigen Drahtüberzüge sollen weiterhin hydrolysebeständig sein und beim mechani-■ sehen Wickeln der Spulen eine gute Abriebfcstigkeit besitzen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Gegenstand der Erfindung ist daher ein isolierter Leiter mit mindestens zwei Isolierschichten unterschiedlicher Zusammensetzung, von denen eine Schicht von einem ausgehärteten Polyvinylacetalharz gebildet ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß neben der Polyvinylacetalharzschieht mindestens eine weitere Schicht vorgesehen ist, die von dem auf dem Leiter ausgehärteten Kondensationsprodukt einer aromatischen Tetracarbonsäure mit einem aromatischen Diamin mit6/ib"iV 16 Kohlenstoffatomen oder einen gesättigten aliphatischen Diamin mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen gebildet ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Polyvinylacetal im Gemisch mit einem löslichen, hitzehärtbaren Alkylphenol-Formaldehyd-Harz eingesetzt.

Es ist fernerhin zweckmäßig, die Polyvinylacetalmasse durch die Zugabe von 10 bis 80 Teilen eines blockierten organischen Polyisocyanads oder durch Zumischung von 0,5 bis 20 Gewichtsteilcn eines Melamin-Formaldehyd-Harzes zu modifizieren.

Die für die Erfindung geeigneten Polyvinylacetat können durch die iii bekannter Weise erfolgende Acetylierung von Polyvinylcstcrn oder teilweise oder ganz hydrolysierten Polyvinylestern hergestellt werden. Die für die Erfindung bevorzugten Polyvinylacetat enthalten, bezogen auf das Gewicht, etwa 1 bis 35% Estergruppen, als Polyvinylester berechnet, etwa 3 bis 15% Hydroxylgruppen, als Polyvinylalkohol berechnet, und zum Rest im wesentlichen aus Polyvinylacetal. Die Estergruppen können, wie bei den in den Beispielen nachstehend beschriebenen Harzen, Acetatgruppen sein.

Für die Acetalisicrung wird im allgemeinen auf Grund seiner größeren Reaktionsfähigkeit Formaldehyd bevorzugt. Man kann die Acetalisierung jedoch auch mit Aeydaldehyd, Propionaldehyd, Butylaldehyd bzw. mit Gemischen dieser Aldehyde durchführen. Als geeignet haben sich ferner höher&'aliphatische Aldehyde und aromatische Aldehyde erwiesen; Die zur Modifizierung der Polyvinylacetalmassen herangezogenen Phenolaldehydharze sind wasserlösliche, hitzehärtbare Kondensate aus Phenol und Aldehyd, wie sie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 307 58S beschrieben werden. Als Aldehydkomponente ist Acetaldehyd, Propionaldehyd und Butylaldehyd geeignet, bevorzugt aber Formaldehyd. Neben Phenol selbst kann die Kondensation auch mit Kresolen, Xylenolen, Äthylphenol, Bi-tert.-butylphenol und anderen Alkylplienolen bzw. deren Gemischen vorgenommen werden. Geeignete Polyurethane sind Polyisocyanade, die mit organischen, mindestens ein reaktionsfähiges Wasserstoff enthaltenden Verbindungen blockiert sind. Diese Blockierungsmittel müssen bei den Aushärtetemperaluren für die erfindungsgemäß hergestellten .überzüge abgespalten werden, damit freie Isocyanadgruppen zur Vernetzung der Harzkomponenten freigestellt werden.

Solche Verbindungen mit reaktionsfähigen Wasserstoffalomen sind beispielsweise Phenole, sekundäre aromatische Amine, ein- und mehrwertige Alkohole, Amine, Lacktame. Enole sowie deren Gemische. Bevorzugt werden jedoch Verbindungen, bei welchen eine Hydroxylgruppe an einen aromatischen Ring gebunden ist.

Die einfachste Klasse geeigneter Polyisocyanade kann durch die Formel

R(— N=C = O)₁,

dargestellt werden, in der R ein aliphatischen Kohlcnwasserstoffrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 13 Kohlenstoffatomen, ein alicyclischer Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bzw. ein alkylanylisubstituiertes Derivat bedeutet und η eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.

Geeignete Polyisocyanade sind beispielsweise Phenylen-diisocyanad, Diphenylenⁱ6nsocyanad,Toluylendiisocyanad, Naphthylen -diisocyanad, Diphenylmethan-diisocyanad, Cyclohexan-diisocyanad, Äthylen-diisocyanad, Tetramethylen-diisocyanad, Hexamethylen-diisocyanad, Pölyarylpoly-isocyanad, Trimere von Polyisocyanaden, Reaktionsprodukte von Diisocyanaden oder Triisocyanaden mit mehrwertigen Alkoholen u. dgl. sowie deren Gemische, Trimere und Isomere.

Bevorzugte Polyurethane sind die voll blockierten Umsetzungsprodukte aus monomeren oder trimeren aromatischen Diisocyanaden. Diese ermöglichen ohne vorzeitiges Aushärten ein rasches, gleichmäßiges und vollständiges Aushärten, das zum Erreichen einer guten Lösungsmittelfestigkeit, Hitzebeständigkeit und zahlreicher anderer Eigenschaften, die für eine zufriedenstellende elektrische Isolierung benötigt werden, erforderlich ist.

Bei den Polyurethanen werden ..olche bevorzugt, die das blockierte Reaktionsprodukt eines mehr-

wert igen Alkohols mit vorzugsweise 10 Kohlenstoffatomen mit einem Arylen-diisocyanad sind. Als solche kommen beispielsweise Äthylenglykol, Propylengjykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pcntncrythritit, Hexantriole in Betracht. Die Polyurethane können durch die alluemeine Formel

O — c - N — R — N — C — O — X/ „

dargestellt werden, in welcher R eine Phenylen-, Methylphenylen-, Naphlhylcn- oder Methylnaphthylengruppe, X eine Phenyl- oder Alkylphenylgruppe, wobei die Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten, bedeutet und m eine ganze Zahl größer als 1, aber nicht größer als /;, und η eine ganze Zahl von 2 bis 10 ist.

Weitere geeignete Polyurethane sind die blockierten Trimcren aromatischer Isocyanade der allgemeinen Formel

C)

O = C = N - R - N
O = C

.,C_n

C = O

R ·■- N — C = 0

Alkoholen verwenden. Die Menge des eingesetzten Alkohols ist im allgemeinen, bezogen auf das Molverhältnis, derjenigen des verwendeten Formaldehyds gleich oder höher.

Bevorzugte Melaminharze sind die weiteren Reaktionsprodukte der Melamin-, Aldehyd- und Alkoholumsetzungsprodukte mit einem Arylsulfonamid. Diese Produkte werden durch die Mischkondensation aller hier erwähnten Stoffe auf die in der USA.-Patentschrift 2 508 875 beschriebene Weise erhalten. Zu den geeigneten Arylsulfonamiden gehören Benzolsulfonamid und seine im Ring substituierten Derivate, wie z. B. Toluolsulfonamid, Chlorbenzolsulfonamid, Nitrobenzolsulfonamid usw.

Aus wirtschaftlichen Gründen zieht man es vor, die Mischkondensationsprodukte von Melamin, Toluolsulfonamid, Formaldehyd und Butanol zu verwenden. Die Anteile der Ausgangsstoffe können zwischen den Grenzen von 1 Mol Melamin zu 0,1 bis 1,0 Mol Toluolsulfonamid und 1 bis 6 Mol oder noch mehr Formaldehyd schwanken. Ein Überschuß an Formaldehyd ist zulässig. Das Toluolsulfonamid kann eines der isomeren o-, m- oder p-Derivate sein oder auch ein Gemisch aus zwei oder drei Isomeren.

. Die für die vorliegende Erfindung verwendbaren Polyamide sind Kondensationsprodukte aromatischer Tetracarbonsäuren^; mit Diaminen und können durch die wiederkehrende Struktureinheit

in welcher R eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit bis zu 13 Kohlenstoffatomen oder der Alkylderivat ist. Die Isocyanadgruppen werden mit einer reaktionsfähigen Wasserstoff enthaltenden Verbindung, wie z. B. Phenol, blockiert.

Geeignete Melaminharze sind harzartige Aldehydkondensationsprodukte des Melamins, weiche in den organischen Flüssigkeiten, die als Lösungsmittel für die harzartigen Bestandteile der Emaille verwendet werden, löslich sind. Diese bekannten Aldehydkondensationsprodukte können durch Umsetzung von I bis 6 Mol des Aldehyds mit 1 Mol Melamin hergestellt werden. Die Löslichkeit dieser Produkte wird im allgemeinen durch weitere Umsetzung des Kondensationsproduktes mit einem Alkohol oder durch die Mischkondensation des Melamins und des Aldehyds in Gegenwart eines Alkohols bewirkt.

Geeignete Aldehyde sind aliphatische, aromatische cyclische und heterocyclische Aldehyde, einschließlich Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd, Isobutyraldehyd, Valeraldehyd, Octaldehyd, Benzaldehyd und Cinnamaldehyd sowie Cyclohexanon, Furfurol usw.

Als geeignete Alkohole können aliphatische, cycloaliphatische, aromatische Nitro- und Aminoalkohole, wie z. B. Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, Pentanole, Octanole, Laurylalkohol, Cetylalkohol, Stearylalkohol, Cyclohexanol, Benzylalkohol, Cinnamylalkohol, Allylalkohol, 2-Nitro-1-butanol, 2-Nitro-2-methyl-1-propanol, 2-Nitro-2-methyl-l,3-propandiol, 2-Nitro-2-äthyl-l,3-propandiol, Tris-(oxymethyl)-nitromethan, 2-Amino-l-butanol, 2-Amino-2-inethyl-l-propanol, 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol, 2-Amino-2-äthyl- 1,3-propandiol, Tris-(oxymethyl)-aminomethan, genannt werden. Man kann auch Gemische aus zwei oder mehreren H O

! Il

-- N — C
HOOC

OH

■ il ! -

^X-C —N-- R' —
— COOH

erläutert werden. Diese Polymerisate sind löslich. Nach dem Aufbringen auf den Draht werden sie durch weiteres Erhitzen in situ in Polyimide umgewandelt, die gegenüber Lösungsmitteln äußerst widerstandsfähig sind.

N—R' —

Der Pyromellithsäurerest in diesen Formeln kann naturgemäß durch Zweierring-Tetracarbonsäuren ersetzt werden, vorausgesetzt, daß die Carboxylgruppen der letzteren Verbindungen in zwei o-Phthälsäurestrukturen angeordnet sind. Diesen Anforderungen entsprechen beispielsweise die Tetracarbonsäuren, die sich vom Naphthalin, Diphenylmethan, 2;2'-DiphenyI-propan, Diphenylether, Diphenylsulfid und Diphenylsulfon ableiten. Das R' der Formeln steht für den zweiwertigen Rest von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenyläther, Ditoluyläther, Diphenylsulfid, Diphenylsulfon, Diphenylmethan, 2,2'-Diphenylpropan, Benzophenon oder eines niedrigmolekularen gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffs mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen.

Bevorzugte Polyamide sind die Kondensationsprodukte von Pyromellithsäure-dianhydrid mit einem Diamin, mit wenig aliphatischen Wasserstoffatomen

und einer elastischen Bindung, wie z. B. der Äthergruppc des 4,4'-Oxydianilins. Diese Polyamide sollen vorzugsweise in einer 15%igen (Gew.) Lösung in Dimcthylacctamid und N-Methylpyrrolidon zu gleichen Teilen bei 25 C eine Viskosität im Bereich von etwa 1300 bis zu 500OcP besitzen.

Harzüberzüge gemäß der vorliegenden Erfindung sind z. B. die bei 250 bis 45O⁰C ausgehärteten festen Reaktionsprodukte aus 100 Gewichtsteilen Polyvinylacetalharz, 2,5 bis 100 Teilen eines Phenolaldehydharzes und gegebenenfalls 10 bis 200 Teilen eines Polyurethans mit oder ohne 0,5 bis 20 Teile eines Melaminharzes. Gegebenenfalls kann das Phenolaldehydharz aus solchen Massen ganz weggelassen werden.

Die beste Abstimmung der für isolierte Drähte erforderlichen Eigenschaften erhält man beim Auftragen von Polyvinylacetalharzen, welche aus je 100 Teile Polyvinylacetat 5 bis 80 Teile eines Phenolaldehydharzes. 5 bis 80 Teile Polyurethan und 0,5 bis 20 Teile eines Melaminharzes enthalten, sowie eines Polyamidharzes aus Pyromellithsäure-dianhydrid und 4,4'-Oxydianilin. Die für jeden Draht erforderliche Zusammensetzung kann innerhalb dieser Bereiche schwanken und hängt jeweils von der Anzahl und dem Typ der verwendeten Harzbestandteile sowie von den gewünschcn endgültigen Eigenschaften ab.

Bei den erfindungsgemäßen Leitern wird das Aufbringen von 4 Acetalharz- und 2 Polyamidharzschichten bevorzugt. Man kann aber auch Drähte mit zufriedenstellenden Eigenschaften erhalten, wenn man 2 bis 14 Schichten aufbringt, wobei eine Isolierung von 0.00254 bis 0,1016 mm erreicht wird.

Die Erfindung ist auch keineswegs auf die Kombination 4 + 2 beschränkt. So besitzen Kombinationen von 5 Polyvinylacetalharzüberzügen mit einem PoIyamidiiberzug durchaus annehmbare Eigenschaften.

Es hat sich gezeigt, daß die Hochtemperaturlebcnsdauer bei einem Leiter, bei welchem der Polyamidüberzug die äußerste Schicht darstellt, am besten ist. Jedoch wird gegenüber den bekannten Drähten dieser Art selbst dann noch eine bedeutende Verbesserung erhalten, wenn sich der Polyimidüberzug unter allen Polyvin} lacetalharzschichtcn befindet.

Die Isolierschichten gemäß der vorliegenden Erfindung können auf Drähte mit beliebigem Querschnitt, die aus verschiedenen Metallen bestehen können, aufgebracht werdenr Die überzüge können auch auf andere Stoffe aufgebracht werden, wenn der fertige überzug gegenüber Chemikalien. Temperaturänderungen beständig sein soll bzw. andere Eigenschaften aufweisen soll, die ihnen durch die überzüge der genannten Art verliehen werden können.

Den Massen können in bekannter Weise Füllstoffe. Weichmacher. Farbstoffe u.dgl. zugesetzt werden sowie geringere Mengen anderer Harze, wie z. B. Polyester-. Epoxyd- bzw. Äthoxylinharze.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand einiger Betspiele näher erläutert werden.

B c i s ρ i c 1 c 1 bis .7

Zu Verglcichszwecken wurden vier Überzugsmassen auf Polyvinylacetalbasis (A bis Dl sowie zwei Polyamidmassen (E und I-1 bereitet.

Die nachstehende Tabelle I gibt die Zusammen-M.*t/imi! ili-r Ma-.--on \ bis D an. wobei sowohl die einzelnen Bestandteile als auch die fertigen Massen bekannte Handelsproduklc darstellen.

Tabelle I

Bestandteile

Polyvinylformalharz ..

Phenolharz

Polyurethan

Melamin-Formaldehyd-

Harz

Rohkresol

Kohlen wasserst off-

lösungsmitlel

	liniiiillc	B	C
Λ	100	100.0
100	40	10.0
50	10	60,0
—	....	7,5
	250	250,0
250	500	500,0
500

100.0 40.0 45,0

7.5 227.0

518.0

Das verwendete Polyvinylformalharz enthielt 10.5" „ Acetatgruppen, berechnet als Polyvinylacetat. 6",,

2s Hydroxylgruppen, berechnet als Polyvinylalkohol, und 83,5",, Formalgruppcn. berechnet aus der Differenz. Als Phenolharz wurde ein lösliches, schmelzbares, hitzehärtbares Reaktionsprodukt aus 100 Teilen Kresol. 60 Teilen Formalin und 3.2 Teilen Älhanol-

yo amin verwendet, das in handelsüblichem Rohkresol aufgelöst war. Das geeignete Polyurethan war das phenolblockierte Reaktionsprodukt aus 1 Mol Trimcthylolpropan und 3 Mol eines Gemisches aus etwa 80",, 2,4- und etwa 20" „ 2.6-Toluylen-diisocyanad. Als Melamin-Formaldehydharz wurde ein verhältnismäßig niedrigmolekulares. butylicrtes. innerlich weichgemachtes Kondensationspiodukl aus 1 Mol Melamin und 3,5 Mol Formaldehyd und 0.5 Mol p-Toluolsulfonamid verwendet. Als Lösungsmittel wurde handelsübliches Rohkresol und Solvcnmaphtha b/.w. Schwerbenzin eingesetzt.

Das eine der in den Beispielen verwendeten Pohamidc (E) war das Kondensationsprodukt aus P\romcllithsäure-dianhydrid und 4.4'-Oxydianilin. Das Oxydianilin wurde aus einem Gemisch von Äthylalkohol und Dimcthylacetamid umkristallisiert. Das technische Pyromellithsäure-dianhy,drid (86.7",,) wurde durch 2stündiges Erhitzen bei 250 C und bei 80 mm Druck gereinigt.; Das resultierende Py.romellilhsäuredianhydrid (14.8 g) wurde in 71ml trockenem Dimethylacetamid in einem Dreihalskolben mit Thermometer und Luftkühlcr aufgeschlämmt. Dazu wurde eine Lösung von 13.4 g Oxydianilin in 71 ml trockenes N-Methylpyrrolidon gegeben und das Reakiionsgemisch 2 Stunden lang unter Rühren auf einer Temperatur von 50 C gehalten. Hierauf wurde die so erhaltene Polyamidlösung auf einen Draht aufgebracht. Das Polyamid wurde nach dem Aufbringen auf den Draht während der nachfolgenden Verarbeite tung desselben in situ in eine Polyimidstruktur umgewandelt.

Das andere in den Beispielen verwendete Polyamid (F) bestand im wesentlichen aus einem Polyamid, das chemisch der Emaille E ähnlich war und mit

<>5 einer Konzentration von 15°_n in'einem Gemisch aus gleichen Teilen N-Methylpyrrolidon und Dimethvlacetamid aufgelöst war. Die Lösung halle bei. Γ* C eine Viskosität von etwa 4SOOcP

ι 4 y υ ζ / y

Die Emaillen wurden mil den üblichen Drahliiberziehvorrichtimgen auf Kupfcrdräliie mit einem Durclimesser von etwa 1 mm aufgebracht. Jede Emailleschichl winde dadurch ausgehärtet, daß man den beschichteten Draht durch einen etwa 3,7 mm hohen ■ vertikal angeordneten Ofen hindurchlaufen ließ, und zwar mit einer eingestellten Aushärtetemperalur von 350 C und einer konstanten Geschwindigkeit von 3,66 bis 5,79 m/min. Hierbei wurde ein Mehrfach-Auftragsgerät verwendet, so daß in einem einzigen Arbeitsgang die gewünschte Anzahl verschiedener Überzüge aufgebracht werden konnte.

Mit jeder Emaille wurden auf den blanken Draht sechs aufeinanderfolgende Schichten aufgebracht. Bei einer Dicke jeder Schicht von etwa 6 μ erhielten die resultierenden Drähte eine starke Lackschicht, so daß sich der Durchmesser der isolierten Drähte um etwa 72 μ erhöhte. Mit den Polyamidmassen E und Γ wurden ebenfalls Drähte mit zwei aufeinanderfolgenden Überzügen versehen, wobei der isolierte Draht einen um etwa 25 μ größeren Durchmesser hatte als der blanke Draht.

Die Prüfung der emaillierten Drähte erfolgte nach bekannten Normverfahren, die nachstehend näher erläutert werden sollen.

1-Kilovolt-Test

Der 1-kV-Lcbensdauer-Test wurde gemäß den Vorschriften des American Institute of Electrical Engineers No. 57 vorgenommen. Der Test stellt ein Maß für die Zeitspanne dar, während der ein überzug der angegebenen Temperatur ausgesetzt werden kann, bevor er beim Anlegen einer Spannung von 1000 V auf die Dauer von einer Sekunde als elektrische Isolierung versagt. Für jeden Test wurden zehn Probestücke verwendet.

Kratz-Abricb-Test
5

Dieser Test besteht im wesentlichen darin, daß ein Muster des isolierten Drahtes mit einer Stahlnadel angekratzt wird, die mit einem bestimmten Gewicht, das je nach der Schichtdicke der Isolierung to geändert wird, belastet ist. Das Prüfgerät zeichnet die Anzahl der Nadelhübe auf und wird stillgesetzt;,') sobald die Nadel den blanken Draht berührt. Eine Isolierung, welche einem Mittel von 30 Nadelhüben an sechs verschiedenen Stellen widersteht, wird als normal angesehen, vorausgesetzt, daß an keiner der sechs Stellen die Nadel den blanken Draht nach weniger als 15 Hüben berührt.

Hydrolyse-Widerstands-Test

Bei diesem Test werden verdrillte Drahtpaarc in verschlossenen Glasröhren, die je '/₂ ^m' Wasser enthalten, bei 150 C erhitzt. In bestimmten Zwischenräumen wird ein Paar herausgenommen und unter zunehmendem elektrischem Potential getestet, bis' die Isolierung durchschlägt. Die Ergebnisse werden aufgezeichnet als die Zeitspanne in Stunden — unter den Bedingungen des Testes —, während welcher die Isolierung vor dem Durchschlag ein auf die Dauer von einer Sekunde angelegtes Potential von 1 kV aushält.

Die nachfolgende Tabelle II zeigt die Eigenschaften der mit den Norm-Emaillen bei optimaler Aushärtung überzogenen Kontrolldrähte. Diese Zahlen dienen als Grundlage für die Bewertung der neuartigen Isolationen nach den späteren Beispielen.

Tabelle II

l.maille

A B C

Ii

ScliiclUiiufhau	Abrieb	Hvdrolvsewiderstiiml	180 C	l-kV-Lcbcnsdauer (Stunden)	225 C	250-C	300 C
(mm)	{Hübe)	(Stunden)	218	2(K) C	25	10	4
0.075	43	über 144	152	125	28	12	3,5
0.075	63	über 144	439	113	34	13	3
0,075	63	über 144	435	"158	40	15	3,5
0.075	78	über 144	2000"	180	390	-•■.41i-"!	28
0.025 ''-JS	■■■'r 2	unter 16	20007	2000"	544	50	27
0.025	1	unter 16	2(M)O10	2000"	200010	160010	658
0.075	8	unter 16	2(K)O'0

(Die mit einem Exponenten angerührten Zahlen sind nicht endgültig, insofern als bei der angegebenen Zeit, z. B. 20(K) Stunden für die Emaille I-" bei 200 C, einige Muster, deren Zahl durch den Exponenten angegeben ist, die Tcstbedingungen noch aushielten.) Die hier angeführten Resultate zeigen die ausgezeichnete Abrieb- und Hydrolysefestigkeit der Polyvinylformalcmaillen (A bis D) und die ausgezeichnete Hitzebeständigkeit der Polyimidisolierungen (Ii und F). ' '

Be is ρ i e 1 c 8 bis 13

Es wurden Drähte mit einer Isolierung verschen, die aus vier überzügen eines Polyvinylformalharzes über zwei Schichten einer Polyimidemaille bestand. Die Eigenschaften dieser neuartigen überzüge sind in der nachstehenden Tabelle IM zusammengefaßt.

909 584/115

Tabelle III

ίθ

Scliichliuifbau	Abrieb	llydrolyse- widerstand	1 HO C	l-k*
(mm)	(Hübe)	(Stunden)	2OOO10	200 C
0,050+0,025	31	über 144	2OOO10	2()()()'"
0,050 + 0,025	40	über 144	20008	20001"
0,050 + 0,025	34	über 144	2000'*	20001"
0,050 + 0,025	38	über 144	2000'"	^OOO10
0,050+0,025	56	über 144	20001"	£000"
0,050 + 0,025	70	über 144	'20(X)1"

Emaille

Λ auf E
C auf E
A auf F
B auf F
C auf F
D auf F

Der Vergleich dieser Ergebnisse mit denjenigen der Kontrolldrähte in Tabelle II läßt erkennen, daß, obwohl der übliche 6-Schichten-Uberzug (0,075 mm Schichtaufbau) eines mit einem Polyimid überzogenen Drahtes eine höhere Hochtemperaturlebensdauer als bekannte Kombinationsemaillen besitzen, zwei überzüge aus den Emaillen E oder F unter vier überzügen Polyvinylformalemaille eine Isolierung bilden, die weit besser ist als eine solche aus zwei Schichten der . Emaille F allein.

Ein Vergleich der Hochtemperaturlebensdauer der Kombinationsüberzüge mit derjenigen der Polyimidüberzüge von 0,25 mm Schichtaufbau bei einer Temperatur von 225°C und darüber zeigt, daß die Verbesserung bei den Polyvinylformalemaillen nicht ledig-

ubcilsdaUCr (SlIIIH	cn)	300 C
225 C	250 C	112
2000-	620	124
20(K)8	HHO	145
1650-	547	■ 117
' 190(V1 '	715: ■■■■■"■	152
2000"	961	117
2000"	669

lieh der Anwesenheit des Polyimids in den Kombinationsüberzügen zugeschrieben werden kann. Bei diesen Temperaturen ist nämlich die Hochteniperatiirlebensdauer größer als bei alleiniger Verwendung von entweder dem Polyvinylformalüberzug oder dem Polyimidüberzug 0,0254 mm Schichtaufbau. Bezüglich der Abrieb- und Hydrolysefestigkeit erstreckt sich die Überlegenheit der Kombinationsüberzüge auch auf den 6-Schichten-überzug (0,075 mm Schichtaufbau) der Polyimidemaille.

Beispiele 14 und 15

In diesen Beispielen wurde die Reihenfolge des Auftragens der Emaillen auf die Drähte umgekehrt, wodurch die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

	Schiehtaufbau (mm)	Abrieb (Hübe)	Tabelle	IV	1-kV	-Lebensdauer 225 C	(Sl	linden) 250 C	300 C
Emaille	0,025 + 0,050 0,025 + 0,050	11 22	IHO C	200 C	H) 9	2000'" 2(KK)1"		I 6(K)10 !6(K)'0	33S 250
F auf C F auf D		20(K)1" 2000"*	IO UJ

Einen noch größeren Vorteil bei der Hochtemperäturlebensdauer der Polyvinylformalemaille erhält man somit durch Auftragen des Polyimids auf die Emaillen C und D, anstatt das Polyimid darunter auf den blanken Draht aufzubringen.

Beispiele 16 und

Der Kombinationseffekt, den man beim Oberschichten mit der Emaille F erhält, ist tatsächlich so groß, daß nur ein einziger überzug davon über fünf Schichten einer Polyvinylformalemaille einer zweischichtigen Isolierung aus Emaille F allein beträchtlich überlegen ist. Dies zeigt sich beim Vergleich der Ergebnisse der nachstehenden Tabelle V mit den entsprechenden Zahlen in der Tabelle II. ,_;;

Tabelle V

Emaille

F auf C
C auf F

Schichtuufbau
(mm)

0,013 + 0,064
0,064+0,013

Abrieb
(Hübe)

28
23

1-k V-Lebensdauer(Stunden)

180 C

2000''
110O¹

200 C

1800⁸ 508

225 C	250 C
1900" 265	792

300 e
80

' 29

Diese Werte belegen die Tatsache, daß bei fünf Polyvinylformalharzüberzügen eine einzige Schicht der Emaille F unter diesen fünf überzügen nicht die guten Ergebnisse bringt wie eine einzige Schicht als Deckschicht.

Bringt man eine geschichtete Isolierung in der Weise auf einen Draht auf, daß sich vier überzüge aus einer Polyvinylformalemaille zwischen zwei nicht aneinander anstoßenden Polyimidschichten befinden, dann erhält man als Hochtemperaturlebensdauer einen Wert, der zwischen den Werten für zwei benachbarte Schichten aus Emaille F zuunterst und zwei solchen Schichten zuoberst liegt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Isolierter Leiter mit mindestens zwei Isolierschichten unterschiedlicher Zusammensetzung, von denen eine Schicht von einem ausgehärteten PoIyvinylacetalharz gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Polyvinyl-

I 490 279

ίί

acetalharzschicht mindestens eine weitere Schicht vorgesehen ist, die von dem auf dem Leiter ausgehärteten Kondensationsprodukt einer aromatischen Tetracarbonsäure mit einem aromatischen Diamin mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen oder einen gesättigten aliphatischen Diamin mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen gebildet ist.

2. Isolierter Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung eine Stärke von 0,00254 bis 0,1016 mm aufweist und aus 2 bis 14 Schichten besteht.

3. Isolierter Leiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyvinylacetalharzschicht aus 100 Gewichtstcilen des Polyvinylacetals eines gesättigten aliphatischen Aldehyds und 5 bis 80 Gewichtsteilen eines löslichen, hitzehärtbaren Alkylphenol-Forinaldehyd-Harzes besteht.

4. Isolierter Leiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Poiyvinylacetal ein PoIyvinylformal ist.

5. Isolierter Leiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyvin) lacetalmasse durch den Zusatz von 10 bis 80 Teilen eines blokkierten organischen Polyisocyanads modifiziert ist.

6. Isolierter Leiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das blockierte Polyisocyanad das Phenoladdükt des Reaktionsprodukts von etwa 1 Mol Trimethylolpropan mit etwa 3 Mol Toluylen-diisocyanad ist.

7. Isolierter Leiter gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Poiyvinylacctalmasse durch den Zusatz von 0,5 bis 20 Gewichtsteilen eines Melamin-Formaldehyd-Harzes weiter modifiziert ist.