DE10306106A1 - Verwendung von perfluorierten Polyetherölen - Google Patents

Abstract

Es wird die Verwendung eines perfluorierten Polyetheröls zum Schutz elektrischer Kontakte vor einer Belegung mit siliziumhaltigen Verbindungen beschrieben.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Verwendung von perfluorierten Polyetherölen.
• Bei allen elektromechanischen Kontakten kann es beim Schalten des Stromes zur Funkenbildung an den Kontaktstellen kommen. Dies gilt insbesondere für elektrische Motoren, die mit Bürsten und Kollektoren aufgebaut sind. Diese Funkenbildung führt zum Verschleiß der Kontaktflächen. Ferner kann diese Funkenbildung zu chemischen Reaktionen führen, vorzugsweise in der umgebenden Gasphase.
• Unter Kontakten werden die zum Herstellen und Lösen eines Kontakts zweckmäßig gestalteten Leiterteile selbst, wie z.B. Schleif-, Roll-, Druck- oder Steckkontakte, verstanden. Die Kontakte können metallisch leitende Oberflächen aufweisen. Kontakte können auch zwischen einer metallisch leitenden Oberfläche und einer Kohlenstoffoberfläche stattfinden.
• Bei den durch die Funkenbildung chemisch umgewandelten Stoffen handelt es sich meist um leicht flüchtige Stoffe, die durch kleinste Spalten zu den Zündfunken wandern können. Häufig lagert sich das Reaktionsprodukt als Belag auf den Kontaktstellen ab, so dass hierdurch eine isolierende Wirkung auftritt, die den Stromfluss unterbricht, oder es wird ein Kurzschluss ausgebildet, wodurch die Funktion eines Kontaktelements unbrauchbar wird.
• Beispielsweise treten beim Nutzer von elektrischen Rasierapparaten gehäuft die leicht flüchtigen Siliziumverbindungen Octamethylcyclotetrasiloxan und Decamethylcyclopentasiloxan auf, die sich in vielen kosmetischen Produkten befinden. Diese chemischen Verbindungen können mittels eines Zündfunkens in Silicium-Sauerstoff-Verbindungen, wie SiO₂, umgewandelt werden. Diese Verbindungen isolieren die elektrischen Kontakte.
• Bisher wurden als Schutzmittel Fette und Wachse mit pastösem Charakter eingesetzt. Hierbei besteht die Gefahr, dass durch den Abrieb der Kontaktelemente das Schutzmittel selbst leitend wird und es einen Kurzschluss verursacht. Insbesondere kann dies bei Motoren vorkommen, die eine sehr große Anzahl an Schaltzyklen und einen sehr kleinen Abstand zwischen zwei Schaltelementen aufweisen.
• Die Verwendung von fluorierten oder perfluorierten Polyetherölen zur Schmierung von Steckkontakten, als Hochtemperaturlangzeitschmierfett für elektrische Kontakte oder als Dünnfilmschmierung elektrischer Kontakte ist bekannt.
• Bei Einsatz von leichtflüchtigen Ölen kann das Öl innerhalb der vorgegebenen Lebensdauer des Motors verdampfen, bei Einsatz von nicht inerten Ölen kann es sich chemisch umwandeln, was beides zu einer Aufhebung der Schutzwirkung führt.
• Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, eine Substanz auszuwählen, die dem Schutz elektrischer Kontakte dient.
• Durch den geschützten elektrischen Kontakt sollen elektromechanische Kontakte ausgelöst werden können, ohne dass hierbei ein Kurzschluss verursacht oder eine Isolationsschicht auf dem Kontakt aufgebracht wird.
• Die Aufgabe wird durch die Verwendung eines perfluorierten Polyetheröls gelöst.
• Unter Polyethern versteht man Polymere mit Gruppierungen des Typs

  

  als charakteristische Grundeinheiten der Makromoleküle.
• Aufgrund der Fluorierung sind die Öle inert gegen eine chemische Umwandlung durch den elektrischen Funken und verhindern auf diese Weise zuverlässig die Bildung von störenden Schichten auf den Kontaktstellen elektrischer Leiter.
• Aus Praktikabilitätsgründen muss ein Öl eingesetzt werden, das im Temperaturbereich von -20°C bis +80°C stabil und nicht flüchtig ist.
• Als bevorzugt haben sich als Polyetheröl perfluorierte Polyalkylenglykole erwiesen.
• Als besonders bevorzugt haben sich als Polyalkylenglykole perfluoriertes Polyethylenglykol und/oder perfluoriertes Polypropylenglykol erwiesen.
• Ferner erwies sich als bevorzugtes perfluoriertes Polyetheröl perfluoriertes Polytetrahydrofuran.
• Insbesondere bevorzugt ist die Verwendung eines perfluorierten Polyetheröls, das 5-30, vorzugsweise 5-15 Monomereinheiten aufweist.
• Die Viskosität des Öls kann über die Kettenlänge der jeweiligen Moleküle eingestellt werden.
• Siliziumhaltigen Verbindungen können durch Funkenbildung an elektromechanischen Kontakten bei Vorliegen von siliziumorganischen Verbindungen entstehen.
• Für die Dicke der Schutzschicht aus dem erfindungsgemäß verwendeten perfluorierten Polyetheröl gilt, dass sie einerseits ausreichend dünn sein muss, damit jederzeit ein elektrischer Kontakt durch den Schutzfilm möglich ist, aber andererseits die Dicke des Öls ausreichend ist, um eine chemische oder mechanische Reaktion mit dem Leiter zu verhindern. Als vorteilhaft haben sich Schichtdicken des Schutzfilms im Bereich von 0,5-20 μm erwiesen.
• Bei einem Schutzfilm mit pastösem Charakter besteht der Nachteil, dass ein mechanischer Abrieb des leitenden Materials sich in dem Film einlagert und diesen dadurch selbst leitfähig macht. Deshalb ist in diesem Fall die Schichtdicke von besonderer Bedeutung. Eine Schichtdicke von 0,5-10 μm ist besonders bevorzugt.
• Wird andererseits ein dünnflüssiges Öl verwendet, ist das Verbleiben des Schutzfilms über einen längeren Zeitraum auf dem Leiter von besonderer Bedeutung. Hierbei spielt einerseits die Adhäsionsfähigkeit und andererseits die Schichtdicke des Schutzfilms eine wesentliche Rolle.
• Das Aufbringen des Öls auf die Oberfläche eines elektrischen Leiters kann in an sich bekannter Weise erfolgen.
• Beispielsweise kann die Schutzflüssigkeit durch Eintauchen des elektrischen Leiters in dieselbe aufgebracht werden.
• Ferner kann mittels einer Kanüle eine vorbestimmte Menge an Schutzflüssigkeit mechanisch direkt auf den elektrischen Leiter aufgetragen werden.
• Eine weitere Möglichkeit des Aufbringens des Öls besteht darin, dass ein Wachs oder Fett in einem Lösungsmittel gelöst wird und diese Lösung auf den elektrischen Leiter aufgebracht wird. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels bildet sich eine hinreichend dünne Schicht auf dem Leiter. Durch das Verhältnis von Wachs bzw. Fett zu Lösungsmittel kann auf diese Weise die Schichtdicke beeinflusst werden.

Claims (6)

1. Verwendung eines perfluorierten Polyetheröls zum Schutz elektrischer Kontakte vor einer Belegung mit siliziumhaltigen Verbindungen.
2. Verwendung des Polyetheröls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyetheröl ein Polyalkylenglykol eingesetzt wird.
3. Verwendung des Polyetheröls nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als pertluoriertes Polyalkylenglykol ein Polyethylenglykol und/oder ein Polypropylenglykol eingesetzt wird.
4. Verwendung des Polyetheröls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyetheröl ein Polytetrahydrofuran eingesetzt wird.
5. Verwendung des Polyetheröls nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass ein 5-30 Monomereinheiten aufweisendes Polyetheröl eingesetzt wird.
6. Verwendung des Polyetheröls nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein 5-15 Monomereinheiten aufweisendes Polyetheröl eingesetzt wird.