CH433733A - Verfahren zur Herstellung von gefüllten Produkten mit erhöhter Lichtbogenfestigkeit aus Epoxydharz - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von gefüllten Produkten mit erhöhter Lichtbogenfestigkeit aus Epoxydharz
Auf vielen Gebieten der Elektrotechnik werden Epoxyharze in Form von Giessharzen, Lacken und dergleichen angewendet. Die Anwendung dieser Harze wird aber in den Fällen, wo Lichtbogenfestigkeit gefordert wird, eingeschränkt, weil die Mehrzahl dieser Harze, vor allem diejenigen auf der Basis mehrwertiger Phenole, nicht lichtbogenfest ist.



   Um den Anforderungen bei Geräten, wo Lichtbogenbildung auftritt, wie   z. B. Schaltgeräten,    Isolatoren usw., zu genügen, wurden bisher die den Lichtbögen ausgesetzten Teile meist aus keramischem Material hergestellt. Da solche Stoffe besonders gegen Schlagbeanspruchung ausserordentlich empfindlich sind, ist man dazu übergegangen, sie zumindest teilweise durch geeignete Pressmassen auf der Basis von Melamin harzen, Harnstoffharzen oder stickstoffhaltigen Phenolharzen zu ersetzen, weil beobachtet wurde, dass diese Stoffe eine ausreichende Lichtbogenfestigkeit besitzen.



  Epoxyharze konnten jedoch bisher für diese Zwecke nicht verwendet werden, weil sie nur eine unzureichende Lichtbogenfestigkeit aufweisen.



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gefüllten Produkten mit erhöhter Lichtbogenfestigkeit aus Epoxyharzen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man einem ein Epoxyharz und ein Härtungsmittel enthaltenden Gemisch als Füllstoff mindestens ein Hydrat des Calciumsulfats zusetzt und diese Mischung aushärtet. Es kann als Füllstoff das Halbhydrat des Calciumsulfats oder das Dihydrat des Calciumsulfats verwendet werden. Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass bei der Verarbeitung des Harzes, insbesondere bei der Härtung, keine Temperaturen angewendet werden, bei welchen das Dihydrat des Calciumsulfats vollständig entwässert wird. Die erfindungsgemäss verwendeten Füllstoffe können auch zusammen mit nichtwirksamen Füllstoffen verwendet werden.



   Das Füllen von Epoxyharzen mit anorganischem Material kommt überdies der Verarbeitung sehr entgegen, weil durch das Füllen der Harze der Härtungsschwund stark verringert wird und das Verfahren durch die Anwendung billiger Füllstoffe wirtschaftlicher gestaltet werden kann.



   Als Basis für verwendbare Epoxyharze kommen beispielsweise folgende Verbindungen in Frage: 4,4'-Dioxydiphenylpropan,   4,4'-Dioxydiphenylmethan,    Dioxybenzole. Gegebenenfalls können auch Epoxyharze auf der Basis aromatischer Amine sowie epoxydierte Novolacke Verwendung finden.



   Als Härter können die üblichen Verbindungen, wie Säureanhydride, aliphatische und aromatische Amine, Phenolharze verwendet werden. Ausserdem besteht auch die Möglichkeit, die Harze mit Hilfe von Katalysatoren, wie z. B. Borfluorid und dessen Aminaddukten zu härten.



   Die gemäss der Erfindung gefüllten Epoxyharze können nach den üblichen Verfahren ausgehärtet werden. Die erhaltenen Produkte weisen eine erhöhte Licht bogenfestigkeit auf. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens können mit besonderem Vorteil Guss stücke, z. B. elektrotechnische Artikel, Einbettungen, Überzüge und Verklebungsschichten hergestellt werden.



   Zur Feststellung der Lichtbogenfestigkeit bedient man sich des folgenden Verfahrens:
Auf dem zu untersuchenden Material, das möglichst in Form einer Platte vorliegen soll, wird zwischen zwei   Wolframelektroden,    von denen die eine stationär und die andere beweglich angeordnet ist, zunächst durch gegenseitiges Berühren der Elektrodenspitzen ein Lichtbogen erzeugt, der das zu untersuchende Material örtlich bis zur Verkohlung erhitzt. Die hierbei angelegte Spannung kann variiert werden. Nach Entstehen des Lichtbogens wird die eine Elektrode so in Bewegung gesetzt, dass sie sich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit von der stationären Elektrode entfernt.



  Hierbei bildet sich auf dem Material eine hellglühende Spur aus, die je nach Lichtbogenfestigkeit der untersuchten Probe früher oder später erlischt, d. h. die Länge der Spur ist ein Mass für die Lichtbogenbeständigkeit.  



   Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels erläutert:
Beispiel
200 g eines Harzes auf der Basis von Bisphenol A (Epoxydäquivalent 400) werden bei 1400 C zusammen mit 60 g Phthalsäureanhydrid aufgeschmolzen und mit 260 g Quarzmehl innig vermischt. In einer geeigneten Form wird aus dieser Mischung eine Platte gegossen und 15 Stunden¯ bei 1400 C ausgehärtet. An dieser Platte wird dann, wie oben beschrieben, die Prüfung auf   Lichtbogenbesfändigkeit    durchgeführt, wobei die Spannungen 300, 400, 500 und 600 Volt vorgegeben werden. In der folgenden Tabelle ist die erhaltene Spurlänge in Abhängigkeit der angelegten Spannung wieder gegeben.



   300 Volt 30 mm
400 Volt 53 mm
500 Volt 77 mm
600 Volt 90 mm
Verwendet man anstelle von Quarzmehl im gleichen Mischungsverhältnis Schlämmkreide als Füllstoff, dann werden folgende Spurlängen beobachtet:
300 Volt 5 mm
400 Volt 24 mm
500 Volt 83 mm
600 Volt 85 mm
Wird Schwerspat (Bariumsulfat) unter den gleichen Bedingungen als Füllstoff verwendet, dann ergibt sich folgende Abhängigkeit:
300 Volt   0    mm
400 Volt   0    mm
500 Volt 16 mm
600 Volt 78 mm  ähnliche Ergebnisse erhält man bei Verwendung von Bariumcarbonat, Strontiumsulfat, Strontiumcarbonat sowie wasserfreiem Calciumsulfat als Füllstoff.



   Verwendet man jedoch eine wie oben beschriebene Harz-Härter-Mischung, die anstelle der bisher erwähnten Füllmaterialien das Halbhydrat des Calciumsulfats als Füllstoff enthält, dann ergibt sich ein gefülltes Epoxyharzprodukt von hervorragender Lichtbogenfestigkeit.



  Die folgende Tabelle gibt das Ergebnis der Prüfung wieder:
300 Volt   0    mm
400 Volt   0    mm
500 Volt   0    mm
600 Volt   0    mm
Bei den Spannungen 300, 400 und 500 Volt zeigte sich keine Veränderung der Oberfläche des Giessharzkörpers. Bei der angelegten Spannung von 600 Volt ergab sich zwar lediglich eine kleine örtliche Ausbrennung, aber auch in diesem Fall entsteht beim Abwandern der beweglichen Elektrode keine glühende Spur, denn der zunächst bestehende Lichtbogen reisst sofort ab.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von gefüllten Produkten mit erhöhter Lichtbogenfestigkeit aus Epoxyharzen, dadurch gekennzeichnet, dass man einem ein Epoxyharz und ein Härtungsmittel enthaltenden Gemisch als Füllstoff mindestens ein Hydrat des Calciumsulfats zusetzt und diese Mischung aushärtet.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Füllstoff das Halbhydrat des Calciumsulfats verwendet.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Füllstoff das Dihydrat des Calciumsulfats verwendet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Mischung bei Temperaturen aushärtet, bei welchen das Calciumsulfatdihydrat nicht völlig entwässert wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ausser Calciumsulfathalbhydrat noch andere Füllstoffe zusetzt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ausser Calciumsulfatdihydrat noch andere Füllstoffe verwendet.

   PATENTANSPRUCH II Anwendung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I zur Herstellung von elektrischen Isolatoren.