DE1285081B - Verfahren zur Herstellung von isolierenden UEberzuegen auf elektrischen Leitern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von isolierenden UEberzuegen auf elektrischen LeiternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von isolierenden Überzügen auf elektrischen Leitern durch Aufbringen eines Überzugmittels auf
der Grundlage von Polyesterharzen, die aus Dialkylestern der Terephthal- oder Isophthalsäure, Äthylenglykol
und einem gesättigten, aliphatischen mehrwertigen Alkohol mit mindestens drei Hydroxylgruppen
hergestellt worden sind, zusammen mit Triäthanolamintitanat als Härtungsmittel und Härtung
durch Erhitzung.
Verfahren der vorgenannten Art sind bekannt. Aus den Polyesterharzen und irgendeinem geeigneten :
Lösungsmittel wird dabei die Lösung mit einem Feststoffgehalt von ungefähr 20 bis 30% bereitet, durch
die dann der elektrische Leiter hindurchgezogen wird. Zur Erzielung eines Überzuges mit gleichmäßiger
Dicke ist es erforderlich, den elektrischen Leiter durch eine geeignete Ziehlehre zu führen, bevor der
Überzug gehärtet wird. Zur Beschleunigung des Härtungsvorganges kann der Lösung ein geigneter Härter
zugesetzt werden.
Es hat sich nun herausgestellt, daß sich überraschende und unerwartete Vorteile ergeben, wenn
wäßrige Dispersionen des Polyesterharzes, welche Triäthanolamintitanat als Härtungsmittel und oberflächenaktive
Mittel enthalten, verwendet werden. Bei Verwendung von wäßrigen Dispersionen erhält
man nämlich isolierende Überzüge von außerordentlich gleichmäßiger Dicke. Irgendwelche Zieheisen
oder Strangpreßmatrizen, die bisher immer zum Aufbringen eines Überzuges gleichmäßiger
Dicke verwendet werden mußten, können also entfallen.
Nach einer bevorzugten- Ausführungsform der Erfindung stellt man zunächst eine homogene Lösung
des Harzes und des Härters dadurch her, daß man den Härter mit dem geschmolzenen Harz vermischt
und die Mischung nach Erstarren zu einem Pulver vermahlt. Aus diesem Pulver und einem oberflächenaktiven
Mittel wird dann die wäßrige Dispersion bereitet. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung
wird die wäßrige Dispersion dadurch bereitet, daß pulverförmiges Harz, ein Härter sowie ein
oberflächenaktives Mittel unmittelbar mit Wasser vermischt werden. ...
Das als Härter dienende Triäthanolamintitanat kann beispielsweise in einer auf das Harz bezogenen
Menge von 0,5 bis 3,0 Gewichtsprozent verwendet werden. . ... . .
Ein besonders geeignetes oberflächenaktives Mittel
ist Glycerylmonooleat, das in einer auf das Harz bezogenen Menge .von, 0,05 bis 1 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 0,5 Gewichtsprozent, zugesetzt wird. Als oberflächenaktive Mittel können unter anderem
auch Polyäthylenglykolester von Fettsäuren, Stearinsäure und deren Glycerin- und Äthylenglykolester
verwendet werden.
Zur Bereitung der wäßrigen Dispersion kann gewöhnliches Leitungswasser verwendet werden. Vorzugsweise
verwendet man jedoch destilliertes oder entmineralisiertes Wasser.
Falls der pH-Wert der Dispersion nicht im Bereich von 6,0 bis 7,5 liegt, empfiehlt es sich, eine entsprechende
Menge eines Neutralisierungsmittels zuzusetzen, um den pH-Wert der Dispersion in diesem
Bereich zu bringen. Als Neutralisierungsmittel eignen sich beispielsweise Essigsäure oder Pyromellitsäure
sowie Methylmorpholin oder Ammoniak.
Das Verfahren nach der Erfindung eignet sich vorzugsweise zum Überziehen von Magnetdraht.
In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Angaben auf Gewichtseinheiten.
100 Teile Polyesterharz, welches das Kondensationsprodukt aus Terephthalsäureester und Glykol und Glycerin
in einem Molverhältnis von 3:2:1 ist, werden in einem Gefäß auf eine Temperatur von 140 bis 150° C
in einer für die Bestandteile neutralen Atmosphäre erhitzt. 3,2 Teile einer 59%>igen Lösung von Triäthanolamintitanat
in Isopropylalkohol werden als Härtungsmittel zugesetzt. Die Mischung aus Harz und Härtungsmittel wird dann zur schnellen Abkühlung
in ein flaches Gefäß gegeben. Die feste Harzmischung wird nachfolgend so fein gemahlen,
daß sie durch ein Sieb mit mindestens 16 Maschen pro Zentimeter geht. 100 Teile dieses Harz-Triäthanolamintitanat-Pulvers
werden dann mit 285 Teilen destillierten oder entmineralisierten Wassers und 0,5 Teilen Glycerylmonooleat'als oberflächenaktivem
Mittel vereint. Diese Bestandteile werden in ein keramisches Gefäß mit Keramik- oder Steinkugeln
gegeben und 24 bis 36.Stunden lang gemahlen. 0,2 Teile Pyromellitsäure als Neutralisierungsmittel
werden dann zur Abstimmung des pH-Wertes der Masse auf den obengenannten Bereich zugesetzt.
Diese Dispersion kann, dann unmittelbar auf einen Kupfermagnetdraht aufgetragen werden oder kann
mit Wasser auf einen geringeren Gehalt an festen Bestandteilen verdünnt und dann auf den Draht aufgetragen
werden.
Eine Dispersion mit einem Gehalt von 29% festen Bestandteilen wird gemäß Beispiel I bereitet und besitzt
eine Viskosität von 260 Centipoise. Die Dispersion wurde auf einen Kupferdraht von etwa 1 mm
Durchmesser so aufgetragen, daß innerhalb einer Minute etwa 7,8 mm überzogen waren, die in einem
4,5 m hohen, mit Gas beheizten Drahtturm sechsmal in Aufwärtsrichtung durch eine Säule der wäßrigen
Dispersion geschickt wurden, so daß jeder Überzug während etwa einer Minute Verweilen im geheizten
Turm erzeugt wurde. Die Lufttemperatur im Ofen betrug am Boden 310° C und am Kopf 425° C. Der
Durchmesser des überzogenen Drahtes war um 0,08 mm stärker als der des nicht überzogenen. Die
nachstehenden Ergebnisse wurden durch die üblichen Prüfungen nachgewiesen:
Schabefestigkeit (Hübe) 61
Spannungsfestigkeit
(DIN 46 453, Abschnitt 17/1).. 175 V/μ
Zentrizität 4:5
Beständigkeit gegen Lösungsmittel, in kochendem Äthylalkohol-Toluol-Gemisch
1:1.. unlöslich
Fehlerzahl
(DIN46453,Abschnitt 16) .. Ibis2
(DIN46453,Abschnitt 16) .. Ibis2
Wickelfestigkeit nach Vordehnung
um den einfachen Durchmesser überstanden
um den einfachen Durchmesser überstanden
Aussehen hellglänzend
Oberflächenbeschaffenheit glatt
3 4
Beispiel II ^e DisPersi°n nach Beispiel III wurde auf Kupfer-
und Aluminiumdraht mit verschiedenem Durchmesser
Eine Harzdispersion wird gemäß Beispiel I her- aufgetragen; beispielsweise auf einen Draht von
gestellt. Man verwendet ein Polyesterharz, das aus 1,0 mm Durchmesser, der in einem 4,5 m hohen, mit
4 Mol Dimethylterephthalat, 3 Mol Äthylenglykol und 5 Gas beheizten Turm sechsmal in Aufwärtsrichtung
2 Mol Glycerin bereitet wird. Wird die Harzdispersion durch einen Behälter mit der wäßrigen Dispersion
auf einen Draht aufgetragen, so entsteht ein Leiter, geschickt wurde, so daß 7,8 m pro Minute überzogen
der ähnliche Eigenschaften wie der des Beispiels I wurden. Die Lufttemperatur am Boden des Ofens
besitzt. betrug 31O0C und am Kopf 425° C. Der Durch-
Verschiedene der üblichen Verfahren zur Zerklei- io messer des überzogenen Drahtes war um 0,08 mm
nerung können angewendet werden. Ein bevorzugtes stärker als der des nicht überzogenen Drahtes. Der
Verfahren ist das Ultraschallverfahren. Die Harz- überzogene Draht besaß eine durchschnittliche Beteilchen
stoßen in einem Luftstrom mit Schall- oder ständigkeit gegen Abschaben von 64 Strichen, ein
Überschallgeschwindigkeit mit solcher Kraft zusam- dielektrisches Versagen von 195 V je 1 μ der Dicke
men, daß sie sich gegenseitig zerkleinern. Dabei wird 15 des Überzuges, eine ausgezeichnete Konzentration
das Harz, das zerkleinert werden soll, einer Luft- und überstand die üblichen Prüfungen auf Biegsamströmung,
die durch besonders angelegte Düsen ein- keit, jähe Dehnung und Wärmeschocks,
geleitet wird, ausgesetzt. Die Luft tritt unter hohem Wird der Drahtüberzug nach dem Beispiel III her-
geleitet wird, ausgesetzt. Die Luft tritt unter hohem Wird der Drahtüberzug nach dem Beispiel III her-
Druck durch die Düsen ein, wodurch die Strömung gestellt, dann beobachtet man zusätzliche Vorteile,
der Harzteilchen so turbulent wird, daß sie häufig 20 z. B. läßt sich das trockene zermahlene Pulver leicht
zusammenstoßen und sich gegenseitig sehr schnell in Polyäthylenbeuteln verpacken und an den Bezerkleinern,
stimmungsort verschicken, wodurch eine erhebliche Ein pulverisiertes Polyesterharz, das mindestens Einsparung an Transportkosten erzielt wird. In einer
2O°/o Teilchen von einer Größe unter 1 μ und nur derartigen Verpackung läßt sich das Harzpulver unSpuren
von Teilchen größer als 6 μ enthält, wurde in 25 begrenzt lagern. Die Schwierigkeiten des Einfrierens
befriedigender und wirtschaftlicher Weise zum Über- während des Transports und die Gefahr einer Korroziehen
von Kupfer- und Aluminiumdraht nach dem sion bei der Aufbewahrung in Stahlbehältern wird
Verfahren der Erfindung verwendet. Als Härtungs- ausgeschaltet. Bei Gebrauch wird der Mischbehälter
mittel ist Triäthanolamintitanat geeignet, wenn es in bis zu einer vorgegebenen Höhe mit Wasser gefüllt,
einer Konzentration von 0,5 bis 3,0 Teilen je 100 Teile 30 Die entsprechenden Mengen des Härtemittels, Neu-Harz
verwendet wird. tralisierungsmittels und des oberflächenwirksamen
Mittels werden zugesetzt. Dann wird die erforderliche Anzahl von Beuteln mit der pulverisierten Harzmasse
Beispiel III jn ^6n Behälter entleert. Will man mit Sicherheit eine
35 vollkommene Dispersion erhalten, kann man diese
Ein festes Polyesterharz wird gemahlen, bis die Mischung einige Minuten lang in einem Homogenigrößte
Teilchengröße 6,3 mm beträgt. Dieses grob- sator oder eine Kolloidmühle geben. Verglichen mit
gemahlene Harz wird dann durch eine Düsenzerklei- den Beispielen I und II setzt sich die Harz-Wassernerungsanlage
geschickt, die eine doppelte Trennvor- Dispersion, die mit Hilfe von Ultraschall pulverisiert
richtung besitzt, so daß mindestens 20% Teilchen 40 wurde, weniger leicht ab.
mit einer Größe unter 1 μ in einem Durchgang er- Die wäßrige Dispersion, die nach dem genannten
halten werden. Die Teilchengröße war nach mikro- Verfahren bereitet worden ist, kann zum Absetzen
skopischer Untersuchung wie folgt: neigen, so daß nach Stehenlassen über Nacht eine
klare, dünne Flüssigkeitsschicht sichtbar ist. Wenn
Mehr als 6 μ Spuren 45 gewünscht, kann die Geschwindigkeit, mit der das
6 bis 3 „ 5 o/o Absetzen stattfindet, durch Zusatz von wasserlös-
,. . liehen Dickungsmitteln erheblich verringert werden.
3 bls x V
6U bis 7U% Es können 025 bis 3,0 Gewichtsprozent des Harzes,
Unter 1 μ 25 bis 35% z. B. 0,5% Oxyäthylcellulose als Dickungsmittel zu-
50 gesetzt werden. Je feiner die Teilchengröße der Harz-
Eine wäßrige Dispersion wird nachfolgend durch masse, desto beständiger ist selbstverständlich die
Mischen von 100 Teilen des pulverisierten Harzes mit Dispersion. Es ist also vorteilhaft, wenn auch nicht
einer Lösung, die 245 Teile destilliertes oder ent- unbedingt notwendig, die Harzmasse auf eine Teilmineralisiertes
Wasser, 3,2 Teile einer 59%igen Tri- chengröße von weniger als 1 μ und vorzugsweise auf
äthanolamintitanatlösung in Isopropylalkohol und 55 etwa 0,5 μ zu pulverisieren, so daß eine beständigere
0,5 Teile Glycerylmonooleat enthält, bereitet. Das Dispersion entsteht.
Triäthanolamintitanat und das Glycerylmonooleat Wenn man die Harzmasse in trockenem Zustand
können vor der Zugabe zum Harz gut miteinander so fein zerkleinert, daß mindestens 20% weniger als
vermischt worden sein, so daß eine homogene Lösung 1 μ groß sind, kann das Vermischen des Härtungserhalten wird. Um die notwendige Dispersion der 60 mittels mit dem geschmolzenen Harz entfallen. Statt
agglomerierten Teilchen zu sichern, wird die gesamte dessen kann Polyesterharz einer so kleinen Teilchen-Mischung
durch einen Homogenisator oder eine größe unmittelbar mit dem Härtungsmittel, das bereits
Kolloidmühle geschickt. Der pH-Wert der Dispersion in Wasser gelöst ist, vermischt werden, so daß eine
wird auf einen Bereich von 6,0 bis 7,5 durch Zusatz Dispersion erhalten wird, die sich in wirtschaftlicher
einer organischen Säure abgestimmt. Etwa 0,6gPyro- 65 Weise zum Überziehen von Kupfer- und Aluminiummellitsäure
ergaben einen pH-Wert von 6,4. Die Di- draht eignet.
spersion nach diesem Ausführungsbeispiel enthält Beim Auftragen der Dispersion auf den Draht ist
29% feste Bestandteile. es am besten, wenn man die Dispersion zwischen dem
Behälter, in dem der Überzug aufgetragen wird, und dem Haupt- und Zufuhrbehälter zirkulieren läßt, so
daß eine gleichmäßige Zufuhr des dispergierten Harzes gesichert ist. Getrocknetes, agglomeriertes Pulver
kann zum Ausfällen in der wäßrigen Dispersion neigen. Solche Teilchen dispergieren nicht. Werden sie
schließlich aufgetragen, so verursachen sie eine rauhe Oberfläche und Unebenheiten. Um diese Möglichkeit
auszuschalten oder zu verringern, empfiehlt es sich, die Dispersion fortlaufend zu filtrieren, so daß die
agglomerierten Teilehen abfiltriert werden.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von isolierendeti *s
Überzügen auf elektrischen Leitern durch Aufbringen eines Überzugsmittels auf der Grundlage
von Polyesterharzen, die aus Dialkylestern der Terephthal- oder Isophthalsäure, Äthylenglykol
und einem gesättigten aliphatischen mehrwertigen Alkohol mit mindestens drei Hydroxylgruppen
hergestellt worden sind, zusammen mit Triäthanölamintitanat
als Härtungsmittel und Härtung durch Erhitzung, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Dispersionen des Polyesterharzes,
welche das Härtungsmittel und oberflächenaktive Mittel enthalten^ verwendet
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Dispersionen verwendet
werden, die als oberflächenaktives Mittel Glycerylmonooleat enthalteil.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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DE1033291B (de) * | 1954-12-10 | 1958-07-03 | Gen Electric | Isolierte elektrische Leitung |
DE1038679B (de) * | 1956-06-20 | 1958-09-11 | Wiederhold Fa Hermann | Hochhitzebestaendige Elektroisolierlacke, insbesondere Drahtlacke |
-
1960
- 1960-01-28 DE DE1960G0028910 patent/DE1285081B/de active Pending
- 1960-01-29 GB GB328260A patent/GB936334A/en not_active Expired
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- 1960-02-01 CH CH106060A patent/CH418420A/de unknown
- 1960-02-02 FR FR817308A patent/FR1246665A/fr not_active Expired
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB936334A (en) | 1963-09-11 |
BE587162A (de) | 1960-05-30 |
FR1246665A (fr) | 1960-11-18 |
CH418420A (de) | 1966-08-15 |
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