DE1189277B

DE1189277B - Verfahren zur Herstellung von kriechstromfesten, ausgehaerteten Isolierformkoerpern

Info

Publication number: DE1189277B
Application number: DEL42167A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Nowak; Dipl-Ing Heinz Wagner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-06-07
Filing date: 1962-06-07
Publication date: 1965-03-18

Description

Verfahren zur Herstellung von kriechstromfesten, ausgehärteten Isolierformkörpern Es ist bekannt, daß durch Füllstoffe die Eigenschaften von Polyepoxydformkörpern beeinflußt werden können. Die Verwendung von Füllstoffen bringt nicht nur in wirtschaftlicher Hinsicht Vorteile, sondern ermöglicht auch eine Anpassung an Anforderungen, die an derartige Gießformkörper für bestimmte Zwecke gestellt werden. So werden mechanische Eigenschaften von Polyepoxydformteilen durch anorganische Füllstoffe, wie Quarz, Schiefermehl u. a., verbessert, wobei die verschiedenen Füllstoffe unterschiedliche Wirkungen hervorrufen. Durch Zusatz von Quarzmehl zum Polyepoxyd werden z. B. die Formbeständigkeit nach Martens, die Biegefestigkeit, Schlagzähigkeit sowie die Druckfestigkeit in ihren Werten stärker verbessert, als es durch Zusatz anderer anorganischer Füllstoffe, z. B. Schiefermehl oder Calciumkarbonat, geschieht. Mit Quarzmehl als Füllstoff hergestellte Gießformkörper auf Polyepoxydbasis erreichen zwar eine hohe mechanische Festigkeit, jedoch läßt die Kriechstromfestigkeit eines derartigen Isolierkörpers zu wünschen übrig.
Durch thermische Vorbehandlungen des Füllstoffes, insbesondere durch Glühen bei 6000 C kann die Kriechstromfestigkeit des damit gefüllten Gieß-Isolierkörpers heraufgesetztwerden. Sie belasten aber das Herstellungsverfahren in wirtschaftlicher Hinsicht. Man strebt deshalb Herstellungsverfahren an, bei denen die Füllstoffe lediglich einem Trocknungsprozeß unterworfen werden oder, wenn möglich, ohne besondere Vorbehandlung der Gießharzmasse einverleibt werden können.
Weiterhin wurde versucht, durch Verwendung von Calziumcarbonat als Füllstoff kriechstromfeste Isolierkörper herzustellen. Nach der französischen Patentschrift 1 267 518 soll man zu kriechstromfesten Formkörpern auf Epoxydbasis gelangen, wenn Mischungen aus Calciumkarbonat und/oder Erdalkalisulfaten in Kombination mit Quarz als Füllstoff für Epoxydformkörper verwendet werden, wobei Phthalsäureanhydrid verwendet wird. Es hat ich jedoch gezeigt, daß mit der vorgeschlagenen Polyepoxydkombination mit den genannten Füllstoffen nur eine begrenzte Kriechstromfestigkeit des Formkörpers erhalten wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von kriechstromfesten, ausgehärteten Isolierformkörpern großer mechanischer Festigkeit durch Umsetzung von Füllstoffe enthaltenden, ein Epoxydäquivalentgewicht von etwa 200 aufweisenden Bisphenolglycidyläthern mit cycloaliphatischen und/ oder aliphatischen Dicarbonsäurenahydriden unter Formgebung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Füllstoffe Gemische aus 10 bis 25°/o Dolomit und 90 bis 750/o Quarzmehl verwendet werden.
Man erhält so nicht nur eine Kriechstromfestigkeit der Stufe T 5 für den Isolierkörper, sondern auch mechanische Festigkeiten, wie sie sonst nur bei Quarzmehl als Füllstoff allein zu erhalten sind.
Aus der anschließenden Tabelle ist zu entnehmen, inwieweit durch die Kombination der Füllstoffe im bestimmten Verhältnis bessere mechanische Werte für den Isolierkörper erhalten werden, als eine Mischung der Komponenten erwarten läßt. Ein Zusatz von Dolomit zum Quarzmehl von 10 bis 2501o verschlechtert die guten mechanischen Eigenschaften, wie sie durch Quarzmehl allein erhalten werden, praktisch nicht. Darüber hinaus wird durch den Zusatz von Dolomit zum Quarzmehl in den gefundenen Mengen die Kriechstromfestigkeit der Stufe T 5 erhalten. Die Werte in der Tabelle lassen erkennen, daß mit der gefundenen Füllstoffkombination eine hohe Schlagzähigkeit für den Isolierkörper erhalten wird, die der einen reinen Quarzmehlfüllung von etwa 7 cmkp/cma entspricht. Demgegenüber beträgt die Schlagzähigkeit eines Isolierkörpers mit Füllstoff aus Dolomit nur 3,5 cmkp/cm2.

Die erhaltenen Werte wurden an Isolierkörpern folgender Zusammensetzung ermittelt: Bisphenolglycidyläther mit einem Epoxydäquivalent von etwa 190 ............. 100 Teile Hexahydrophthalsäureanhydrid .......... 80 Teile Anorganische Füllstoffe ................ 385 Teile Beschleuniger (tertiäres Amin) .......... 1 Teil

Zug-

Kriechstrom- Biegs Schlag- festig-

festigkeit festig-

Füllstoff nach keit zähigkeit keit

DIN 53480 kplcm2 cmkplcm2 kplcm2

Dolomit ..... T 5 550 3,5 300

Quarzmehl... T2 1100 7,4 700

Dolomit

Quarzmehl

(22: 78) ... T 5 1050 7,4 700

Wie die Versuche zeigen, werden ausreichende Werte hinsichtlich der Kriechstromfestigkeit und der mechanischen Festigkeit erzielt, wenn die Füllstoffkombination in den Grenzen von etwa 10 bis 250/o Dolomit und 90 bis 750/o Quarzmehl gehalten werden.

Für die Füllstoffe wird zweckmäßig eine Korngröße kleiner als 40 µm verwendet.
Ahnliche gute Werte erhält man für den Isolierkörper nach der vorliegenden Erfindung, wenn als Dicarbonsäureanhydride solche von aliphatischen Dicarbonsäuren, z. B. Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, verwendet werden. Gegenbenenfalls können auch Mischungen aus cycloaliphatischen und aliphatischen Dicarbonsaureanhydriden Verwendung finden.
Die Isolierkörper nach der Erfindung können für die verschiedensten Bauteile in der Elektrotechnik, insbesondere für Hochspannungsschalter, eingesetzt werden, z. B. für Schalterteiie, im Wandlerbau für Stützer u. a., wobei eine Verwendung im Freien gegeben ist.
Die nach der vorliegenden Erfindung umzusetzende Mischung läßt sich im Betrieb gut verarbeiten im Gegensatz zu einer Mischung, bei der Amine verwendet werden, die sich in physiologischer Hinsicht nachteilig auswirken. Außerdem kann die Füllstoffmischung gut homogen im Epoxyd verteilt werden, was mit Füllstoffen, die geringe Zusatzanteile in der Hauptfüllstoffmenge enthalten, nicht zu erreichen ist.
Bekannte Füllstoffkombinationen unter Verwendung von Calciumoxalat sind in thermischer Hinsicht verhältnismäßig anfällig, da Calciumoxalat sich bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zersetzt und dabei die Oberfläche der Formteile nachteilig beeinflußt.
Dies trifft gleichfalls bei Verwendung von Strontium-oder Bariumoxalat zu.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von kriechstromfesten, ausgehärteten Isolierformkörpern großer mechanischer Festigkeit durch Umsetzung von Füllstoffe enthaltenden, ein Epoxydäquivalentgewicht von etwa 200 aufweisenden Bisphenolglycidyläthern mit cycloaliphatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäureanhydriden unter Formgebung, d a -durch gekennzeichnet, daß als Füllstoffe Gemische aus 10 bis 2501o Dolomit und 90 bis 750/o Quarzmehl verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 113 812, 1120 134, 1129694.