DE969437C

DE969437C - Isolierpresskoerper fuer elektrotechnische Zwecke

Info

Publication number: DE969437C
Application number: DES4110D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Willi Mertens; Dr-Ing Habil Theodor Rummel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-08-21
Filing date: 1938-08-21
Publication date: 1958-06-04

Description

Isolierpreßkörper für elektrotechnische Zwecke Es ist bekannt, daß verschiedene anorganische Oxyde geringe dielektrische Verluste aufweisen. Diese wertvolle Eigenschaft konnte aber bis jetzt nur auf die Weise für elektrotechnische Zwecke nutzbar gemacht werden, daß man diese Verbindungen mit anderen Stoffen zusammen zu keramischem Material verarbeitete. Es wurde wohl auch die Eingliederung von solchen Stoffen in Bakelit versucht, aber das erhaltene Produkt zeigte so hohe dielektrische Verluste, daß es sich nicht einzuführen vermochte.
Besonders als Kondensatorbaustoffe werden Materialien verlangt, die geringe dielektrische Verluste und hohe Dielektrizitätskonstante mit leichter Verarbeitbarkeit vereinigen. Außerdem ist eine gewisse Warmfestigkeit unerläßlich. Wichtig ist ferner, daß großflächige dünne Platten herstellbar sind. Bei den keramischen Materialien muß zwischen der Oberfläche und der Dicke einer Platte immer ein bestimmtes Verhältnis eingehalten werden, da sonst beim Brennen Verziehen eintritt.
Es ist auch ein elektrischer Isolierstoff bekanntgeworden, der aus einem Gemisch von pulverförmigem Titandioxyd mit einem isolierenden Bindemittel besteht, wobei als Bindemittel Kunstharze, synthetischer Kautschuk, Polyacrylsäureverbindungen oder Polyvinylverbindungen angegeben sind. Diese Bindemittel sind ihrer Natur nach bereits vor Herstellung der Mischung polymerisiert. Infolgedessen ist eine homogene Verbindung dieser Bindemittel mit dem pulverförmigen Titandioxyd nicht möglich, und eis wird das pulverförmnigeTitandioxyd nicht ohne weitere Hilfsmittel von dem Bindemittel durch Polymerisation eingebettet.
Bei einem Verfahren zur Herstellung elektrischer Isolierpreßkörper aus einem Gemisch von gepulvertem Ti 02, Mg O, SiO2, Ale 03 oder Th 02 und reiner oder substituierter, ein kleines dielektr isches Gesamtmoment aufweisender polymerisierter Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffgemische werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß ein inniges Gemisch der Oxyde mit solchen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen, die bei einer Polymerisation nach allen drei Richtungen des Raumes hin anwachsende Makromoleküle bilden, hergestellt wird und dieses Gemisch dann gepreßt und anschließend dem Polymerisationsprozeß unterworfen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Polymerisation also erst nach der Mischung. .
Die so erzielbaren Produkte zeigen neben vorzüglichen dielektrischen Eigenschaften auch gute Warmfestigkeit und wegen ihres Gehaltes an anorganischen Stoffen eine verhältnismäßig hohe Wärmeleitfähigkeit. Ausführungsbeispiel Ein Baustoff für Kondensatorenplatten, der allen Bedingungen, welche an solche Materialien gestellt werden müssen, Genüge leistet, wird dadurch erhalten, daß man eines der obengenannten Oxyde, z. B. Ti 02 (Rutil) od. dgl., in gepulvertem Zustand mit einer Flüssigkeit vermengt, welche aus Styrol mit einem geringen Zusatz (z. B. 0,5 bis 5 °/o) Para-Divinylbenzol besteht. Die Flüssigkeit ist homogen und leicht beweglich und läßt sich gut mit dem gepulverten Oxyd zu einem teigförmigen Brei vermengen. Wird nun dieses Gemisch in an sich bekannter Weise einem Polymerisationsprozeß unterworfen und dadurch in feste Form übergeführt, so gewinnt man ein Produkt, das bis 300° C warmfest und als Kondensatorbaustoff gut geeignet ist.
Besonders treten aber die vorzüglichen Eigenschaften dieses Stoffes dann in Erscheinung, wenn man gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bei der Herstellung in folgender Weise vorgeht. Man befeuchtet das Oxydpulver mit der oben angegebenen Flüssigkeit, so daß eine eben bildsame Masse entsteht. Diese wird nun polymerisiert und hierauf wieder zerkleinert, eventuell unter Zusatz der obenerwähnten Flüssigkeit oder unter Zugabe von Styrol oder Benzol. Die zerkleinerte Masse wird nun neuerdings mit dem angegebenen Flüssigkeitsgetmenge angerührt, bis das erwünschte Mischungsverhältnis erzielt ist, und sodann unterhohem Druck zu Platten oder anderen gewünschten Formen gepreßt. Dieses Produkt kann durch Wiederholung des obengenannten Vorganges, wobei eine weitere Verbesserung der mechanischen Eigenschaften erzielt wird, einem neuerlichen Polymerisationsvorgang unterworfen werden. Der Polymerisationsprozeß kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Vakuum oder einer sauerstoffreinen Schutzatmosphäre durchgeführt werden, es empfiehlt sich, Styroldämpfe der Schutzgasatmosphäre zuzusetzen.
Bei der Verarbeitung sind die Ausgangsmaterialien sorgfältig zu trocknen, da ein Wassergehalt bedeutende dielektrische Verluste mit sich bringt. Eine Verarbeitung mit Styrol allein ergibt keine warmfesten Produkte, diese werden erst durch den Zusatz von Para-Divinylbenzol erhalten.
In vielen Fällen läßt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine besondere Erhöhung der. Dielektrizitätskonstante dadurch erreichen, daß man den Polymerisationsprozeß in einem starken Gleichspannungsfeld vor sich gehen läßt, so daß die einzelnen feinverteilten Partikeln der mineralischen Komponenten unter der Einwirkung dieses Gleichspannungsfeldes in der Richtung ausgerichtet werden, in der die größte Dielektrizitätskonstante vorhanden ist. Auf diese Weise erhält man Werkstoffe, die in verschiedenen Richtungen verschiedene Dielektrizitätskonstanten zeigen. Es können so auch Platten erzeugt werden, die ihre höchste Dielektrizitätskonstante normal auf ihrer Oberfläche besitzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Isolierpreßkörpern aus einem Gemisch von gepulvertem Ti 02, Mg O, Si 02, A12 0s oder Th 02 und reiner oder substituierter, ein kleines dielektrisches Gesamtmoment aufweisender, polymerisierter Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoffgemische, dadurch gekennzeichnet, daß ein inniges Gemisch der Oxyde mit solchen an sich bekannten Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen, die bei einer Polymerisation nach allen drei Richtungen des Raumes hin anwachsende Makromoleküle bilden, hergestellt wird und dieses Gemisch dann gepreßt und anschließend dem Polymerisationsprozeß unterworfen wird.
2. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Isolierpreßkörpern nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß Rutilpulver mit einer an sich bekannten Mischung von Styrol und Para-Divinylbenzol (0,5 bis 5 °/o) vermengt und dieses Gemisch einem Polymerisationsprozeß unterworfen wird.
3. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Isolierpreßkörpern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auspolymerisierte Gemisch zerkleinert und durch Zugabe von weiterer polymerisationsfähiger Flüssigkeit in ein plastisches Gemisch übergeführt wird, das unter Druck endgültig gepreßt wird. q..
Verfahren zur Herstellung von Isolierpreßkörpern nach den Ansprüchen z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerisationsprozeß im Vakuum oder einer sauerstoffreinen Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzgasatmosphäre Styroldämpfe beigemengt werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen r bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation in einem starken Gleichspannungsfeld durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.6io478; britische Patentschrift Nr. 410 807; französische Patentschriften Nr. 785 940, 786 984; USA.-Patentschrift Nr. 1781 033. Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsche Patente Nr. 876 553, 9Io o68.