DE913553C - Schutzlack fuer gummiisolierte Hochspannungsleitungen - Google Patents

Description

• Schutzlack für gummiisolierte Hochspannungsleitungen Beim Aufbau von Hochspannungsleitungen nach Art der Zündleitungen wird bisher gewöhnlich auf eine Gummi- oder Kunststoffisolierung eine Textilumspinnung aufgebracht und darüber als äußere Schutzhülle ein Lack aufgetragen.
• Die bisher hierfür gebräuchlichen Lacke, welche auf der Grundlage von Zelluloseazetat oder -azetobutyrat hergestellt sind, haben entweder ein zu geringes Haftvermögen oder eine nicht genügende innere mechanische Festigkeit, um unmittelbar auf die Gummi- oder Kunststoffhülle des Kabels aufgebracht zu werden. Deshalb muß zwischen Gummihülle und Lack noch eine Textilumspinnung eingeschoben werden, die jedoch hygroskopisch ist und daher elektrisch ungünstig wirkt. Abgesehen davon begegnet die Beschaffung der Rohstoffe für diese Lacke zeitweise gewissen Schwierigkeiten.
• Es wurde daher bereits vorgeschlagen, bei der Lackierung von Zündleitungen sogenannte aufschrumpfende Kondensatharzlacke zu verwenden: Diese bilden jedoch in gewissem Umfang dreidimensional vernetzte und deshalb nach der Wärmebehandlung und der damit verbundenen Weiterkondensation wenig elastische Filme.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutzlack für gummiisolierte Hochspannungsleitungen und insbesondere für Zündleitungen zu schaffen, der einerseits auf einer grundsätzlichen neuen günstigeren Rohstoffbasis aufgebaut ist und der andererseits in sich mechanisch so fest und unter den Betriebsbeanspruchungen so dauerelastisch ist, daß die Textilumspinnung wegfallen kann. Diese Aufgabe wird mit dem Aufbau eines Lackes aus einem löslich gemachten Superpolyamid und einem Weichmacher besonderer Art gelöst.
• Dementsprechend enthält der nach der Erfindung hergestellte Schutzlack für gummiisolierte Hochspannungsleitungen und insbesondere für Zündleitungen als wesentlichen Bestandteil ein durch Einkondensation polarer Komponenten, wie z. B. mehrwertiger Alkohole, löslich gemachtes hochschmelzendes Superpolyamid in Mischung mit solchen Estern als Weichmacher, welche aus einbasischen oder mehrbasischen aliphatischen Karbonsäuren und im Ü'berschuß angewandten mehrwertigen Alkoholen - oder Ätheralkoholen bestehen, wobei deren restliche Hydroxyle entweder unverestert oder zum größten Teil mit einbasischen Karbonsäuren mit 2 bis g C-Atomen verestert sind.
• Man kennt zwar eine Anzahl von Superpolyamiden, die teilweise auch schon als Umhüllungen für elektrische Leiter und Kabel vorgeschlagen wurden. Diese Superpolyamide zum Aufbau von Schutzlacken für gummiisolierte Hochspannungsleitungen, insbesondere für Zündleitungen, zu verwenden, hielt man jedoch in Fachkreisen bisher für unmöglich, und zwar aus verschiedenen Gründen.
• Einmal sind die gangbarsten, handelsüblichen Superpolyamide nicht genügend wärmebeständig, da sie oberhalb ioo° durch den Luftsauerstoff abgebaut werden. Sie schmelzen einheitlich und scharf je nach ihrem Aufbau bei iq:o bis 2io°, wobei gerade die erwünschten höchstschmelzenden Sorten überhaupt unlöslich sind. Die anderen, d. h. niedrigerschmelzenden Sorten der Superpolyamide sind zwar in den üblichen Lösungsmitteln auch nicht löslich, .sie lösen sich jedoch in Lösungsmittelgemischen von der Zusammensetzung der üblichen Treibstoffe, so daß bei ihnen keine Beständigkeit gegen Treibstoffe zu erwarten war.
• Im allgemeinen sind diese Superpolyamide wenig verträglich mit Weichmachern, insbesondere mit solchen, die sich in elektrischer Hinsicht befriedigend verhalten. Soweit aber eine Verträglichkeit mit Weichmachern besteht, ist zu erwarten, daß durch deren Zusatz die Wärmeformbeständigkeit und damit die Betriebssicherheit der Superpolyamide wesentlich verringert wird. Sodann erwartet man von den Superpolyamiden keine hinreichende Beständigkeit gegen Ozon und Wasser. Diese bisher bekanntgewordenen oder theoretisch erwarteten Eigenschaften der Superpolyamide führten zu der allgemeinen Annahme, daß sich aus ihnen keine wärmebeständigen Schutzlacke herstellen lassen, wie sie für gummiisolierte Hochspannungszündleitungen gebraucht werden.
• Der Erfindung liegt die überraschende Feststellung zugrunde, daß ganz allgemein die Superpolyamide in ihren Eigenschaften sehr unterschiedlich und durch Zusätze weitgehend zu beeinflussen sind. So wurde unter anderem gefunden, daß hochschmelzende, d. h. im Bereich von etwa 16o bis 200° schmelzende Superpolyamide, welche durch Einkondensation polarer Komponenten, wie mehrwertiger Alkohole, löslich gemacht wurden, in einem Bereich von -3o bis +i7o° geschmeidig und formbeständig sind. Auch wurde festgestellt, daß diese löslichen Superpolyamide gute Verträglichkeit mit solchen Weichmachern besitzen, die aus Estern mit einer längeren paraffinischen Kette und einem geringen Gehalt an freien Hydroxylgruppen bestehen. Diese ausgewählten Weichmacher haben an sich eine gute Wärme- und Kältebeständigkeit und setzen den Schmelzpunkt und damit die Wärmeformbeständigkeit der Superpolyamide offenbar deshalb nicht wesentlich herab, weil die Nebenvaleurbindungen (N H+ gegen CO-) von einem Fadenmolekül zum anderen die Ausbildung von Soivathüllen, d. h. die chemische Anlagerung der Weichmacher an die Superpolyamide, unterhalb des regulären Schmelzpunktes behindern. Außerdem. verzögern diese Weichmacher den oxydativen Abbau bei Erwärmung und ermöglichen damit den Aufbau hochwärmebeständiger Isolierungen.
• Auf dieser Grundlage aufgebaute Lacke sind nicht hygroskopisch und haben eine ausgezichnete Kriechstromfestigkeit. Ihre Kältebeständigkeit ist so erheblich, daß sie als Kabelüberzüge noch bei -5o° um den fünffachen Leitungsdurchmesser wickelbar sind. Auch besitzen sie ein gutes Durchdringungs- und Tränkvermögen für Textilien und, wie oben erwähnt, eine hohe Wärmealterungsbeständigkeit. Weiterhin zeichnen sich diese Lacke durch hohe Härte und Zähigkeit aus. Auch besitzen sie eine ausreichende Haftfestigkeit auf Gummi, die sich durch Anbringung einer Zwischenschicht von Diisocyanatolefinkohlenwasserstoff oder -polyalkohol noch verbessern läßt.
• Diese Superpolyamide können außer mit Weichmachern der beschriebenen Art und Füllstoffen auch noch in Verbindung mit anderen geeigneten Bindemitteln, wie Nitrozellulose, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, Phenol-Formaldehyd-Harzen, Phthalatharzen und Polyvinylacetalen, verwendet werden. Sie können außer in gelöster Form auch als Schmelze, zweckmäßig in raschem Durchzug mit gleichzeitiger Längsorientierung der Moleküle aufgebracht werden. Beispiele i. 2o Gewichtsteile eines Mischkondensats aus 5o Gewichtsteilen Hexamethylendiamin-Adipinsäure und 5o Gewichtsteilen s-Caprolactam, dem vor der Kondensation gegebenenfalls kleine Mengen eines dreiwertigen Alkohols zugesetzt werden, werden mit 15 Gewichtsteilen Triäthylenglykol-Adipinsäureester (Verhältnis 2 : i) in 65 Gewichtsteilen Butanol-Methanol-Wasser (3:5:2) gelöst und mit einem Anthrachinonfarbstoff, z. B. Sudanschwarz BT der I. G., gefärbt. Ein gummiisolierter und mit Zellwolle umsponnener Leiter wird zunächst mehrfach durch dünnflüssigeren Lack, dann mehrfach durch Lack der angegebenen Konzentration hindurchgezogen. Die einzelnen Lackaufträge werden bei etwa 6o° getrocknet.
• 2. ioo Gewichtsteile eines nach Beispiel i, jedoch mit acetyliertem Hexaäthylenglykol als Weichmacher, hergestellten Lackes werden mit 2o Gewichtsteilen einer 5o°/oigen alkoholischen Lösung eines Mischkondensats von Harnstoff-Formaldehyd-Butanol mit 5o % Adipinsäure-Trimethylpropanester vermischt. Danach wird weiter verfahren wie in Beispiel i und noch zusätzlich auf etwa 1300 erwärmt. Dieser Lack besitzt infolge des Gehalts an Harnstoff-Formaldehyd-Harz eine erhöhte Wärmebeständigkeit.
• Will man einen der Lacke nach Beispiel i oder 2 unmittelbar, also ohne Verwendung einer Textilumspinnung, aufbringen, so wird zweckmäßig zunächst auf der unvulkanisierten Decklage eines gummiisolierten Leiters ein klebender Haftgrund aus einem anpolymerisierten, nur langsam mit beweglichen Wasserstoffgruppen reagierenden Di- oder Triisocyanat hergestellt. Darauf wird wie in Beispiel i verfahren und anschließend in der üblichen Weise vulkanisiert. Die erfindungsgemäß hergestellten Lacke eignen sich besonders als Schutzlacke für ozonfeste gummiisolierte Leiter, wie Luftfahrtzündleitungen und Röntgenkabel.
• In der Zeichnung ist ein nach der Erfindung hergestelltes Hochspannungszündkabel in zwei Ausführungsformen dargestellt, und zwar ist Fig. i ein Kabel mit Faserstoffumflechtung, Fig.2 ein Kabel ohne diese. In Fig. i ist mit i der Leiter, mit 2 die Gummi- oder Kunststoffisolierung, mit 3 die Faserstoffumflechtung und mit 4 die darauf aufgebrachte Schutzlackschicht bezeichnet. Diese Lackschicht besteht gemäß der Erfindung aus einem löslich gemachten Superpolyamid in Mischung mit solchen Estern als Weichmacher, welche aus einbasischen oder mehrbasischen aliphatischen Karbonsäuren und im Überschuß angewandten, mehrwertigen Alkoholen oder Ätheralkoholen bestehen, wobei deren restliche Hydroxyle entweder unverestert oder zum größten Teil mit einbasischen Karbonsäuren mit 2 bis 9 C-Atomen verestert sind. In Fig. 2 ist mit 5 der Leiter, mit 6 die Gummi- oder Kunststoffisolierung und mit 7 die unmittelbar auf die Isolierung aufgebrachte Schutzlackschicht bezeichnet, die in ihrer Zusammensetzung der Lackschicht 4 nach Fig. i entspricht.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochwärme- und kältebeständiger, kriechstromfester, ozonbeständiger Schutzlack für gummiisolierte Hochspannungsleitungen, insbesondere Zündleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß er als wesentlichen Bestandteil ein durch Einkondensation polarer Komponenten, wie z. B. mehrwertiger Alkohole, löslich gemachtes, hochschmelzendes Superpolyamid enthält, dem als Weichmacher solche Ester zugesetzt sind, welche aus einbasischen oder mehrbasischen aliphatischen Karbonsäuren und im Überschuß angewandten mehrwertigen Alkoholen oder Ätheralkoholen bestehen, wobei deren restliche Hydroxyle unverestert gelassen oder zum größten Teil mit einbasischen Karbonsäuren mit 2 bis 9 C-Atomen verestert sind.
2. 2. Lack nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Superpolyamid ein Mischkondensat aus 5o Gewichtsteilen Hexamethylendiamin-Adipinsäure und 5o Gewichtsteilen s-Caprolactam dient, dem vor der Kondensation gegebenenfalls etwa 2o Gewichtsteile eines dreiwertigen Alkohols, z. B. Hexantriol oder Trimethylolpropan, zugesetzt werden.
3. 3. Lack nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Superpolyamid als Weichmacher Triäthylenglykol-Adipinsäureester oder Hexantriol-Adipinsäureester oder Hexaäthylenglykoldiazetat zugesetzt sind.
4. 4. Lack nach' den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des zugesetzten Weichmachers 5o bis 15o °,!o beträgt, bezogen auf das Superpolyamid.
5. 5. Gummiisolierte Hochspannungsleitung, insbesondere Hochspannungszündleitung, gekennzeichnet durch einen Schutzlacküberzug nach Anspruch i.