DE1644778C3 - Drahtisolierlacke - Google Patents

Description

⁴

t ««η nur 4 bis 8 m/min auf. Dieser nicht vorhersehbare hergestellten Lacken bzw. Drahtisolierungen erheblich

SektmoögUcht die rationelle Fertigung von lackier- verbesserte anwendungstechnische Eigenschaften ver-

~ Ihten Gegenüber den Alkanolamine einkonden- leihen könnte. - -

,thaitenden Harzen gemäß der US-PS 3 161 541 Der N*-Gehalt der erfindungsgemiüten

die erfindungsgemäßen Drahtisolierlacke den 5 sate liegt im Bereich von 0,5 bis IU uew

daß sie sehr viel dehnbarere Oberzüge er- bevorzugi von 2 bis 6 GewichtsprozenL

' ie lackierten Drähte der US-PS lassen sich die obenerwähnte Kettenverlangerung^infolg^ der

Vordehnung um den einfachen Dorndurch- Ausbildung heterocyclischer

Im Vergleich zu Produkten, wie sie gemäß der Metallsalze von organischen Sauren PS 896856 sowie der JA-AS 15 987/1965 herge- Die in den erfindungsgemaß zu^mmengesemen

werden, sind die erfindungsgemäßen Draht- t₅ Drahtisolierlacken ^^^ί^ΐ

^{wirtschaftüchere und einfachere} S^iSf

> -rmränßlich ÜUrCn, OaU man iuiiauui '"^F"":—. . ,

f Die SSng der gestellten Aufgabe war aus folgen- phthalsäure oder Gemische ^⁰"¹"¹^™^^

* defl Grönden nicht nahegelegen: Es ist bekannt, daß aus Glykol und mehr als ^^!em. ^Z^^SämL·

ä £?der Einwirkung von Hydrazin oder Hydrazinhydrat *o estert oder niedere Alkylester der genannten Sauren

Ϊ5 EstSbmdungen letztere aufgespalten werden, wo- mit dem Polyalkohol-Gemisch umestert

dim Falle von digomeren Polyestern Hydrazid- und Hydnänhydi« oder dessen waßr^

ük besinn als f_u„k.io„elk Cjpcn im

teuere AusrührungsmÖBlichU^n

3HSS3SS? T

N-N Verwendet wurde ein Ofen von 2,5 m Länge Die

Einbrenntemperatur betrug 450⁰C, der Blankdraht cn NH-NH ->R-C C-R hatte einen Durchmesser von 0.60 mm, und es er-

- CO - NH NH₂ -> K te ^ _{sechmaHge Tauchung}, wonach der Lack-

7 auftrag eine Stärke von 35 bis 40 α besaß.

¹ Die Fahrgeschwindigkeit wurde variiert; die Ke-

^NH' sulfate der jeweils günstigsten Fahrgeschwindigkeit

sind aHein angeführt

sulfate der je

sind aHein angeführt.

Du*. Mi in genüge. U_mr,„g auch «* « ^^**^ Ä chend substituiertes Oxdiazol entstehen, da ein 55-1955 (/.am aer υ \\

Du*. Mi in genüge. U_mr,„g auch «* « ^^ sorechend substituiertes Oxdiazol entstehen, da ein 55-1955 (/.am

Verlust von 5 bis 10"_o des eingesetzten Hydrazins ^du™Jgrfuhf _{bd 25Ο; v}

während der Polykondensat.onsreakt.on emschlieBlich Die WicMtockMf™ « _d f_{80 u/min wickc}l-

des Einbrennvorganges festgestellt wurde: ^SdA wobei angegeben ist, bei welchem

vm μη Domdurchmesser (ausgedrückt als Ein- oderMehr-

2R-CO-NH-NH_{2 faches des} Blankdrahtdurchmessers) noch keine Be-

^ _R _ CO - NH - NH - OC - R -J- N₂H₄; _schädigung der Lack schicht auftrat.

Die Wärmealterung wurde über 50 Stunden ne N-N ss 200⁰C durchgeführt, wonach festgestellt wurde, be.

._o/ bei 100 g Belastung mit einer Geschwindigkeit von

280 U/min gewickelt wurde. durchge-

Lineare, hochmolekulare Polykondensate, die aus- 6o Die JJjJ^^^ „it^fache^Dorndurchsehließlich derartige Gruppierungen ,m Makromo eku fuhrt daß ™*^loc* _{mit 28O u/min} hergestellt enthalten, sind beschrieben, doch bisher nicht ur messer be, H* g _h ^b _iedenen Temperaturen aus-

Zwecke der Isolierung elektrischer Leiter empfohlen ""^^¹" _{Die GrenztC}mperatur, bei der gerade rMÄ^^^^ *₅ Äine Beschädigung des Lackfilms auftrat, ,st

h ih angege^

haltende Polymere wurde bisher noch nicht vorge- angege^ _{wurde nach DIN 4}6 453

Ä^Ä^ -^ ^ ^1%5·^{bei m& Belastung besümm} Vergleichsbeispiel 1

Die folgende Gegenüberstellung der anwendungstechnische- Eigenschaften der erfindungsgemäßen Drahtisoherlacke und der Drahtisolierlacke der in der GB-PS 973 377 beschriebenen Art zeigt, daß die erfindungsgemäßen Produkte den zum Stande der Technik gehörenden Produkten bezüglich Fahrgeschwindigkeit, Abrieb und Anfangselastizität überlegen, bezüglich der Hitzeschockfestigkeit praktisch gleich und bezüglich der Wärmedruckfestigkeit unterlegen sind. Die niedrigere Wärmedruckfestigkeit ist jedoch praktisch bedeutungslos. Sie kann z. B. durch Austausch des Glyzerins gegen andere »mehr als zweiwertige Alkohole« leicht auf jeden praktisch relevanten Wert angehoben werden.

Da in der GB-PS 973 377 eine andere Meßmethodik angewendet wird als in den nachfolgenden Beispielen, ist ein direkter Vergleich der erzielten Ergebnisse nicht möglich. Es wird daher auf die DT-OS 1 495 261 verwiesen, die sich ebenfalls auf Polyesterharze bezieht, welche durch Einbau 5gliedriger cyclischer Imidgruppierungen analog den Polyesterharzen nach GB-PS 973 377 modifiziert wurden.

Fahrgeschwindig keit (m/min)

Abrieb (Doppelhübe) Außenfaserdehnung

Hitzeschock (Außenfaser-

dehnung %)

Wärmedruck (⁰Q ..

Nach

9 bis 12 88 bis 285

67 bis 90^s)

50 260 bis 280

deutscher Offen-

legungsschriit

1 495 261

4,2 (-43 bis 50

50

50 290 bis 320

1. In demselben Ofen, in dem die anmeldungsgemäßen Produkte eingebrannt wurden, ließen sich

so mit den Lacken nach DOS 1 495 261 maximal etwa 8 m/min fahren.

2. Die Außenfaserdehnung (AFD) errechnet sich bei Verwendung von 0,6 mm-Draht und einer aufgebrachten Lackschicht von 40 μ wie folgt:

^AFD -

0,64

' ¹⁰⁰J

^+VD 0,64

(VD = Vordehnung in %; η = Dorndurchmesser)

d. h. bei 25% Vordehnung und lfachem Wickeldorn-Durchmesser (0,6 mm) beträgt die Außenfaserdehnung 90%, bei 2fachem Wickeldorn-Durchmesser beträgt sie 67% und bei 3fachem Wickeldorn-Durchmesser 57%. Ohne Vordehnung errechnet sich die Außenfaserdehnung bei lfachem Wickeldorn-Durchmesser zu 50%.

Vergleichsbeispiel 2 (nicht erfindungsgemäß)

445 Gewichtsteile Dimethylterephthalat, 119,6 Gewichtsteile Glycerin, 87 Gewichtsteile Äthylenglykol und 1,6 Gewichtsteile Bleioctoat wurden innerhalb von 8 Stunden bei 145 bis 220⁰C unter Stickstoff umgeestert, wobei 148 Gewichtsteile Methanol übergingen. Danach wurde die Temperatur auf 24O⁰C gesteigert und 4 Stunden gehalten. Das Endprodukt hatte folgende Kennzahlen:

Säurezahl 4,7; Verseifungszahl 514; OH-Zahl 210, Viskositätszahl (1 Gewichtsprozent Harz in Phenol/ Tetrachloräthan 60/40 bei 25⁰C) 0,132.

Lackansatz: 35,0 Gewichtsteile Harz,

50,0 Gewichtsteile Kresol 30 H, 10,0 Gewichtsteile Xylol,

5,0 Gewichteteile Äthylglykol, 1,4 Gewichtsteile 50 %ige Lösung von polymeren! Butyltitanat in Kresol 30 H.

Kennwerte des Lackdrahtes: Fahrgeschwindigkeit 9 m/min Abriebfestigkeit 88 Wickellocken 2x0 6g Wärmealterung 1 χ α Hitzeschock 18O⁰C Wärmcdruck 28O°C Beispiel 1

400 Gewichtsteile des im Vergleichsbeispiel 2 beschriebenen Harzes wurde bei 150⁰C geschmolzen, 25 Gewichtsteile 80%ige Hydrazinhydrat-Lösung allmählich zugetropft und 3 Stunden unter Rückfluß gekocht Danach wurde zunächst Wasser, anschließend Glykol bis zur Erreichung einer Produkt-Temperatur von 25O^CC abdestilliert. Nach 4 Stunden bei 25O⁰C besaß das Harz eine Viskositätszahl von 0,15; Säurezahl 17; Verseif ungszahl 446; OH-Zahl 195 und einen Stickstoffgehalt von 2,9 %.

Lackansatz: entsprechend dem Vergleichsbeispiel 2. Kennwerte des Lackdrahtes: Fahrgeschwindigkeit 11 m/min Abriebfestigkeit 110 Wickellocken 2x 0 Wärmealterung 1 χ 0 Hitzeschock 220⁰C Wärmedruck 2S0°C Beispiel 2

445 Gewichteteile Dimethylterephthalat, 119,6 Gewichtsteile Glycerin, 87 Gewichtsteile Äthylenglykol, 0,1 Gewichteteile Bleioctoat und 0,4 Gewichtsteile Tetrabutyititanat wurden innerhalb von 8 Stunden bei 145 bis 220⁰C umgeestert. Nach Abkühlung auf 165° C wurden 26 Gewichtsteile 80%ige Hydrazinhydrat-Lösung zugetropft und 3 Stunden unter Rückfluß gekocht. Sodann wurde wie im Beispiel 1 verfahren. Die Viskositätszahl des Harzes betrug 0,150, der Stickstoffgehalt 2,4%.

Lackansatz: entsprechend dem Vergleichsbeispiel 2.

Kennwerte des Lackdrahtes:

Fahrgeschwindigkeit 11 m/min Abriebfestigkeit 100 Wickellocken 1 χ 0 Wärmealterung 1 x 0 Hitzeschock 22O⁰C Wärmedruck 27O⁰C Beispiel 3

454,0 Gewichtsteile Dimethylterephthalat, 119,6 Gewichtsteile Glycerin, 87,0 Gewichtsteile Äthylenglykol, 0,1 Gewichtsteile Bleioxyd, 0,2 Gewichtsteile Butyltitanat

werden wie im Beispiel 2 behandelt und anschließend

52,0 Gewichtsteile 80%ige Hydrazinhydrat-Lösung hinzugegeben und 3 Stunden am Rückflußkühler gekocht, sodann wie im Beispiel 1 verfahren.

Viskositätszahl 0,162 Stickstoffgehalt 4,33%. Kennwerte des Lackdrahtes: Fahrgeschwindigkeit 12 rr/min Abriebfestigkeit 196 Wickellocken 1x0 Wärmealterung 2x 0 Hitzeschock 220°C Wärmedruck 280°C Beispiel 4

454,0 Gewichtsteile Dimethylterephthalat, 119,6 Gewichtsteile Glycerin, 87,0 Gewichtsteile Äthylenglykol, 0,1 Gewichtsteile Bleioxyd werden wie im Beispiel 2 behandelt und anschließend Gewichtsteile 80%ige Hydrazinhydrat-Lösung hinzugegeben und 3 Stunden am Rückflußkühler gekocht, sodann wie im Beispiel 1 verfahren.

Viskositätszahl 0,142 Stickstoffgehalt 4,9 %. Kennwerte des Lackdrahtes: Fahrgeschwindigkeit 12 m/min Abriebfestigkeit 285 Wickellocken 2 X 0 Wärmealterung 2x 0 Hitzeschock 240⁰C

_1S Wärmedruck 27O°C

Beispiel 5

418,0 Gewichtsteile Dimethylterephthalat, 92,0 Gewichtsteile Glycerin, ao 92,0 Gewichtsteile Äthylenglykol,

0,1 Gewichtsteile Bleioxyd, 0,2 Gewichtsteile Butyltitanat

werden wie im Beispiel 2 behandelt und anschließend _a5 68 Gewichtsteile 80 %ige Hydrazinhydrat-Lösung hinzugegeben und 5 Stunden am Rückflußkühler gekocht, sodann wie im Beispiel 1 verfahren.

Viskositätszahl 0,192 Stickstoffgehalt 6,1 %. Kennwerte des Lackdrahtes: Fahrgeschwindigkeit 13 m/min Abriebfestigkeit 100 Wickellocken 1 χ 0 Wärmealterung 2 χ es Hitzeschock 240⁰C Wärmedruck 260⁰C.

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Claims (1)

1. situ bei der Harzherstellung bilden. Diese Imidgruppen enthaltenden Monomerea sind sowohl nach dem InPatentanspruch: situ-Verfahren als auch nach den beschriebenen separaten Herstellungsverfahren nur in wenig befriedigen-5 der Weise zugänglich. Es resultieren hierbei zeitweilig

   Drahtisolieriacke auf der Grundlage von Poly- starke Ausfällungen von pastöser Konsistenz, die entesterharzen, die außer der Tere- und/oder Iso- weder die Anwesenheit außerordentlich großer Löphthalsäure, Glykole, mehr als zweiwertige Aiko- sungsmittelmengen oder die Verwendung von in der hole sowie eine stickstoffhaltige Komponente ein- Praxis unüblich dimensionierten Rührvomchtungen kondensiert enthalten, und an sich bekannten Lö- io erforderlich machen. Bei ihrer Anwendung als Drahtsungsmitteln, Härtern und gegebenenfalls weiteren lack macht sich nachteilig bemerkbar, daß die lackier-Zusatzstoffen, dadurch g e k e η η ζ e i c h- ten Drähte hinsichtlich ihrer Abriebfestigkeit und Aufn e t, daß die Polyester als stickstoffhaltige Korn- wickelbarkeit nicht befriedigen. Unbefriedigend ist ponente Hydrazin enthalten. auch die zu geringe Lackierungsgeschwindigkeit, die

   15 bei der Lackdrahtherstellung und -Weiterverarbeitung unrationell ist

   Harze, die Alkanolamine einkondensiert enthalten, werden in der US-PS 3 161 541 beschrieben. Aus

   diesen Harzen hergestellte Lacke führen zu Überzügen,

   *» die hinsichtlich ihrer Dehnbarkeit nicht befriedigen. Sie lassen sich, wie eigene Versuche ergeben haben, nur ohne Vordehnung um den einfachen Dorndurchmesser wickeln.

   Es ist bekannt, Drahtisolieriacke herzustellen, deren Bei den in der DT-PS 896 856 beschriebenen Pro-

   Harz-Anteil aus verzweigten, end- und kettenständige as dukten handelt es sich um nicht härtbare Thermo-Hydroxylgruppen aufweisenden Polyestern der Te- plaste, zu deren Herstellung man von separat herzurepthalsäure, der Isophthalsäure oder Gemischen da- stellenden Dicarbonsäuredihydraziden ausgehen muß. von mit Glykolen — vorzugsweise Äthylenglykol — Als Drahtisolieriacke sind derartige Materialien nicht sowie mehr als zweiwert-.gen Alkoholen — beispiels- geeignet.

   weise Glycerin, Trimethylolpropan oder Pentaery- 30 Das in der JA-AS 15 987/1965 beschriebene Verthrit — besteht. Dank der leichten Zugänglichkeit der fahren ist sehr unwirtschaftlich. Man muß von separat für die Herstellung derartiger Polyester benötigten herzustellenden Dicarbonsäuredihydraziden einerseits Rohstoffe werden die entsprechend zusammengesetzten und Säurehalogeniden andererseits ausgehen, was die Drahtlacke trotz einiger anwendungstechnischer Man- Anwesenheit von Halogenwasserstoff-Akzeptoren und gel vielfach verwendet. 35 die anschließende Entfernung der entstandenen Salze

   Die Mängel der solche Polyesterharze enthaltenden erfordert.

   Drahtlacke sind insbesondere eine nicht allen An- Es wurde gefunden, daß Polyesterharze enthaltende

   forderungen genügende Hitzeschockfestigkeit der da- Drahtisolieriacke in bezug auf Abriebfestigkeit, Hitzemit hergestellten Drahtisolierungen und eine verhält- Schockfestigkeit und Wärmedruckfestigkeit der damit nismäßig niedrige Aushärtungsgeschwindigkeit der 40 hergestellten Drahtisolierungen, ihre Aushärtungs-Lacke, geschwindigkeit (»Fahrgeschwindigkeit«) sowie die Zur Behebung dieser Mängel wurde bereits vorge- Aufwickelbarkeit der lackierten Drähte dadurch verschlagen, Drahtlacke auf der Basis von in verschie- bessert werden können, daß bei der Herstellung der dener Weise modifizierten Polyesterharzen zu ver- Polyesterharze Hydrazinhydrat oder dessen wäßrige wenden, wobei die Polyesterharze unter anteiliger +5 Lösungen mitverwendet werden.
   Verwendung verschiedenartiger polyfunktioneller Ver- Gegenstand der Erfindung sind Drahtisolieriacke bindungen, wie von Imidgruppen enhaltenden Di- auf der Grundlage von Polyesterharzen, die außer der carbonsäuren aus Trimellitsäureanhydrid und aroma- Tere- und/oder Isophthalsäure, Glykole, mehr als tischen Diaminen bzw. Aminocarbonsäure, imid- zweiwertige Alkohole sowie eine stickstoffhaltige Komgruppenhaltigen Oxycarbonsäuren aus Trimellitsäure- so ponente einkondensien enthalten, und an sich beanhydrid und Alkanolamine^ von bestimmten Silanen kannten Lösungsmitteln, Härtern und gegebenenfalls und Siloxanen, von Tris-hydroxyäthyl-isocyanurat, weiteren Zusatzstoffen, die dadurch gekennzeichnet von aliphatischen Diaminen, Aminocarbonsäuren oder sind, daß die Polyester als stickstoffhaltige Kompo-Lactamen.vonTris-hydroxymethyl-aminomethanusw., nente Hydrazin enthalten.

   hergestellt werden. 55 Die erfindungsgemäßen Drahtisolieriacke sind den

   Soweit die bisher bekanntgewordenen Modifi- bisher bekannten Drahtisolierlacken in vieler Hinsicht zierungen der Polyesterharze die erwähnten Mangel überlegen. Sie sind auf einfachere und wirtschaftlichere beseitigen, ohne gleichzeitig neue Mangel hervorzu- Weise zugänglich. Gegenüber Drahtlacken der in der rufen, ist ihnen der Nachteil gemeinsam, daß die er- GB-PS 973 377 beschriebenen Art haben sie außerdem forderlichen Ausgangsstoffe verhältnismäßig schwer 60 den Vorteil einer deutlich verbesserten Abriebfestigkeit erhältlich und kostspielig sind, wodurch die vorbe- und Aufwickelbarkeit der lackierten Drähte, was bei schriebenen modifizierten Polyesterharze nur wenig der automatischen Spulenwicklung von Vorteil ist. wirtschaftlich hergestellt werden können. Auch ermöglichen die erfindungsgemäßen Drahtlacke

   So ist es beispielsweise aus der GB-PS 973 377 be- höhere Lackierungsgeschwindigkeiten. Diese liegen kannt, neben üblichen Esterharze bildenden Ausgangs- 65 unter den Bedingungen, wie sie in dem Vergleichsstoffen solche zu verwenden, die neben veresterbaren, beispiel 1 beschrieben werden, bei 9 bis 12 m/min, funktionell«! Gruppen (OH, COOH) 5gliedrige, Lacke wie sie in der GB-PS 973 377 beschrieben cyclische Imidgruppierungen besitzen oder auch in werden, weisen dagegen Lackierungsgeschwindigkeiten