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Lack und Anstrichmittel
Es ist bekannt, metallische elektrische Leiter mit aromatischen Polyestern zu isolieren. Derartige zur Isolierung elektrischer Leiter geeignete lineare Hydroxypolyester werden durch Polykondensation von
Terephthalsäure, gegebenenfalls in Form eines Derivats dieser Säuren mit einem an der Carbonylgruppe oder den Carbonylgruppen sitzenden Radikal, das leicht durch die Alkoxygruppe eines Alkohols ersetzbar ist, und Glykolen der Reihen HO (CHJ OH, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, wie auch von
Terephthalsäure bzw. Derivaten dieser Säure und einer aliphatischen Dicarbonsäure, wie Sebazinsäure und einem Glykol der vorgenannten Reihe, hergestellt.
Weiterhin werden für diese Verwendung auch solche harzartige Hydroxypolyester empfohlen, die, ausser an den Molekülkettenenden, noch in der Molekülkette Hydroxylgruppen enthalten, im nachfolgenden als kettenständige Hydroxylgruppen bezeichnet und aus folgenden Ausgangsstoffen polykondensiert sind : 1. Tere- und bzw. oder Isophthalsäure oder Derivate dieser Säuren mit einem an der Carbonylgruppe oder den Carbonylgruppen sitzenden Radikal, das leicht durch die Alkoxygruppe eines Alkohols ersetzbar ist, 2. Äthylenglykol und bzw. oder Glykolen und 3. einem gesättigten aliphatischen mehrwertigen Alkohol mit wenigstens 3 Hydroxylgruppen.
Die vorgenannten linearen Hydroxypolyester, wie Polyäthylenglykolterephthalat, weisen bei ihrer Verwendung als Drahtlacke für die Isolierung elektrischer Leiter Nachteile auf. Infolge ihrer schweren Löslichkeit in allen gebräuchlichen Lösungsmitteln können sie nicht in höherprozentige Lösungen gebracht werden und scheiden bereits aus diesem Grunde für eine praktische Verwendung als Drahtlackrohstoff aus. Die mit Sebazinsäure modifizierten linearen Hydroxypolyester können nur bei so hohen Anteilen an dieser aliphatischen Dicarbonsäure zu hochprozentigen Lacken in geeigneten Lösungsmitteln gelöst werden, dass die thermischen und mechanischen Eigenschaften der Filme aus diesen Polykondensatlösungen nicht befriedigen.
Die weiter erwähnten Hydroxypolyester aus einer aromatischen Dicarbonsäure oder deren Derivaten, einem Glykol und einem mehr als zwei Hydroxylgruppen enthaltenden Polyalkohol ergeben zwar die Möglichkeit der Herstellung relativ hochprozentiger Drahtlacklösungen, jedoch sind die mit den daraus hergestellten Drahtlacken aufgebauten Isolierfilme unbefriedigend hinsichtlich einer Anzahl von mechanischen Eigenschaften, wie Hitzeschockverhalten, Härte und Abriebwiderstand sowie ihrer Lösungs- mittelbeständigkeit.
Es wurde nun gefunden, dass elektrisch isolierte Leiter besonders gute mechanische und elektrische Eigenschaften hinsichtlich der sie umgebenden Isolierfilme zeigen, wenn sie unter Verwendung von Überzugsmitteln aus
A) einem linearen Hydroxypolyester aus Terephthalsäure, gegebenenfalls im Gemisch mit Isophthalsäure und Äthylenglykol, mit einer Viskositätszahl höher als 0,5,
B) einem end-und kettenständige Hydroxylgruppen enthaltenden Polyester aus Tere- und bzw.
oder Isophthalsäure oder Derivaten dieser Säuren mit einem an der Carbonylgruppe oder den Carbonylgruppen sitzenden Radikal, das leicht durch die Alkoxygruppe eines Alkohols ersetzt werden kann, vorzugsweise
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den niederen Alkylestern oder den Säurechloriden, Äthylenglykol und einem mindestens 3 Hydroxyl- gruppen enthaltenden gesättigten Polyalkohol und gegebenenfalls
C) organischen Lösungsmitteln i hergestellt sind.
Den erfindungsgemäss eingesetzten Polyestermischungen können gegebenenfalls Härtungs- und Ver- netzungsmittel, wie Zink-, Blei-usw.-Octoat, Tetrabutyltitanat usw., zugesetzt sein.
Die mit den erfindungsgemäss verwendeten Polyestermischungen hergestellten isolierten elektrischen
Leiter liegen in ihren Hitzeschockeigenschaften, in ihrer Abriebfestigkeit sowie in ihrer Lösungsmittel- beständigkeit'weit über den Werten der bisher bekannten Terephthalatharzfilme.
Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der als Isoliermaterial für die elektrischen Leiter verwendeten Polyesterfilme sind entscheidend abhängig voi. dem Molekulargewicht der eingesetzten linearen Hydroxypolyesterkomponente. Ein Zusatz eines derartigen linearen Hydroxypolyesters mit un- genügend hohem Molekulargewicht zu einem Terephthalatharz mit end-und mittelständigen Hydroxyl- gruppen zeigt praktisch keine Beeinflussung der Eigenschaften der aus letztgenanntem Harz hergestellten
Filme.
Es wurde beispielsweise eine homologe Reihe linearer äthylenglykolhaltiger Hydroxypolyester auf der
EMI2.1
phthalatharz mit end-und kettenständigen Hydroxylgruppen auf Basis von Äthylenglykol und Glycerin zugesetzt.
EMI2.2
EMI2.3
Konzentration c = 1 g/100 cm3 reduzierte spezifische Viskosität wird im folgenden als Viskositätszahl C] c =1 bezeichnet.
Die Polyestermischungen aus den linearen Hydrcxypolyestern mit verschiedenem Molekulargewicht und dem jeweils zugesetzten gleich aufgebauten end-und kettenständige Hydroxylgruppen enthaltenden Terephthalatharz zeigen nach dem Einbrennen unter vergleichbaren Bedingungen mit Tetrabutyltitanat als Vernetzer auf Kupferdrähten erst dann eine deutliche Verbesserung der Hitzeschock- und Abriebeigenschaften, wenn die Viskositätszahl des linearen Polyesters höher als 0,5 liegt. Die in dem Molekulargewicht niedriger liegenden Polyester führen dagegen zu keiner Verbesserung dieser Filmeigenschaften.
Das Mischungsverhältnis der linearen A) und der auch kettenständige Hydroxylgruppen enthaltenden B) Hydroxypolyester liegt im Gewichtsverhältnis 5-60 Teile A zu 95-40 Teilen B.
EMI2.4
phthalsäure zur Herstellung von Hydroxypolyestern, die in der erfindungsgemässen Kombination zu auch in der Lagerstabilität besonders günstigen Lacksystemen führen.
Die Herstellung ier linearen Hydroxypolyester A) erfolgt nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch Umesterung (Alkoholyse) der Tere- und gegebenenfalls Isophthalsäuremono- oder Dialkylester, denen gegebenenfalls freie Tere- und Isophthalsäure zugesetzt sein können und anschliessende Polykondensation, gegebenenfalls unter Verwendung von Katalysatoren, wie Bleioxyd, Antimonoxyd, Cadmium-
EMI2.5
und einem Vakuum bis zu 0, 01 Torr.
Die end-und kettenständigen Hydroxypolyester B) können gleichfalls nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch Umesterung und Polykondensation von 45 Gew.-% Dimethylterephthalat, 33 Gew.-'% Äthylenglykol und 22 Gew.-% Glycerin, gewonnen werden. An Stelle des Dimethylterephthalates können auch andere Di- oder Monoalkylester der Tere- und bzw. oder Isophthalsäure, aber auch freie Tere- und bzw. oder Isophthalsäure verwendet werden. AnStelle oder neben Glycerin können andere gesättigte mindestens 3 Hydroxylgruppen enthaltende Polyalkohole oder deren Gemische untereinander eingesetzt werden : Beispielsweise 1, 1, 1-Trimethylopropan, 11,1,-Trimethylolathan, Pentaerythrit, Sorbit, Mannit, Diglycerin, Dipentaerythrit usw.
Zur Herstellung dieser auch kettenständige Hydroxylgruppen cnt-
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haltenden Hydroxypolyester werden die Reaktionsteilnehmer bei Vorgabe eines Alkylphthalates, ge- gebenenfalls unter Verwendung von Umesterungskatalysatoren, wie Bleioxyd, Zinkacetat usw., auf die geeignete Umesterungstemperatur von 180 bis 2200 C gebracht und nach dem mehr oder weniger voll- ständigen Entfernen des Alkanols und gegebenenfalls Hinzufügen eines Polykondensationskatalysators, wie Antimonoxyd, Butyltitanat usw., bei Temperaturen von 220 bis 2800 C, gegebenenfalls unter Anwendung eines Vakuums von maximal 50 Torr, bis zu einer Viskositätszahl von 0, 08 bis 0, 25 kondensiert.
Die erfindungsgemässen Polyesterharzmischungen sind in Phenol, Kresolen, ; : ylenolen, Methylglykol- acetat, Diacetonalkohol usw. b3w. in derartigen Lösungsmittelgemischen gut löslich. Die Verwendung von Verschnittlösungsmitteln, wie Lösungsbenzolen, ist von Fall zu Fall möglich. Üblicherweise wird für die Verwendung derartiger Lösungen als Drahtlack je nach der Stärke des zu isolierenden elektrischen
Leiters eine 20-50 Gew.-%, vorzugsweise 30-40 Gew.-'7o Festkörper enthaltende Lösung eingesetzt.
Zur Beschleunigung der Aushärtung des Lackfilmes können die Metallsalze von organischen Säuren des Zn, Ce, Zr, Sb, Mg, Na, Mn, Co oder Pb, Alkoholate des Na, Mg oder Al oder Ti-, AI-, Si- oder
B-Verbindungen, insbesondere organische Titansäureester, wie monomeres Tetrabutyltitanat oder dessen
Polymerisationsprodukte, herangezogen werden. Tetrabutyltitanat wird in Mengen von 0,5 bis 8 Gew. -0/0, bezogen auf Festkörpei, vorzugsweise 1-2 Gew.-%, verwendet.
Bei der Herstellung der isolierten elektrischen Leiter wird der elektrische Leiter mehrfach durch eine der vorgenannten Harzlösungen mittels einer üblichen vertikalen oder horizontalen Drahtlackiermaschine mit solch einer Geschwindigkeit gezogen und dabei solch einer Temperatur ausgesetzt, dass eine optimale
Aushärtung des gebildeten Filmes erfolgt. Vorzugsweise beträgt die Abzugsgeschwindigkeit 4-10 m/min, wobei der elektrische Leiter durch eine ausreichende Härtezone im Temperatuibereich zwischen 380 und
4700 C geführt wird.
Beispiel l : Ein linearer Hydroxypolyester A) wird wie folgt hergestellt :
EMI3.1
<tb>
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> Mol <SEP> Dimethylterephthalat
<tb> 1,0 <SEP> Mol <SEP> Dimethylisophthalät <SEP>
<tb> 4,0 <SEP> Mol <SEP> Äthylenglykol
<tb> 0,0005 <SEP> Mol <SEP> Zinkacetat
<tb>
werden unter Stickstoff in einem V4A-Rührbehälter auf 160-195 C bis zur Beendigung der Methanolabspaltung erhitzt. Anschliessend wird unter Weiterrühren und allmählicher Druckverminderung bis auf 0, 3 Torr die Temperatur auf 2800 C gesteigert und so lange kondensiert, bis eine Viskositätszahl von 0, 83 erreicht ist.
Ein end-und kettenständige Hydroxylgruppen enthaltender Polyester B) wird auf nachfolgend beschriebene Weise gewonnen :
EMI3.2
<tb>
<tb> 2,2 <SEP> Mol <SEP> Dimethylterephthalat
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> Mol <SEP> Glycerin
<tb> 1,5 <SEP> Mol <SEP> Äthylenglykol <SEP>
<tb> 0,00037 <SEP> Mol <SEP> Bleioxyd
<tb>
werden unter Stickstoff in einem V 4 A-Rührbehälter bis zur Beendigung der Methanolabspaltung auf Temperaturen von 180 bis 1900 C erhitzt. Die Temperatur wird allmählich auf 2500 C gesteigert und die Polykondensation nach dem Erreichen einer Viskositätszahl von 0, 15 abgebrochen. Die Durchlaufzeit einer 25o Festkörper enthaltenden Kresollösung eines solchen verzweigten Polyesterharzes beträgt bei 200 C im DIN 4 mm-Becher 90-100 sec.
Zur Lackierung von 0, 6 mm starkem Kupferdraht wurde nachfolgend zusammengesetzte Lösung 10243 benutzt.
EMI3.3
<tb>
<tb>
35,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyester <SEP> B
<tb> 9,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyester <SEP> A <SEP> und
<tb> 0. <SEP> 7 <SEP> Gew.-Teile <SEP> polymeres <SEP> Butyltitanat <SEP> werden <SEP> in
<tb> 62,0 <SEP> Gew.-Teilen <SEP> Kresol <SEP> und <SEP>
<tb> 23,5 <SEP> Gew.-Teilen <SEP> Lösungsbenzol <SEP> gelöst.
<tb>
Bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 4,5 m/min erfolgte das Einbrennen bei 4500 C auf einer üblichen Horizontal-Lackiermaschine mit einer Ofenlänge von 3 m. Nach 6 Durchgängen wurden nachfolgende mechanische Eigenschaften des Lackfilmes, hergestellt aus der Lacklösung 10243, gemessen. Vergleichs-
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weise wurde ein Lackdrahtfilm auf der Grundlage des Lackes 1022 gefahren und dessen mechanische Eigenschaften gemessen.
Der nur mit üblichen end-und kettenständige Hydroxylgruppen enthaltende Polyester ist wie folgt aufgebaut :
EMI4.1
<tb>
<tb> 35,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyester <SEP> B
<tb> 0,7 <SEP> Gew.-Teile <SEP> polymeres <SEP> Butyltitanat
<tb> 41,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Kresol
<tb> 23,3 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Lösungsbenzol.
<tb>
EMI4.2
<tb>
<tb>
Lackfilm <SEP> aus <SEP> Lack <SEP> 1022 <SEP> 10243
<tb> Lackauftrag <SEP> 50 <SEP> m <SEP> 50 <SEP> u <SEP>
<tb> Ausgangshärte <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3-4 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb> Härte <SEP> nach <SEP> 30 <SEP> min <SEP> Lösungsmittellagerung
<tb> bei <SEP> 500 <SEP> C <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> a) <SEP> Sprit <SEP> 2-3H <SEP> 2- <SEP> H
<tb> b) <SEP> Benzol <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> H <SEP> H
<tb> c) <SEP> Toluol <SEP> 3-4H <SEP> 2H <SEP>
<tb> d) <SEP> Trichloräthylen <SEP> B <SEP> - <SEP> H <SEP> 2 <SEP> B <SEP>
<tb> e) <SEP> Butylacetat <SEP> 3-4H <SEP> 2 <SEP> H <SEP>
<tb> f) <SEP> Wasser <SEP> 2-3H <SEP> 2H <SEP>
<tb> Bruchdehnungslocke
<tb> Der <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Bruch <SEP> gedehnte <SEP> Lackdraht <SEP>
<tb> wird <SEP> um <SEP> einen <SEP> 0. <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> Dorn <SEP> gewickelt <SEP> :
<SEP> total <SEP> rissig <SEP> 3 <SEP> Risse
<tb> Wärmealterung <SEP> der <SEP> Wickellocke <SEP> bei
<tb> 2000 <SEP> C <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> 24 <SEP> h <SEP> 25% <SEP> 50%
<tb> 48h <SEP> 15% <SEP> 50% <SEP>
<tb> Hitzeschockfestigkeit <SEP> der <SEP> Wickellocke
<tb> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 15 <SEP> min <SEP> bei <SEP> 1800 <SEP> C
<tb> 35% <SEP> Dehnung <SEP> 20 <SEP> Risse <SEP> 6 <SEP> Risse
<tb> 50% <SEP> Dehnung <SEP> Platzstellen <SEP> gering-geschält
<tb> Wärmedruckfestigkeit <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3100 <SEP> C <SEP> 2850 <SEP> C
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> nach <SEP> NEAT <SEP> MW-55-1955 <SEP> 48 <SEP> 70
<tb>
Beispiel 2 :
Zur Lackierung eines 0, 6 mm starken Kupferdrahtes wurde die Lösung 11243 wie folgt hergestellt :
EMI4.3
<tb>
<tb> 05,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyester <SEP> B <SEP> nach <SEP> Beispiel <SEP> 1
<tb> 15,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyester <SEP> A <SEP> nach <SEP> Beispiel <SEP> 1
<tb> 4,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> polymeres <SEP> Butyltitanat
<tb> 76,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Kresol
<tb> 23,5 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Lösungsbenzol.
<tb>
Bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 4, 5 m/min erfolgte das Einbrennen bei 4ri00 C auf einer üblichen Horizontal-Lackiermaschine mit einer Ofenlänge von 3 m. Nach 6 Durchgängen wurden folgende Werte des Lackfilmes im Vergleich zu einem Lack (T 22), der auf üblicher auch kettenständige Hydroxylgruppen enthaltender Polyesterbasis, also allein mit dem vorbeschriebenen Harz B aufgebaut ist, gemessen.
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
<tb>
<tb>
Lackfilm <SEP> aus <SEP> Lack <SEP> 1022 <SEP> 11243
<tb> Lackauftrag <SEP> 50 <SEP> ju <SEP> 50 <SEP> p <SEP>
<tb> Ausgangshärte <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3-4H <SEP> 4H <SEP>
<tb> Härte <SEP> nach <SEP> 30 <SEP> min <SEP> Lösungsmittellagerung
<tb> bei <SEP> 500 <SEP> C <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> a) <SEP> Sprit <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 4 <SEP> H <SEP>
<tb> b) <SEP> Benzol <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 2-3H
<tb> c) <SEP> Toluol <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> H <SEP>
<tb> d) <SEP> Trichloräthylen <SEP> B <SEP> - <SEP> H <SEP> 3B <SEP>
<tb> e) <SEP> Butylacetat <SEP> 3-4H <SEP> 4H
<tb> f) <SEP> Wasser <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 3-4 <SEP> H <SEP>
<tb> Bruchdehnungslocke
<tb> Der <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Bruch <SEP> gedehnte <SEP> Lackdraht
<tb> wird <SEP> um <SEP> einen <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> Dorn <SEP> gewickelt <SEP> :
<SEP> total <SEP> rissig <SEP> gut
<tb> Wärmealterung <SEP> der <SEP> Wickellocke <SEP> bei
<tb> 200 <SEP> C <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> 24 <SEP> h <SEP> 25% <SEP> 50%
<tb> 48 <SEP> h <SEP> 15% <SEP> 50%
<tb> Hitzeschockfestigkeit <SEP> der <SEP> Wickellocke
<tb> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 15 <SEP> min <SEP> bei <SEP> 1800 <SEP> C
<tb> 35% <SEP> Dehnung <SEP> (Wickellocke <SEP> um <SEP> 2fachen <SEP> Dorn) <SEP> 20 <SEP> Risse <SEP> gut
<tb> 50% <SEP> Dehnung <SEP> (Wickellocke <SEP> um <SEP> einfachen <SEP> Dorn) <SEP> Platzstellen <SEP> einige <SEP> Spitzenrisse
<tb> Wärmedruckfestigkeit <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3100 <SEP> C <SEP> 3100 <SEP> C
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> nach <SEP> NEMA <SEP> : <SEP> MW-55-1955 <SEP> 48 <SEP> 90
<tb>
Beispiel 3 :
Zur Lackierung von 0, 6 mm starkem Kupferdraht wurje nachfolgend zusammengesetzteLösung12243benutzt :
EMI5.2
<tb>
<tb> 35,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyester <SEP> B <SEP> nach <SEP> Beispiel <SEP> 1
<tb> 15,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Polyester <SEP> A, <SEP> Viskositätszahl <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP>
<tb> 0,7 <SEP> Gew.-Teile <SEP> polymeres <SEP> Butyltitanat
<tb> 76,0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Kresol
<tb> 23,5 <SEP> Gew.-Teile <SEP> Lösungsbenzol.
<tb>
Bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 4, 5 m/min erfolgte das Einbrennen bei 4500 C auf einer üblichen Horizontal-Lackiermaschine mit einer Ofenlänge von 3 m. Nach 6 Durchgängen wurden folgende Werte des Lackfilmes im Vergleich zu einem Lack, der auf üblicher Polyester B-Basis aufgebaut ist, gemessen.
EMI5.3
<tb>
<tb>
Lackfilm <SEP> aus <SEP> Lack <SEP> 1022 <SEP> 12243
<tb> Lackauftrag <SEP> 50 <SEP> p <SEP> 50 <SEP> ,li <SEP>
<tb> Ausgangshärte <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3-4H <SEP> 3-4H
<tb> Härte <SEP> nach <SEP> 30 <SEP> min <SEP> Lösungsmittellagerung
<tb> bei <SEP> 50 <SEP> C <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> a) <SEP> Sprit <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb> b) <SEP> Benzol <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 2 <SEP> H <SEP>
<tb> c) <SEP> Toluol <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> -4 <SEP> H <SEP>
<tb> d) <SEP> Trichloräthylen <SEP> B-H <SEP> 2 <SEP> B <SEP>
<tb> e) <SEP> Butylacetat <SEP> 3-4H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb> f)
<SEP> Wasser <SEP> 2-S <SEP> H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
<tb>
<tb> 1022 <SEP> 12243
<tb> Bruchdehnungslocke
<tb> Der <SEP> bis <SEP> zum <SEP> Bruch <SEP> gedehnte <SEP> Lackdraht
<tb> wird <SEP> um <SEP> einen <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> Dorn <SEP> gewickelt <SEP> :
<SEP> total <SEP> rissig <SEP> total <SEP> rissig
<tb> Wärmealterung <SEP> der <SEP> Wickellocke <SEP> nach
<tb> DIN <SEP> 46453 <SEP> bei <SEP> 2000 <SEP> C
<tb> 24 <SEP> h <SEP> 25% <SEP> 15% <SEP>
<tb> 48 <SEP> h <SEP> 15% <SEP> 15%
<tb> Hitzeschockfestigkeit <SEP> der <SEP> Wickellocke
<tb> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 15 <SEP> min <SEP> bei <SEP> 180 <SEP> C
<tb> 35% <SEP> Dehnung <SEP> (Wickellocke <SEP> um <SEP> 2fachen <SEP> Dorn) <SEP> 20 <SEP> Risse <SEP> 34 <SEP> Risse
<tb> 50% <SEP> Dehnung <SEP> (Wickellocke <SEP> um <SEP> einfachen <SEP> Dorn) <SEP> Platzstellen <SEP> total <SEP> geschält
<tb> Wärmedruckfestigkeit <SEP> nach <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3100 <SEP> C <SEP> 2900 <SEP> C
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> nach <SEP> NEMA <SEP> : <SEP> MW-55-1955 <SEP> 48 <SEP> 70
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verwendung von Polyesterharzkompositionen, bestehend aus a) 5-60 Gew.-Teilen eines linearen Hydroxypolyesters aus Terephthalsäure, gegebenenfalls im Gemisch mit Isophthalsäure und Äthylenglykol, mit einer Viskositätszahl höher als 0, 5, b) 95 Gew.-Teilen eines end- und kettenständige Hydroxylgruppen enthaltenden Polyesters aus Tere-und/oder Isophthalsäure oder Derivaten dieser Säuren mit einem an der Carbonylgruppe oder den Carbonylgruppen sitzenden Radikal, das leicht durch die Alkoxygruppe eines Alkohols ersetzt werden kann, vorzugsweise den niederen Alkylestern oder den Säurechloriden, Äthylenglykol und einem mindestens 3 Hydroxylgruppen enthaltenden gesättigten Polyalkohol, c) gegebenenfalls Härtungs- und Vernetzungsmitteln sowie d)
gegebenenfalls organischen Lösungsmitteln für Lacke und Anstrichmittel.
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Lacquer and paints
It is known to insulate metallic electrical conductors with aromatic polyesters. Such linear hydroxypolyesters suitable for insulating electrical conductors are obtained by polycondensation of
Terephthalic acid, optionally in the form of a derivative of these acids with a radical attached to the carbonyl group or groups, which can easily be replaced by the alkoxy group of an alcohol, and glycols of the series HO (CHJ OH, where n is an integer from 1 to 10, as well as from
Terephthalic acid or derivatives of this acid and an aliphatic dicarboxylic acid such as sebacic acid and a glycol of the aforementioned series.
Resin-like hydroxypolyesters are also recommended for this use which, apart from at the molecular chain ends, also contain hydroxyl groups in the molecular chain, hereinafter referred to as chain hydroxyl groups and polycondensed from the following starting materials: 1.Tere- and / or isophthalic acid or derivatives thereof Acids with a radical attached to the carbonyl group or groups, which can be easily replaced by the alkoxy group of an alcohol, 2. ethylene glycol and / or glycols and 3. a saturated aliphatic polyhydric alcohol with at least 3 hydroxyl groups.
The aforementioned linear hydroxypolyesters, such as polyethylene glycol terephthalate, have disadvantages when used as wire enamels for the insulation of electrical conductors. As a result of their poor solubility in all common solvents, they cannot be converted into higher-percentage solutions and for this reason alone are ruled out for practical use as wire enamel raw material. The linear hydroxypolyesters modified with sebacic acid can only be dissolved in suitable solvents with such high proportions of this aliphatic dicarboxylic acid to form high-percentage paints that the thermal and mechanical properties of the films from these polycondensate solutions are unsatisfactory.
The further mentioned hydroxy polyesters made from an aromatic dicarboxylic acid or its derivatives, a glycol and a polyalcohol containing more than two hydroxyl groups make it possible to produce relatively high-percentage wire enamel solutions, but the insulating films built up with the wire enamels produced from them are unsatisfactory in terms of a number of mechanical properties, such as heat shock behavior, hardness and abrasion resistance as well as their solvent resistance.
It has now been found that electrically insulated conductors show particularly good mechanical and electrical properties with regard to the insulating films surrounding them when they are made with the use of coating agents
A) a linear hydroxypolyester made from terephthalic acid, optionally mixed with isophthalic acid and ethylene glycol, with a viscosity number higher than 0.5,
B) a terminal and chain-containing hydroxyl group-containing polyester of tere- and or
or isophthalic acid or derivatives of these acids with a radical attached to the carbonyl group or groups which can easily be replaced by the alkoxy group of an alcohol, preferably
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the lower alkyl esters or the acid chlorides, ethylene glycol and a saturated polyalcohol containing at least 3 hydroxyl groups and optionally
C) organic solvents i are prepared.
Hardening and crosslinking agents, such as zinc, lead, etc. octoate, tetrabutyl titanate, etc., can optionally be added to the polyester mixtures used according to the invention.
The insulated electrical produced with the polyester mixtures used according to the invention
In their heat shock properties, in their abrasion resistance and in their solvent resistance, conductors are far above the values of the previously known terephthalate resin films.
The mechanical and electrical properties of the polyester films used as insulating material for the electrical conductors are crucially dependent on. the molecular weight of the linear hydroxypolyester component used. Addition of such a linear hydroxypolyester with an insufficiently high molecular weight to a terephthalate resin with terminal and central hydroxyl groups shows practically no effect on the properties of those produced from the last-mentioned resin
Movies.
For example, a homologous series of linear ethylene glycol-containing hydroxypolyesters on the
EMI2.1
phthalate resin with terminal and chain hydroxyl groups based on ethylene glycol and glycerine added.
EMI2.2
EMI2.3
Concentration c = 1 g / 100 cm3 reduced specific viscosity is referred to below as viscosity number C] c = 1.
The polyester mixtures of the linear Hydroxypolyesters with different molecular weights and the respectively added terephthalate resin containing terminal and chain hydroxyl groups of the same structure show after baking under comparable conditions with tetrabutyl titanate as crosslinker on copper wires only then a clear improvement of the heat shock and abrasion properties when the viscosity number of the linear polyester is higher than 0.5. In contrast, the polyesters with a lower molecular weight do not lead to any improvement in these film properties.
The mixing ratio of the linear A) and the chain-containing hydroxyl groups B) hydroxypolyester is in a weight ratio of 5-60 parts A to 95-40 parts B.
EMI2.4
phthalic acid for the production of hydroxypolyesters, which in the combination according to the invention lead to lacquer systems which are also particularly favorable in terms of storage stability.
The production of ier linear hydroxypolyesters A) is carried out by known processes, for example by transesterification (alcoholysis) of the tere- and optionally isophthalic mono- or dialkyl esters, to which free tere- and isophthalic acid can optionally be added, and subsequent polycondensation, optionally using catalysts such as lead oxide , Antimony oxide, cadmium
EMI2.5
and a vacuum up to 0.01 torr.
The terminal and chain-attached hydroxypolyesters B) can also be obtained by known processes, for example by transesterification and polycondensation of 45% by weight of dimethyl terephthalate, 33% by weight of ethylene glycol and 22% by weight of glycerol. Instead of dimethyl terephthalate, other di- or monoalkyl esters of tere- and / or isophthalic acid, but also free tere- and / or isophthalic acid, can also be used. Instead of or in addition to glycerol, other saturated polyalcohols containing at least 3 hydroxyl groups or their mixtures with one another can be used: For example 1, 1, 1-trimethylopropane, 11,1-trimethylolathane, pentaerythritol, sorbitol, mannitol, diglycerol, dipentaerythritol, etc.
For the production of these also chain-connected hydroxyl groups cnt-
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holding hydroxypolyester, the reactants are brought to the appropriate transesterification temperature of 180 to 2200 ° C. if an alkyl phthalate is given, optionally using transesterification catalysts such as lead oxide, zinc acetate, etc. and after the more or less complete removal of the alkanol and, if necessary, addition a polycondensation catalyst, such as antimony oxide, butyl titanate, etc., at temperatures from 220 to 2800 ° C., optionally using a vacuum of at most 50 Torr, up to a viscosity number of 0.08 to 0.25.
The inventive polyester resin mixtures are in phenol, cresols,; : ylenolen, methylglycol acetate, diacetone alcohol, etc. b3w. Easily soluble in such solvent mixtures. The use of co-solvents such as solvent benzenes is possible on a case-by-case basis. Usually, for the use of such solutions as wire enamel, depending on the strength of the electrical to be insulated
Conductor used a 20-50 wt .-%, preferably 30-40 wt .-% solution containing 70% solids.
To accelerate the curing of the lacquer film, the metal salts of organic acids of Zn, Ce, Zr, Sb, Mg, Na, Mn, Co or Pb, alcoholates of Na, Mg or Al or Ti, Al, Si or
B compounds, in particular organic titanic acid esters, such as monomeric tetrabutyl titanate or its
Polymerization products, are used. Tetrabutyl titanate is used in amounts of 0.5 to 8% by weight, based on solids, preferably 1-2% by weight.
In the production of the insulated electrical conductor, the electrical conductor is drawn several times through one of the aforementioned resin solutions by means of a conventional vertical or horizontal wire enamelling machine at such a speed and thereby exposed to such a temperature that an optimal one
The film formed is hardened. The withdrawal speed is preferably 4-10 m / min, the electrical conductor being provided with a sufficient hardness zone in the temperature range between 380 and
4700 C.
Example 1: A linear hydroxypolyester A) is produced as follows:
EMI3.1
<tb>
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> mol <SEP> dimethyl terephthalate
<tb> 1.0 <SEP> mol <SEP> dimethyl isophthalate <SEP>
<tb> 4.0 <SEP> mole <SEP> ethylene glycol
<tb> 0.0005 <SEP> mole <SEP> zinc acetate
<tb>
are heated under nitrogen in a V4A stirred tank to 160-195 C until the elimination of methanol is complete. The temperature is then increased to 2800 ° C., with further stirring and gradual pressure reduction to 0.3 Torr, and condensation is carried out until a viscosity number of 0.33 is reached.
A polyester B) containing terminal and chain hydroxyl groups is obtained in the manner described below:
EMI3.2
<tb>
<tb> 2.2 <SEP> moles <SEP> dimethyl terephthalate
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> mol <SEP> glycerine
<tb> 1.5 <SEP> mol <SEP> ethylene glycol <SEP>
<tb> 0.00037 <SEP> mole <SEP> lead oxide
<tb>
are heated to temperatures of 180 to 1900 C under nitrogen in a V 4 A stirred tank until the elimination of methanol has ended. The temperature is gradually increased to 2500 ° C. and the polycondensation is terminated after a viscosity number of 0.15 has been reached. The flow time of a cresol solution containing 25 ° solids of such a branched polyester resin is 90-100 seconds at 200 ° C. in a DIN 4 mm beaker.
The following composite solution 10243 was used to paint 0.6 mm thick copper wire.
EMI3.3
<tb>
<tb>
35.0 <SEP> parts by weight <SEP> polyester <SEP> B
<tb> 9.0 <SEP> parts by weight <SEP> polyester <SEP> A <SEP> and
<tb> 0. <SEP> 7 <SEP> parts by weight <SEP> polymeric <SEP> butyl titanate <SEP> are <SEP> in
<tb> 62.0 <SEP> parts by weight <SEP> cresol <SEP> and <SEP>
<tb> 23.5 <SEP> parts by weight <SEP> dissolved benzene <SEP>.
<tb>
At a take-off speed of 4.5 m / min, stoving took place at 4500 ° C. on a conventional horizontal painting machine with an oven length of 3 m. After 6 runs, the following mechanical properties of the paint film, produced from paint solution 10243, were measured. Comparative
<Desc / Clms Page number 4>
A magnet wire film based on paint 1022 was used and its mechanical properties were measured.
The polyester, which only contains the usual terminal and chain hydroxyl groups, has the following structure:
EMI4.1
<tb>
<tb> 35.0 <SEP> parts by weight <SEP> polyester <SEP> B
<tb> 0.7 <SEP> part by weight <SEP> polymeric <SEP> butyl titanate
<tb> 41.0 <SEP> parts by weight <SEP> cresol
<tb> 23.3 <SEP> parts by weight <SEP> solvent benzene.
<tb>
EMI4.2
<tb>
<tb>
Lacquer film <SEP> made of <SEP> lacquer <SEP> 1022 <SEP> 10243
<tb> Paint application <SEP> 50 <SEP> m <SEP> 50 <SEP> u <SEP>
<tb> Initial hardness <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3-4 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb> Hardness <SEP> after <SEP> 30 <SEP> min <SEP> solvent storage
<tb> with <SEP> 500 <SEP> C <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> a) <SEP> fuel <SEP> 2-3H <SEP> 2- <SEP> H
<tb> b) <SEP> Benzene <SEP> 2 <SEP> - <SEP> 3 <SEP> H <SEP> H
<tb> c) <SEP> Toluene <SEP> 3-4H <SEP> 2H <SEP>
<tb> d) <SEP> Trichlorethylene <SEP> B <SEP> - <SEP> H <SEP> 2 <SEP> B <SEP>
<tb> e) <SEP> butyl acetate <SEP> 3-4H <SEP> 2 <SEP> H <SEP>
<tb> f) <SEP> water <SEP> 2-3H <SEP> 2H <SEP>
<tb> elongation at break
<tb> The <SEP> to <SEP> to the <SEP> break <SEP> stretched <SEP> enamelled wire <SEP>
<tb> <SEP> is wrapped around <SEP> a <SEP> 0. <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> mandrel <SEP> <SEP>:
<SEP> total <SEP> cracked <SEP> 3 <SEP> cracks
<tb> Heat aging <SEP> of the <SEP> winding lock <SEP>
<tb> 2000 <SEP> C <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> 24 <SEP> h <SEP> 25% <SEP> 50%
<tb> 48h <SEP> 15% <SEP> 50% <SEP>
<tb> Heat shock resistance <SEP> of the <SEP> curling lock
<tb> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 15 <SEP> min <SEP> at <SEP> 1800 <SEP> C
<tb> 35% <SEP> elongation <SEP> 20 <SEP> cracks <SEP> 6 <SEP> cracks
<tb> 50% <SEP> elongation <SEP> places <SEP> low-peeled
<tb> Thermal compressive strength <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3100 <SEP> C <SEP> 2850 <SEP> C
<tb> Abrasion resistance <SEP> according to <SEP> NEAT <SEP> MW-55-1955 <SEP> 48 <SEP> 70
<tb>
Example 2:
For painting a 0.6 mm thick copper wire, solution 11243 was prepared as follows:
EMI4.3
<tb>
<tb> 05.0 <SEP> parts by weight <SEP> polyester <SEP> B <SEP> according to <SEP> example <SEP> 1
<tb> 15.0 <SEP> parts by weight <SEP> polyester <SEP> A <SEP> according to <SEP> example <SEP> 1
<tb> 4.0 <SEP> parts by weight <SEP> polymeric <SEP> butyl titanate
<tb> 76.0 <SEP> parts by weight <SEP> cresol
<tb> 23.5 <SEP> parts by weight <SEP> solvent benzene.
<tb>
At a take-off speed of 4.5 m / min, baking was carried out at 40 ° C. on a conventional horizontal painting machine with an oven length of 3 m. After 6 passes, the following values of the lacquer film were measured in comparison with a lacquer (T 22) which is built up on the usual polyester base also containing hydroxyl groups in the chain, that is to say with the resin B described above alone.
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
<tb>
<tb>
Lacquer film <SEP> made of <SEP> lacquer <SEP> 1022 <SEP> 11243
<tb> Paint application <SEP> 50 <SEP> ju <SEP> 50 <SEP> p <SEP>
<tb> Initial hardness <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3-4H <SEP> 4H <SEP>
<tb> Hardness <SEP> after <SEP> 30 <SEP> min <SEP> solvent storage
<tb> with <SEP> 500 <SEP> C <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> a) <SEP> fuel <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 4 <SEP> H <SEP>
<tb> b) <SEP> Benzene <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 2-3H
<tb> c) <SEP> Toluene <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> H <SEP>
<tb> d) <SEP> Trichlorethylene <SEP> B <SEP> - <SEP> H <SEP> 3B <SEP>
<tb> e) <SEP> butyl acetate <SEP> 3-4H <SEP> 4H
<tb> f) <SEP> water <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 3-4 <SEP> H <SEP>
<tb> elongation at break
<tb> The <SEP> to <SEP> to the <SEP> break <SEP> stretched <SEP> enamelled wire
<tb> <SEP> is wrapped around <SEP> a <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> mandrel <SEP> <SEP>:
<SEP> totally <SEP> cracked <SEP> good
<tb> Heat aging <SEP> of the <SEP> winding lock <SEP>
<tb> 200 <SEP> C <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> 24 <SEP> h <SEP> 25% <SEP> 50%
<tb> 48 <SEP> h <SEP> 15% <SEP> 50%
<tb> Heat shock resistance <SEP> of the <SEP> curling lock
<tb> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 15 <SEP> min <SEP> at <SEP> 1800 <SEP> C
<tb> 35% <SEP> elongation <SEP> (curling <SEP> around <SEP> double <SEP> mandrel) <SEP> 20 <SEP> cracks <SEP> good
<tb> 50% <SEP> elongation <SEP> (curling <SEP> around <SEP> simple <SEP> mandrel) <SEP> cracks <SEP> some <SEP> tip cracks
<tb> Thermal compressive strength <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3100 <SEP> C <SEP> 3100 <SEP> C
<tb> Abrasion resistance <SEP> according to <SEP> NEMA <SEP>: <SEP> MW-55-1955 <SEP> 48 <SEP> 90
<tb>
Example 3:
The following composite solution 12243 was used to paint 0.6 mm thick copper wire:
EMI5.2
<tb>
<tb> 35.0 <SEP> parts by weight <SEP> polyester <SEP> B <SEP> according to <SEP> example <SEP> 1
<tb> 15.0 <SEP> parts by weight <SEP> polyester <SEP> A, <SEP> viscosity number <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP>
<tb> 0.7 <SEP> part by weight <SEP> polymeric <SEP> butyl titanate
<tb> 76.0 <SEP> parts by weight <SEP> cresol
<tb> 23.5 <SEP> parts by weight <SEP> solvent benzene.
<tb>
At a take-off speed of 4.5 m / min, the stoving took place at 4500 C on a conventional horizontal painting machine with an oven length of 3 m. After 6 passes, the following values of the paint film were measured in comparison with a paint based on a conventional polyester B basis.
EMI5.3
<tb>
<tb>
Lacquer film <SEP> made of <SEP> lacquer <SEP> 1022 <SEP> 12243
<tb> Paint application <SEP> 50 <SEP> p <SEP> 50 <SEP>, li <SEP>
<tb> Initial hardness <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3-4H <SEP> 3-4H
<tb> Hardness <SEP> after <SEP> 30 <SEP> min <SEP> solvent storage
<tb> with <SEP> 50 <SEP> C <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453
<tb> a) <SEP> fuel <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb> b) <SEP> Benzene <SEP> 2-3 <SEP> H <SEP> 2 <SEP> H <SEP>
<tb> c) <SEP> Toluene <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> H <SEP> 3 <SEP> -4 <SEP> H <SEP>
<tb> d) <SEP> Trichlorethylene <SEP> B-H <SEP> 2 <SEP> B <SEP>
<tb> e) <SEP> butyl acetate <SEP> 3-4H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb> f)
<SEP> water <SEP> 2-S <SEP> H <SEP> 3 <SEP> H <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 6>
EMI6.1
<tb>
<tb> 1022 <SEP> 12243
<tb> elongation at break
<tb> The <SEP> to <SEP> to the <SEP> break <SEP> stretched <SEP> enamelled wire
<tb> <SEP> is wrapped around <SEP> a <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> mandrel <SEP> <SEP>:
<SEP> totally <SEP> cracked <SEP> totally <SEP> cracked
<tb> Heat aging <SEP> after the <SEP> winding lock <SEP>
<tb> DIN <SEP> 46453 <SEP> at <SEP> 2000 <SEP> C
<tb> 24 <SEP> h <SEP> 25% <SEP> 15% <SEP>
<tb> 48 <SEP> h <SEP> 15% <SEP> 15%
<tb> Heat shock resistance <SEP> of the <SEP> curling lock
<tb> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 15 <SEP> min <SEP> at <SEP> 180 <SEP> C
<tb> 35% <SEP> elongation <SEP> (curling <SEP> around <SEP> double <SEP> mandrel) <SEP> 20 <SEP> cracks <SEP> 34 <SEP> cracks
<tb> 50% <SEP> elongation <SEP> (curling <SEP> around <SEP> simple <SEP> mandrel) <SEP> places <SEP> total <SEP> peeled
<tb> Thermal compressive strength <SEP> according to <SEP> DIN <SEP> 46453 <SEP> 3100 <SEP> C <SEP> 2900 <SEP> C
<tb> Abrasion resistance <SEP> according to <SEP> NEMA <SEP>: <SEP> MW-55-1955 <SEP> 48 <SEP> 70
<tb>
PATENT CLAIMS:
1.
Use of polyester resin compositions, consisting of a) 5-60 parts by weight of a linear hydroxypolyester of terephthalic acid, optionally mixed with isophthalic acid and ethylene glycol, with a viscosity number higher than 0.5, b) 95 parts by weight of a terminal and chain Hydroxyl-containing polyesters made from tere- and / or isophthalic acid or derivatives of these acids with a radical attached to the carbonyl group or groups, which can easily be replaced by the alkoxy group of an alcohol, preferably the lower alkyl esters or the acid chlorides, ethylene glycol and at least 3 hydroxyl groups containing saturated polyalcohol, c) optionally hardening and crosslinking agents and d)
optionally organic solvents for varnishes and paints.