DE1058666B

DE1058666B - Draht- bzw. Traenklacke auf der Grundlage von Terephthalsaeurepolyestern

Info

Publication number: DE1058666B
Application number: DED25900A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klaus Ohm
Original assignee: Dielektra GmbH
Current assignee: Von Roll Isola GmbH
Priority date: 1957-07-01
Filing date: 1957-07-01
Publication date: 1959-06-04

Description

Draht- bzw. Tränklacke auf der Grundlage von Terephthalsäurepolyestern Für die Herstellung von Lackdrähten haben sich Drahtlacke, die Terephthalsäurepolyester enthalten, sehr gut bewährt. Die Lacküberzüge haben sowohl eine gute mechanische Festigkeit, gute Beständigkeit gegen Lösungsmittel und eine überragende Temperaturbeständigkeit.
Als Terephthalsäurepolyester werden Ester von Gly- kolen und drei- und mehrfunktioneRen Alkoholen sowie Mischester hieraus verwendet. Vorzugsweise werden Äthylenglykol und Glyzerin eingesetzt. Als Lösungsmittel für diese Harze werden neben Verschnittmitteln Phenole, wie z. B. Kresole oder Xylenole, benutzt. Der Phenolgehalt der Lacke ist im allgemeinen sehr hoch. Das Lösungsmittel besteht oft zu 1000/, aus Phenolen. Selten sind weniger als 50 % im Lösungsmittel enthalten. Diese Lösungsmittel sind seit dem Aufkommen der Lacke, die Polyamidharze oder Polyvinylformalharze enthalten, trotz ihrer ungünstigen physiologischen Eigenschaften und ihres unangenehmen Geruches für Drahtlacke gebräuchlich.
Durch den Gehalt an Phenolen ist der Einsatz derartiger Lacke besonders wegen der starken agressiven Wirkung auf andere Isolierstoffe als Tränklacke für elektrische Wicklungen praktisch unmöglich.
Bekannt sind ferner Terephthalsäureester, die neben den zwei- oder mehrwertigen Alkoholen noch andere Bestandteile, wie z. B. aliphatische Dicarbonsäuren oder Fettsäuren, enthalten. Diese Ester sind zum Teil auch in kresolfreien Lösungsmittelgemischen löslich, sind jedoch in der Temperaturbeständigkeit und in der Haftung auf dem Kupferleiter schlechter als die vorerwähnten Lacke auf Terephthalsäurcesterbasis.
Es wurde nun gefunden, daß man Draht- bzw. Tränklacke auf der Grundlage von Terephthalsäure-Polyestern herstellen kann, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie Terephthalsäureester, die je Mol Terephthalsäure 0,4 bis 1,2 Mol Glyzerin oder einen anderen drei- oder mehrfunktionellen Alkohol, 0 bis 1,0 Mol Äthylenglykol oder ein anderes Glykol und 0,02 bis 0,3 Mol eines höheren Monoalkohols, vorzugsweise mit einem Siedepunkt zwischen 130 und 270' C, wie z. B. Benzylalkohol oder Tetrahydrofurfurylalkohol, enthalten, und als Lösungsmittel polare Lösungsmittel bzw. -gemische, gegebenenfalls aromatische Kohlenwasserstoffe als Verschnittmittel sowie bis zu 20 0/, Phenole (Phenol, Kresole und Xylenole) als Verlaufmittel, enthalten.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Draht-bzw. Tränklacke besteht gegenüber Lacken auf Basis von Terephthalsäure-Polyestern, von Glykolen und drei- und mehrfunktionellen Alkoholen sowie Mischestern hieraus darin, daß sie keine oder nur geringe Mengen Phenole enthalten.
Gegenüber den ferner bekannten Lacken aus Terephthalsäure-Polyester, die neben zwei- oder mehrwertigen Alkoholen noch andere Bestandteile, wie z. B. aliphatisclie Diearbonsäuren oder Fettsäuren, enthalten, besitzen sie eine erheblich bessere Dauertemperaturbeständigkeit und Haftung auf dem Kupferleiter.
Die Löslichkeit von Terephthalsäure-Polyestern ändert sich erheblich, sofern der Polyester neben den zwei- und mehrfunktionellen Alkoholen außerdem noch monofunktionelle Alkohole mit Ausnahme der niedrigen aliphatisehen Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol, enthält. Durch den zusätzlichen Einbau der höheren Monoalkohole entstehen neue Harze mit anderen Eigenschaften. Bereits sehr geringe Mengen Monoalkohol können die Löslichkeit erheblich verbessern.
Im Rahmen folgender Zusammensetzungen der Harze ist sowohl eine gute Löslichkeit der Harze als auch eine gute Eigenschaft der Lackdrähte zu erzielrn.
1 Mol Terephthalsäure, 0,4 bis 1,2 Mol Glyzerin (oder anderer drei- oder mehrfunktioneller Alkohol), 0 bis 1,0 Mol Äthylenglykol (oder ein anderes Glykol), 0,02 bis 0,5 Mol Monoalkohol (mit Ausnahme niedriger aliphatischer Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol usw., vorzugsweise mit einem Siedepunkt zwischen 130 und 270' C, z. B. Benzylalkohol oder Tetrahydrofurfurylalkohol. Neben diesen höheren Alkoholen können ferner geringe Mengen bis maximal 0,3 Mol niedriger Monoalkohol enthalten sein).
Als Polyalkohole kommen alle bereits für die Terephthalsäureharzherstellung vorgeschlagenen bi- und mehrfunktionellen Alkohole in Betracht. Die hier nicht beanspruchte Herstellung der Harze erfolgt nach den bekannten Verfahren der Esterherstellung, insbesondere der Umesterung, z. B. durch Umesterung von Terephthalsäuredimethylester unter Zusatz von Umesterungskatalysatoren, wie z. B. Bleiglätte oder Zinkchlorid. Als höhere Monoalkohole haben sich folgende besonders bewährt: Benzylalkohol, Tetrahydrofurfurylalkohol, Octylalkohol, Butv19lykol; aber auch viele andere sind geeignet. Unter diesen haben die günstigsten einen Siedepunkt zwischen 130 und 270' C.

Als Beispiel für die Herstellung von Harzen nach dem Umesterungsverfahren seien folgende Ansätze genannt. Die Harzherstellung erfolgt unter Abspaltung von Methanol, bei höheren Temperaturen unter eventuellem Zusatz von Umesteiungsmitteln, z. B. 0,030/" Bleiglätte.

Mol '%,lol

Harz Tereph Äthylen- mol. moi

thal- glykol Glyzerin

säure

1 1 1,6 0,6 0,3 Benzylalkohol

2 1 - 1,2 0,02 Benzylalkohol

3 1 0,4 0,7 0,03 Tetrahydro-

furfurylalkohol

4 1 0,6 0,6 0,3 Tetrahydro-

furfurylalkohol

5 1 0,6 0,8 0,2 Butylglykol

6 1 1,0 0,5 0,2 Octylalkohol

7 1 1,6 . 0,4 0,3 Octylalkohol

Diese Harze sind in vielen polaren Lösungsmitteln und Lösungsmittelgemischen löslich. Viele sauerstoff-, stick-3toff-, schwefel- oder halogenhaltige Lösungsmittel sind ,yeeignet. Selbst aliphatische Alkohole sind besonders im 3emisch mit aromatischen Kohlenwasserstoffen geeignet. Fast alle in der Lackindustrie bekannten Lösungsmittel, .nit Ausnahme von aliphatischen und hydroaromatischen Kohlenwasserstoffen, sind brauchbar.

Als Beispiel für besonders gute Löser seien folgende L7,sungsmittel aufgeführt: Monoglykoläther, Monoglykol-.ster, Glykolesteräther, Ketone, Acetale, chlorierte Benzolkohlenwasserstoffe, Benzylalkohol sowie stickstoffialtige Verbindungen, wie z. B. Dimethylformamid oder Pyridin oder Chinolin, sowie Schwefelverbindungen, wie B. Dimethylsulfoxyd.
Lösungsmittelgemische sind oft erheblich bessere Löser ils die Einzelkomponenten. So verträgt das Lösungsnittelgemisch Trichlorbenzol-Äthylglykol erheblich nehr Verschnittmittel (z. B. Xylol) als Trichlorbenzol )der Äthylglykol allein.

Als Beispiele für geeignete Lacke seien folgende auf-"eführt:

40 Teile Harz 1

20 Trichlorbenzol

20 Äthylglykol

20 Isopropylalkohol

50 Teile Harz 2

25 Butanol

25 Xylol

40 Teile Harz 3

40 Trichlorbenzol

10 Benzylalkohol

10 Butanol

Den Lacken können ferner die bekannten Härtungsnittel zugesetzt werden, wie z. B. Metallverbindungen zwei-,der mehrwertiger Metalle, z. B. Aluminiumalkoholat, 'inkacetat, Cadmiumoctoat, Bleioctoat, Bariumnaphenat, stabilisierte Isocyanate oder andere Kunstharze, vie z. B. Epoxyharze oder Silicone. Die Härtungsmittel oder Kunstharze lassen sich auch von vornherein mit in das Harz einkondensieren.

50 Teile Harz 5

40 Dimethylformamid

10 Xylol

0,5" Zinkacetat

50 Teile Harz 6

40 Dimethylsulfoxyd

10 Isopropylalkohol

0,5" Zinkoctoat

40 Teile Harz 7

40 " Glykolsäurebutylester

20 " Isopropylalkohol

10 " stabilisiertes Isoeyanat

Selbstverständlich lassen sich auch Phenole als Lösungsmittel mitverwenden, jedoch sollte ein größerer Zusatz vermieden werden, da sonst der technische Fortschritt gemindert würde. Für manche Fälle wirkt sich ein Zusatz von etwa 20 % Phenolen, bezogen auf das Harz, verlaufverbessernd aus.

Es hat sich herausgestellt, daß sich die beschriebenen Lacke auch zur Tränkung von elektrischen Wicklungen nach sonst bekannten Verfahren eignen. Sogar Lackdrahtwicklungen lassen sich tränken. Besonders dauertemperaturbeständige Wicklungen erhält man durch Tränkung von Terephthalsäureesterlackdrahtwicklungen. Gut geeignet sind die Lacke ferner zum Imprägnieren glasseidenumsponnener Drähte. Das Tränken, Imprägnieren und Aushärten kann in bekannter Weise mit den üblichen Vorrichtungen erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Draht- bzw. Tränklacke auf der Grundlage von Terephthalsäurepolyestern, dadurch gekennzeichnet, daß sie Terephthalsäureester, die je Mol Terephthalsäure 0,4 bis 1,2 Mol Glyzerin oder einen anderen drei-oder mehrfunktionellen Alkohol, 0 bis 1,0 Mol Äthylenglykol oder ein anderes Glykol und 0,02 bis 0,3 Mol eines höheren Monoalkohols, vorzugsweise mit einem Siedepunkt zwischen 130 und 270' C, wie z. B. Benzylalkohol oder Tetrahydrofurfurylalkohol, enthalten, und als Lösungsmittel polare Lösungsmittel bzw. -gemische, gegebenenfalls aromatische Kohlenwasserstoffe als Verschnittmittel sowie bis zu 20 % Phenole (Phenol, Kresole und Xylenole) als Verlaufmittel, enthalten.
2. Draht- bzw. Tränklacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack zusätzlich Kunstharze und/oder Härtungsmittel, wie z. B. Epoxyharze, Silicone, Metallverbindungen zwei- oder mehrwertiger Metalle, z. B. Aluminiumalkoholat, Zinkacetat, Cadmiumoctoat, Bleioctoat, Bariumnaphthenat oder stabilisierte Isocyanate, enthält, die der Lösung zugesetzt oder auch in das Harz einkondensiert sein können. In Betracht gezogene Druckschriften: Broschüre der Firma Dr. Beck & Co. über Baustoffdrahtisolation, 1951; S. 15; Bourry, Resines Alkydes Polyesters, 1952, S. 54; USA.-Patentschrift Nr. 2 683 100; britische Patentschrift Nr. 578079; belgische Patentschriften Nr. 536 101, 543 486.