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Isoliermassen und-lacke für elektrotechnische Zwecke.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Isoliermassen und-lacke für elektrotechnische Zwecke, insbesondere zur Isolierung von Kabeln, Leitungsdrähten u. dgl.
Es ist bekannt, in der Kabelindustrie die isolierenden Eigenschaften des Kautschuks für die Umkleidung von Metalldrähten auszunutzen. Die auf Mastikationswalzen hergestellten Kautschukmischungen werden in den sogenannten Gummi-oder Gummikabelspritzmaschinen weiterverarbeitet, wobei der Kautschuk bei Austritt des blanken Leiters aus dem Kopf der Maschine einheitlich um den Draht gepresst wird. Nach einem andern Verfahren werden aus mastizierten Mischungen dünne Platten ausgezogen, diese in Streifen bestimmter Breite geschnitten und sodann maschinell auf die Metalleiter aufgewickelt oder aufgeschert. Die nach dem einen oder andern Verfahren mit Kautschuk umkleideten Drähte müssen sodann im Dampfautoklaven vulkanisiert werden.
Man hat auch Kautschuk und Celluloseester in einem gemeinsamen Lösungsmittel gelöst und zu Lacken oder Massen verarbeitet, die gummiartige Beschaffenheit aufweisen und zur Imprägnierung von Geweben und Kleidungsstücken sowie zu Isolier-und Klebebändern benutzt werden können. Diese Lacke oder Massen sind jedoch schon wegen ihrer Weichheit und Klebrigkeit wenig geeignet, zur Isolierung von Drähten, Kabeln u. dgl. elektrischen Leitern zu dienen, da mit diesen Mischungen behandelte Drähte oder Kabel aneinanderhaften, so dass beim Abwickeln der Überzug von der Unterlage losgerissen wird ; selbst in ganz kurzen Längen (also nicht kontinuierlich hergestellt) werden derartige Drähte unbrauchbar, da der Überzug sehr leicht abgescheuert wird.
Da Kautschuk die zur Herstellung der Mischung verwendeten Lösungsmittel in erheblichen Mengen zurückhält, ist ferner auch der Isolationswert solcher Massen und Lacke gering. Chlorkautschuk, der beispielsweise durch Einwirkung von elementarem Chlor oder Chlorwasserstoffsäure auf Kautschuk oder durch Chlorierung von Kautschukmilch gewonnen werden kann, weist wesentlich andere Eigenschaften als Kautschuk auf. Vor allem zeichnet er sich dadurch aus, dass er unentflammbar ist ; obwohl Chlorkautschuk auch elektrische Isolationsfähigkeit besitzt, ist er jedoch für die angegebenen Zwecke wegen seiner hohen Brüchigkeit, die sich durch die üblichen Weichmachungsmittel nicht befriedigend beseitigen lässt, wegen seiner raschen Alterung und mangelnden elektrischen Festigkeit nur minder geeignet.
Es ist bekannt, dass Chlorkautschuk mit Harzen im allgemeinen verträglich ist und dass er insbesondere mit Teer absolut homogene Kombinationen gibt, dass er hingegen nicht nur mit Rohkautsehuk, Schellack, Wachs, Paraffin und Ceresin, sondern auch mit Nitrocellulose und Acetylcellulose nicht verträglich ist, so dass man keine homogenen festen Mischungen in Filmen oder plastischen Massen aus diesen Komponenten erzeugen kann.
Die vorliegende Erfindung führt nun zur Schaffung von Isoliermassen und-lacken, insbesondere für die Isolierung elektrischer Leiter, welche allen Anforderungen der Technik in besonders hohem Masse entsprechen. Gegenstand der Erfindung sind Isoliermassen und-lacke, welche halogenisierten Kautschuk, insbesondere Chlorkautschuk, oder andere Säurereste enthaltende Kautschukderivate (wie z. B. Sulfonkautschuk oder acetylierten Kautschuk) gemeinsam mit Celluloseäthern enthalten, wobei diese Komponenten durch ein gemeinschaftliches Lösungsmittel in den plastischen Zustand oder in Lösung gebracht sind.
Man geht beispielsweise von Chlorkautschuk aus, der unter verschiedenen Bezeichnungen, wie Tegofan, Tornesit, im Handel ist. Er stellt eine meistens weisse, pulverförmige Masse dar, die in vielen organischen Lösungsmitteln, worunter sowohl einfache Lösungsmittel als auch Lösungsmittelgemische zu verstehen sind, löslich ist. Je nach der Art der Herstellung unterscheiden sich die Produkte untereinander in ihren Eigenschaften, wozu auch die Löslichkeit gehört. Im allgemeinen ist jedoch Chlorkautschuk unabhängig von der Herstellungsweise in Benzol, Xylol, Toluol, chlorierten Kohlenwasser-
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stoffen, wie Tetrachlorkohlenstoff, Dichloräthylen oder Trichloräthylen, ferner in Estern, wie Essigester u. dgl. löslich.
Auch Äthylacetat, Butylacetat, Phtals ureester und viele andere kommen als Lösungmittel in Betracht. In der Regel verwendet man jedoch nicht die einfachen Lösungsmittel, sondern Lösungsmittelgemische, z. B. Mischungen von Benzol und Essigester oder Xylol und Butylacetat und so weiter. Auch die Celluloseäther-für den vorliegenden Zweck kommen insbesondere Methyl-, Äthyl-
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Natur, z. B. in Chloroform, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff, Essigester, Azeton und vielen andern organischen Lösungsmitteln und Lösungsmittelgemischen. Auch Nichtlöser, d. h. Stoffe, die für sich allein keine Lösungsmittel für die angegebenen Komponenten bilden, können zweckmässig mitverwendet werden, wenn sie mit den übrigen Bestandteilen zusammen ein Lösungsmittelgemisch ergeben.
So können bei geeigneter Wahl der sonstigen Bestandteile des Lösungsmittelgemisches z. B. Benzin oder Alkohol mit Vorteil als Bestandteil eines gemeinschaftlichen Lösungsmittels dienen.
Im Sinne der Erfindung werden aus den zahlreichen Lösungsmitteln einfacher oder komplexer Natur solche herausgesucht, in welchen die beiden zusammenwirkenden Komponenten das verwendete Kautschukderivat und der gleichzeitig zur Anwendung kommende Celluloseäther löslich sind ; in einem solchen Lösungsmittel werden die Komponenten gelöst oder zum Quellen gebracht. Je nach der Menge des verwendeten Lösungsmittels erhält man entweder kolloidale Lösungen oder, bei Verwendung geringerer Mengen des Lösungsmittels, als zur völligen Lösung erforderlich ist, pastenförmige bis plastische Massen.
Zweckmässig verfährt man so, dass man die beiden Komponenten gesondert in hiezu geeigneten Lösungsmitteln löst oder quellen lässt und zweckmässig unter Beifügung weiterer Bestandteile des endgültigen Lösungsmittelgemisches die gesonderten Kompositionen zusammenbringt, wobei das eigentliche Lösungsmittelgemisch zustande kommt, das beide Komponenten löst oder zu einer gallertartigen Masse aufquillt. Werden die Komponenten gesondert nur zum Quellen gebracht, so wird die Vereinigung dieser Massen durch bekannte mechanische Hilfsmittel, z. B. Kneter, herbeigeführt.
Sowohl den kolloidalen Lösungen als auch den mehr oder minder plastischen Massen können
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und Glypthalharze, ferner Anonharze, Arrochlore in Betracht. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass ein Weichmachungsmittel verwendet wird, welches nicht etwa eine Komponente ungünstig beeinflusst, und dass nicht durch zu hohe Zusätze an Weichmachern die Eigenschaften des Endproduktes ungünstig beeinflusst werden. Die geeigneten Weichmachungsmittel und die anzuwendende Menge können jeweils durch einige Versuche gefunden werden. Auch Alterungsschutzmittel, beispielsweise : Aldolnaphtylamin, werden im allgemeinen mitverwendet.
Die Lösung aller Komponenten kann in der üblichen Weise durch Rühren und allenfalls gelindes Erwärmen unterstützt werden. Den in dieser Weise aufgebauten Isoliermassen und Isolierlacken können schliesslich gewünschtenfalls auch organische oder anorganische Füllstoffe, wie organische und anorganische Pigmente, Farben usw., je nach dem Verwendungszweck der Erzeugnisse zugesetzt werden.
Die erhaltenen Isoliermassen und-lacke werden in der üblichen Weise zur Anwendung gebracht.
Die Isoliermassen werden beispielsweise auf die blanken oder beliebig umkleideten, insbesondere mit Fasetstoffüberzügen versehenen Leiter aufgepresst oder aufgeschert, wobei man erforderlichenfalls Druck und Wärme anwendet. Man kann aber auch die homogenisierten Isoliermassen in Form von Folien oder Bändern, Streifen, Schnüren oder Geweben aufbringen und diese auf die Leiter unter Druck aufpressen oder die Leiter auch bloss mit solchen Folien, Bändern oder Streifen u. dgl. umkleiden oder umflechten.
Befinden sich die Massen in pastenförmigem Zustande, so kann man sie aufstreichen, allenfalls aufgiessen.
Isolierlacke in flüssiger Form können durch Aufspritzen aufgebracht werden oder in der Weise, dass der zu überziehende Leiter allenfalls mehrmals durch die Lacklösung durchgezogen oder in diese eingetaucht. wird.
An Stelle von Chlorkautschuk können auch andere Halogenderivate des Kautschuks, wie Bromoder Jodkautschuk verwendet werden. Desgleichen kann auch ein Kautschukderivat zur Anwendung gelangen, welches einen andern anorganischen Säurerest, z. B. den Rest der Schwefelsäure oder schwefelgen Säure, oder den Rest einer organischen Säure, z. B. den Acetylrest, enthält. Die Derivate können sowohl die der natürlichen Kautschukkohlenwasserstoffe als auch die von synthetisiertem Kautschuk sein.
Die neuen Isoliermassen und-lacke zeichnen sich vor den bekannten Massen oder Lacken in vielen Hinsichten aus. Gegenüber der Verwendung von Kautschuk besteht ein wesentlicher Vorteil darin, dass eine Vulkanisation entfällt, die dem Kautschuk sonst erst die besonderen Eigenschaftenfür die angegebenen Zwecke verleiht. Ferner aber ist es besonders wichtig, dass die neuen Isoliermassen oder-lacke zufolge ihres Gehaltes an Chlorkautschuk od. dgl. unbrennbar oder schwer entzündlich sind. Da die Brennbarkeit von Isolationsüberzügen zu verschiedenen Malen die Ursache grosser Brände infolge Kurzschluss war, wobei die Flamme längs der brennenden Leitungen weitergeleitet wurde, kommt dieser Eigenschaft der neuen Isoliermassen und-lacke eine besondere Bedeutung zu.
Es ist ferner hervorzuheben, dass die
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neuen Isoliermassen und-lacke eine besonders gute chemische Widerstandsfähigkeit besitzen. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Alkalien, Benzin und Ölen ist bedeutend besser als die von Kautschuk. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Säuren ist mindestens die gleiche wie von vulkanisiertem Kautschuk.
Auch gegen bakteriologische Einflüsse und Insektenfrass sind die neuen Isoliermassen und-lacke weit weniger empfindlich als die bekannten Überzüge auf Grundlage von Kautschuk. Die neuen Erzeugnisse zeichnen sich ferner durch ihre hervorragenden elektrischen Werte aus. Die Durchschlagfestigkeit beträgt beispielsweise bei einem der gemäss der Erfindung hergestellten Lacke bei einer Wandstärke von (} 17 mm etwa 4000 bis 5000 Volt und mehr, der Isolationswiderstand mehrere hundert Megohm. Dabei sind die Isolationsüberzüge auch gegen Feuchtigkeit ausserordentlich widerstandsfähig. Bei mehrtägiger Lagerung in Luft von 95 bis 100% Feuchtigkeitsgehalt konnte eine Abnahme des Isolationswiderstandes nicht festgestellt werden. Schliesslich sei noch erwähnt, dass die Trockenzeit der Lacke sehr gering ist.
Ausführungsbeispiel : Isolierlack :
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<tb> 10 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Benzylcellulose
<tb> 10 <SEP> 15 <SEP> Chlorkautschuk
<tb> 6-5 <SEP> Trikresylphosphat
<tb> 40 <SEP> Essigäther
<tb> 8 <SEP> Spiritus
<tb> 6 <SEP> Methylacetat
<tb> "Benzol
<tb> 100
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Zur Herstellung dieses Lackes wird Chlorkautschuk in einer Mischung von 10 Gewichtsteilen Benzol, 5 Gewichtsteilen Spiritus und 10 Gewichtsteilen Essigäther ohne Erwärmen gelöst, die Benzylcellulose wird in den restlichen Bestandteilen des Lösungsmittelgemisches gleichfalls gelöst. Beide Lösungen werden zentrifugiert, um etwa vorhandene ungelöste Teilchen abzuscheiden. Hierauf werden die Lösungen gut vermischt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Isoliermassen und Isolierlacke für elektrotechnische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass sie halogenisierten Kautschuk, insbesondere Chlorkautschuk, oder andere Säurereste enthaltende Kautschukderivate (wie z. B. Sulfonkautschuk oder acetylierten Kautschuk) gemeinsam mit Celluloseäthern, insbesondere Methyl-, Äthyl-oder Benzyleellulose, enthalten.