CH454982A - Isolierstoff für elektrotechnische Zwecke - Google Patents
Isolierstoff für elektrotechnische ZweckeInfo
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
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Description
Isolierstoff für elektrotechnische Zwecke Viele der heute bekannten organischen Kunststoffe wurden bereits als elektrische Isolierstoffe vorgeschlagen. Von den härtbaren Kunststoffen werden werden beson ders die Phenoplaste, Aminoplaste, Epoxyharze und un gesättigten Polyesterharze in der Technik im grossen Massstab für diesen Verwendungszweck eingesetzt.
Aus ihnen können .elektrisch isolierende Elemente nach verschiedenen Herstellungstechniken wie Giessen, Pressen, Laminieren oder Lackieren hergestellt werden, welche im allgemeinen neben gutem elektrischem Iso- liervermögen auch gute mechanische Festigkeit, Wärme beständigkeit und Dimensionsstabilität aufweisen.
Wäh rend sich diese Isolierstoffe als Gleichstrom- oder nie derfrequente Wechselstromisolatoren gut bewähren, wei sen sie im Hochfrequenzgebiet einen wesentlichen Nach teil auf: Infolge der Anwesenheit polarer Atome (vor allem Sauerstoff und Stickstoff) oder Atomgruppierungen wie z.
B. Hydroxyl-, Carboxyl-, Carbonyl-, Ester-, Äther-, Acetal-, Amino- oder Iminogruppen, absorbieren sie Energie des hochfrequenten Wechselfeldes und wandeln diese in Wärme um.
Eine Masszahl für den Grad der Umwandlung von Feldenergie in Wärme ist der dielek- trische Verlustfaktor tg ö. Wegen der hohen dielektri- schen Verluste und deren starken Frequenzabhängigkeit sowie Temperaturabhängigkeit hat diese Gruppe von Stoffen nur wenig Verwendung für die Hochfrequenz isolation gefunden.
Andererseits sind gewisse thermoplastische Kunst stoffe, z. B. Polyolefine wie Polystyrol, Polyäthylen oder Polypropylen, frei von polaren Atomen oder Atomgrup pierungen und sind daher ausserordentlich gute Dielek- trika auch in Gebieten höchster Frequenzen. Wegen ihrer Thermoplastizität jedoch ist ihr Anwendungsbereich auf relativ niedere Temperaturen unterhalb ihres Erwei- chungspunktes beschränkt.
Zudem sind sie feste Stoffe, die nur nach bestimmten speziellen Verfahren, wie z. B. durch Spritzgiessen oder auch durch Spanabhebung, zu kompakten Festkörpern geformt werden können. Es wurde auch z.
B. in der deutschen Auslegeschrift 1 124 696 vorgeschlagen, ölige oder harzartige Poly- merisate des Butadiens bei hohen Temperaturen (225 bis 300 C) oder mit Hilfe von Radikalbildnern gegebe- nenfalls in Gegenwart von Vinylmonomeren wie z. B. Styrol zu vernetzen. Diese Vernetzung solcher Poly meren dürfte aber nur in geringem Grad erfolgen; das z.
B. nach Beispiel 1 der deutschen Auslegeschrift DAS 1 124 696 erhaltene Produkt ist selbst bei Zimmertem peratur weich und leicht deformierbar und zeigt sehr schlechte mechanische Festigkeit. Die so hergestellten Isolierkörper sind daher solchen aus den eingangs er wähnten, hitzehärtbaren Kunststoffen in vielen Bezie hungen weit unterlegen.
Überraschend wurde nun gefunden, dass man elek trische Isolierkörper, die auch im Gebiet höchster Feld frequenzen (z. B. 1011 Hertz) nur in sehr geringem Masse Feldenergie absorbieren, herstellen kann, indem man lös liche und schmelzbare Oligomeren von Kohlenwasser- stoffei, die zwei Cyclopentadienylgruppen im Molekül enthalten bei Temperaturen oberhalb 150,
C aushärtet. Die so erhaltenen Festkörper sind dann unschmelzbar und unlöslich und zeichnen sich neben hervorragenden dielektrischen Eigenschaften auch noch durch sehr hohe Formbeständigkeit in der Wärme und durch gute me chanische Festigkeit, Härte und Dimensionsstabilität aus.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit die Verwendung von in organischen Lösungsmitteln löslichen, bei Zimmertemperatur flüssigen oder schmelz baren dinieren oder oligomeren Bis-(cyclopentadienyl)- verbindungen der allgemeinen Formel
EMI0001.0116
worin R einen Rest
EMI0002.0001
oder einen zweiwertigen aliphatischen,
cycloaliphati- schen, araliphatischen oder aromatischen Kohlenwasser- stoffrest, mit vorzugsweise 3 bis 10 Kohlenstoffatomeu bedeutet, worin n für eine Zahl im Wert von 2 bis 20 steht, und R1 und R'1 je ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeuten,
allein oder zusammen mit in organischen Lösungsmitteln löslichen flüssigen oder schmelzbaren Polymeren oder Copolymeren von Dienen, wie Butadien oder Isopren, zum elektrischen Isolieren unter direkter Umwandlung in gehärtete, unlösliche und urischmelzbare Harze durch Erwärmen. Das richtigste Anwendungsgebiet ist die Hochfrequenztechnik.
Als diniere bzw. oligomere Bis-(cyclopentadienyl)- verbindungen der Formel (I) kommen in Form ihrer Dinieren oder Oligomeren in Frage:
Bis-(cyclopenta- dienyl)-methan, Bis-(cyclopentadienyl)-phenylmethan, 1,3 Bis-(cyclopentadienyl)-propan, 1-5 B.is-(cyclopenta- dienyl)-pentan, 1,6,Bis-(cyclopentadienyl)-hexan, 1,9- Bis - (cyclopentadienyl) - nonan, 1,4 - Bis - (cyclopenta- dienyl)-buten-2, .a,ä -Bis@(cyclopentadienyl) p xylol, 4,
6- Bis(-cyclopentadienyl-methyl)-1,3.,dmethylbenzol, 1,3- Bis-(cyclopentadienyl-methyl)2,4,6-trimethylbenzol, 1,4- Bis-(cyclopentadienyl)-cyclopenben-2, Di-cyclopenta- dienyl dimethyl-silan, Bis-(methyl-cyclopentadienyl)-di- methyl-silan, Di-cyclopentadienyl-diphenyl-silan.
Diese d:imeren oder oligomeren Bis-(cyclopenta- dienyl) Verbindungen können durch Umsetzung von Alkalimetall- oder Grignard-Verbindungen des Cyclo- pentadiens oder Methylcyclopentadiens mit Dihalogen- verbindungen der Formel
EMI0002.0079
worin R die gleiche Bedeutung hat wie in Formel (I) und die X für Halogenatome,
vorzugsweise Chlor oder Brom stehen, und anschliessendes Erwärmen des Reaktions- gemischesdargestellt wenden. Bei der Umsetzung der Metallverbindung des Cyclopentadiens bzw.
Methyl- cyclopentadiens bilden sich zuerst die monomeren Bis- cyclopentadiene der Formel
EMI0002.0096
worin R, R1 und R'1 die gleiche Bedeutung haben wie in Formel (I).
Die Mononieren sind sehr reaktionsfähig und gehen in vielen Fällen in einer freiwillig verlaufenden Reak tion durch Polydienaddition mit sich selbst in die Oligo; meren über. Diese Reaktion wird vorteilhaft durch Er wärmen auf z.
B. 80 bis 150 C beschleunigt. Die oligomeren Produkte haben den Charakter von Ölen, viskosen Flüssigkeiten oder schmelzbaren Festharzen. Er hängt in erster Linie von,der Natur des zweiwertigen Radikals R sowie von der Grösse des Polymerisations- grades n ab. Sie sind in geeigneten organischen Lösungs mitteln, wie z.
B. aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Halogenalkanen löslich. Oft liegen Mischungen von Ohgomeren mit verschieden hohem Polymersationsgrad n vor. Die experimentell ermittelte Grösse von n stellt sodann einen Mittelwert dar und braucht daher nicht unbedingt eine ganze Zahl zu sein.
Die am häufigsten beobachteten Werte von n liegen zwischen 2 und 10, wobei für manche Strukturen, wie z. B.
EMI0002.0141
der Wert von 2 bevorzugt aufzutreten scheint.
Dias diniere oder trimere p-Xylylen bis-cyclopenta- ,dien sowie seine Umwandlung ,durch Emulsionspoly- merisation in einen hochmolekularen in organischen Lö sungsmitteln unlöslichen thermoplastischen Kunststoff ist in der amerikanischen Patentschrift <B>2726232</B> be schrieben.
Durch Verpressen dieses Thermoplasten bei 200 C und unter hohem Druck wird ein bis 360 C un- schmelzbarer Film. mit guten elektrischen Eigenschaften erhalten.
Hierdurch wurde im Fachmann zwangsläufig das Vorurteil erweckt, das ein. derartiges umständliches zweistufiges und zudem nur zur Erzeugung geformter Filme geeignetes Verfahren für die Herstellung von Iso- lierkörpern mit guten elektrischen Eigenschaften un- erlässlich ist.
Da ein derartiges Verfahren für das Eingiessen, Imprägnieren, Lackieren oder Verkleben elektrischer Bauteile nicht in Frage kommt, wobei das härtbare Harz nicht als hochmolekularer Thermoplast, vielmehr in flüssiger bzw.
giessbarer Form vorliegen muss, um sodann direkt in Iden gehärteten, unschmelz- baren Zustand übergeführt zu werden, konnte die ame rikanische Patentschrift 2 726 232 dem Fachmann un möglich die vorliegende erfinderische Lehre vermitteln.
(Andere @dimere bzw. oligomere B.is-(cyclopenta- dienyl) Verbindungen, welche erfindungsgemäss verwen det werden können, wie z. B.. ,das bevorzugt verwendete dunere 1,4-Bis-(cyclopentadienyl)-buten 2 sind noch neue Verbindungen.
Die gegebenenfalls mitverwendeten in organischen Lösungsmitteln, löslichen, flüssigen oder schmelzbaren Polymere und Copolymere von Dienen leiten sich vor- zugsweise von Isopren oder Butadien ab. Sie sollten im wesentlichen frei sein von polaren Atomen, oder Atom gruppen, um gute dielektrische Eigenschaften auch im Hochfrequenzgebiet zu gewährleisten.
Als Copolymere kommen dabei insbesondere solche des Butadiens oder Isoprens mit Äthylen, Propylen oder Styrol in Frage. Ein typischer Vertreter dieser Verbindungsklasse ist z. B. unter -der geschützten Markenbezeichnung Buton 100 im Handel erhältlich.
Die Aushärtung der dimeren oder oligomeren Bis- (cyclopentadienyl)-verbindungen allein oder in Kombi nation mit Iden in organischem Lösungsmitteln:
löslichen, flüssigen oder schmelzbaren Dienen, insbesondere Poly- isoprenen oder Polybutadienen vom Typus der Buton - Harze, erfolgt durch Erwärmen, und zwar vorzugsweise im Temperaturintervall 150 bis 200 C.
Bei Zimmertemperatur sind die dinieren oder oligo- meren Bis-(cycl:opentadienyl)-verbindungen im allge- meinen zumindestens genügend -lange stabil; um -ihre technische Handhabung als Giessharze, Laminierhärze, Klebstoffe etc. zu ermöglichen. Während z.
B. dimeres bzw. trimeres p-Xylylen-bis-cyclopentadien nur eine beschränkte Gebrauchsdauer ( Pot-life ) besitzt, zeich net sich speziell das dimere 1,4-Bis-(cyclopentadienyl)- buten-2 überraschenderweise durch eine hervorragende Lagerstabilität aus, und ist bei Zimmertemperatur prak tisch unbeschränkt lange haltbar.
Selbst bei einer 14 tägigen Lagerung bei 100 C hat,das Harz seine Visko sität nur verdoppelt.
Diese Tatsache ist deshalb von beträchtlicher tech nischer Bedeutung, weil sie die Herstellung von lager beständigen, hitzehärtbaren Einkomponentensystemen ermöglicht, die beispielsweise als Giessharze, Lacke, Laminierharze, Pressmassen oder Klebstoffe dienen können.
Die härtbaren Verbindungen können ferner vor der Härtung in irgendeiner Phase mit den in der Technologie der härtbaren Kunststoffe üblichen Füllmitteln, Weich machern, Pigmenten, Farbstoffen, Formtrennmittel, flamrnhemmenden Stoffen etc. versetzt werden.
Bei der bevorzugten Anwendung auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik wird man selbstverständlich die Auswahl solcher Zusätze auf möglichst unpolare oder nur schwach polare Substanzen beschränken. Als auf dem Gebiet der Hochfrequenzisolatoren übliche Füllstoffe seien beispielsweise Quarzmehl, Muskovit, Ruth, Titandioxyd/Zirkondioxyd und Magnesiumtitanat genannt.
Härtbare Massen aus ,dinieren oder oligomeren Bis- (cyclopentadienyl)-verbindungen allein oder kombiniert mit löslichen Polymerisaten oder Copolymerisaten von Dienen, wie B,utadien, eignen sich für elektrische Isao- lationen z. B. vom: Drähten, Kabeln, Spulen, Wicklun gen usw. als Imprägnnerungs- und überzugsharze und Lacke.
Beim Erhitzen erhärtet die Masse zu einem harten, zähen Harz. Die härtbaren Massen können auch zum Einbetten und Eingiessen verwendet werden. Ge schichtete Magnetkerne können z.
B. in solche flüssige Mischungen getaucht werden, wenn nötig unter Anwen dung von Vakuum- oder Druckimprägnierung, wobei die flüssige Masse leicht alle Zwischenräume zwischen der Lamellierung ausfüllt. Beim Erhitzen härtet die Masse zwischen den Lamellen schnell zu einer harten zähen Klebmasse, welche die Lamellen so festhält, dass ein fester Kern besteht.
Elektrische Transformatoren, Messwandler, Gleichrichter und elektrische Geräteteile der verschiedensten Art, wie Kondensatoren, Frequenz filter, Dioden, Transistoren, Schalt- und Speicherungs- elemente aus Magnetit für Computer, magnetisierbare und magnetische Körper etc. können in die härtbaren Massen eingebettet und eingegossen werden.
Ferner können solche Massen auch im Giess- oder Pressver- fahren zur Herstellung geformter Bauteile für elektrische Anlagen, wie Rotor- und Statorteile, Isolationskörper für Stromwandler, elektrische Schaltgeräte, Löschkam- mern und dgl. oder zur Herstellung von isolierenden Schichtstoffen z. B. für gedruckte Schaltungen verwen det werden.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile Ge wichtsteile, Prozente Gewichtsprozente, das Verhält nis der Gewichtsteile zu den Volumteilen ist dasselbe wie beim Kilogramm zum Liter; die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Für die in den Beispielen beschriebenen Härtungs- reaktionen wurden folgende Bis-(cyclopentadienyl)-ver- bindungen I bis IV verwendet: <I>1.</I> Oligomeres 1,5-Bis-(cyclopentadienyl)-pentan 110 Teile Natriummetall werden in 875 Teilen Xylol geschmolzen, fein dispergiert und abgekühlt.
Man setzt 20 Teile tert.-Butylalkohol und 1,5 Teile tert. Butyl- catechol zu und tropft sodann unter Rühren und äusse- rer Kühlung 370 Teile monomeres Cyclopentadien bei 45 C ein.
Man belässt 14 Stunden bei 20, C unter Stickstoffatmosphäre. Bei 50 bis 55 C werden 460 Teile 1,5-Dibrompentan eingetragen und weitere 2 Stunden bei 80 C gerührt. Die Titration der Bromionen zeigt, dass ein quantitativer Umsatz stattgefunden hat.
Man kühlt auf Zimmertemperatur, versetzt mit 80 Teilen Methanol, 1000 Teilen Wasser und neutralisiert mit 30 Teilen Essigsäure. Nach gutem Mischen wird :die wässe rige Schicht abgetrennt, die Xylollösung über Natrium- sulfat getrocknet und filtriert. Man destilliert das Xylol bei 15 torr ab und hält das Reaktionsprodukt unter diesem Druck während 3 Stunden bei l00 C.
Man erhält 390 Teile oligomeres 1,5-Bis-(cyclopen- tadienyl)-pentan (97,5 % der Theorie) als hellbraun ge färbtes, bei Zimmertemperatur gerade noch flüssiges Harz.
EMI0003.0150
Analyse: <SEP> berechnet: <SEP> gefunden:
<tb> <B>%</B> <SEP> C: <SEP> 90,0 <SEP> 89,8
<tb> <B>0</B>/<B>0</B> <SEP> H:
<SEP> 10,0 <SEP> 10,0
<tb> Molekulargewicht <SEP> - <SEP> 1600 <I>11.</I> Dimeres 1,4-Bis-(cyclopentadienyl)-buten-(2) In eine Suspension von Cyclopentadienylnatrium (hergestellt wie unter I aus 2080 Teilen Xylol, 276 Teilen Natrium, 35,5 Teilen tert. Butylalkohol, 0,5 Teilen Phenyl-ss-naphthylamin und 872 Teilen Cyclo- pentadien) werden 712 Teile 1,4-Dichlorbuten-(2) unter Rühren und äusserer Kühlung bei 30 bis 35 C einge tragen.
Dann wird die Temperatur erhöht und 3 Stun den bei 105 C gehalten. Eine Titration der Alkalität zeigt einen quantitativen Umsatz an. Bei Zimmertem- peratur wird filtriert und das Natriumchlorid wird 5mal mit je 400 Teilen Xylol gewaschen. Das Xylol wird im Vakuum bei 15 torr verdampft und der Rück stand wird bei 1 torr während einer Stunde bei 100 C gehalten.
Man erhält 978 Teile dinmeres 1,4-Bis-(cyclopenta- dienyl)-transbuten-(2) [93,2 % der Theorie, bezogen auf 1,4-Dichlorbuten-(2)] als hellbraun gefärbtes, dickflüssiges Öl mit einer Viskosität bei 20 C von 83 000 cP.
EMI0003.0182
Analyse: <SEP> berechnet: <SEP> gefunden:
<tb> <B>0</B>/<B>0</B> <SEP> C: <SEP> 91,25 <SEP> 90,1
<tb> <B>0</B>/<B>0</B> <SEP> H:
<SEP> 8,75 <SEP> 9,0
<tb> Molekulargewicht <SEP> 368 <SEP> 403 <I>I11.</I> Dimeres Di-cyclopentadienyl-dimethylsilan Aus 875 Teilen Xylol, 115 Teilen Natrium, 20 Teilen tert.-Butanol 1,5 Teilen tert.-Butylcatechol und 363 Teilen Cyclopentadien wird wie unter I eine Suspension von Cyclopentadienyl- natrium hergestellt und bei 30 bis 35 C mit <I>322,5</I> Teilen Dimethyldichlorsilan umgesetzt.
Man lässt 1 Stunde bei 80 C nachreagieren, wäscht, trocknet mit Na2S0", destilliert das Xylol ab und erhitzt zuletzt 1 Stunde im Vakuum bei 15 torr auf<B>15</B> C am ab- steigenden Kühler.
Man erhält 353 Teile dimeres Di- cyclopentadienyldimethylsilan als mittelviskose, gelb- braun gefärbte Flüssigkeit (Ausbeute: 75 % der Theo- rie).
EMI0004.0015
berechnet: <SEP> gefunden:
<tb> Molekulargewicht: <SEP> 376 <SEP> 390
<tb> 0/0 <SEP> Si:
<SEP> 14,9 <SEP> 14,3 <I>IV.</I> Dimeres a,a'-Bis-(cyclopehtadienyl)-p-xylol 138 Teile metallisches Natrium in Form kleiner Partikel von etwa 20 ,u Durchmesser werden in 900 Teilen wasserfreiem Tetrahydrofuran suspendiert.
Man setzt 18 Teile tert.-Butylalkohol zu und tropft unter Rühren und Rückflusskühlung 435,6 Teile monomeres Cyclopentadien unter äusserer Kühlung so zu, dass die Temperatur des Re aktionsgemisches zwischen 40 und 45 C ver bleibt.
Man lässt ,die Reaktion während 31/2 Stunden abklingen und tropft sodann wiederum unter Rühren und äusserer Kühlung eine Lösung von 516 Teile ;ä -Dichlor-p-xylol in 1350 Teilen Tetrahydrofuran bei einer Innentempera tur von 30 bis 35 C ein.
Man rührt 16 Stunden bei Zimmertemperatur und neutralisiert mit Essigsäure, sodann filtriert man vom ausgeschie denen Natriumchlorid ab, wäscht den Filterrück stand mehrmals in Xylol nach und erhitzt das klare Filtrat 2 Stunden auf 70 C.
Man dampft die Lösungsmittel bei vermindertem Druck bei 40 C in einem Dünnschichtverdampfer ab, zu letzt bei einem Druck von 1 Torr. Man erhält 475 Teile dimeres,a,ä Bi$ (cyclopentadienyl)-p-xylol als rotbraune Flüssigkeit.
Molekulargewicht: gef. 465 ber. 468 <I>Beispiel 1</I> Zähflüsiges, oligomeres 1,5 Bis-(cyclopentadienyl)- pentan vom mittleren Molgewicht 1600 [Bis-(cyclopen- tadienyl)
-verbindung I] wird in Aluminiumformen von 42x 11X 130 mm3 resp. von 130X 130X2 mm3 ge- gossen und 24 Stunden bei 180 C ausgehärtet. Es resultieren sehr zähe, fehlerfreie, klare Giesskörper. Die ersteren werden zur Bestimmung der mechanischen, die letzteren zur Bestimmung der dielektrischen Eigenschaf ten verwendet.
Es werden folgende Eigenschaften ge messen: Biegefestigkeit 720 kg/cm2 Schlagbiegefestigkeit > 24,5 cmkg/cm2 Elastizitätsmodul 251 kg/mm2 Abhängig,der dielektrischen Eigenschaften der Giess- liege von .der Frequenz und der Temperatur:
EMI0004.0090
Fnequenz <SEP> Temp. <SEP> Ddelek- <SEP> Dielektri- <SEP> spez.
<tb> sec-1 <SEP> <SEP> C <SEP> trischer <SEP> zitäts- <SEP> Widerstand
<tb> Verlust- <SEP> Konstante <SEP> jQ <SEP> cm
<tb> faktor <SEP> E
<tb> tg <SEP> 6X102
<tb> 50 <SEP> 22 <SEP> 0,10 <SEP> 2,5 <SEP> 1,9 <SEP> X <SEP> 101<B>7</B>
<tb> <B><I>5</I></B>0 <SEP> 40 <SEP> 0,30 <SEP> 2,5 <SEP> 1,4 <SEP> X <SEP> 101<B>7</B>
<tb> 50 <SEP> 55 <SEP> 0,44 <SEP> 2,5 <SEP> 7,8 <SEP> X <SEP> 101<B>6</B>
<tb> 50 <SEP> 75 <SEP> 0,14 <SEP> 2,5 <SEP> 7,8 <SEP> X <SEP> 1015
<tb> 50 <SEP> 100 <SEP> 0,07 <SEP> 2,5 <SEP> 7,4 <SEP> x <SEP> 1014
<tb> 50 <SEP> <B>1</B>25 <SEP> 0,07 <SEP> 2,5 <SEP> 8,2 <SEP> X <SEP> 1015
<tb> 50 <SEP> 150 <SEP> 0,15 <SEP> 2,5 <SEP> 1,5 <SEP> x <SEP> 1013
<tb> 50 <SEP> 175 <SEP> 0,48 <SEP> 2,5 <SEP> 3,2 <SEP> x <SEP> 1012
<tb> 50 <SEP> 190 <SEP> 3,40 <SEP> 2,
5 <SEP> 5,1 <SEP> X <SEP> 1011
<tb> 50 <SEP> 210 <SEP> 11,1 <SEP> 2,6 <SEP> 1,4 <SEP> x <SEP> 1011
<tb> 50 <SEP> 20 <SEP> 0,10 <SEP> 2,5
<tb> 103 <SEP> 20 <SEP> 0,64 <SEP> 2,5
<tb> 105 <SEP> 20 <SEP> 0,16 <SEP> 2,5
<tb> 10<B>6</B> <SEP> 20 <SEP> 0,19 <SEP> 2,3
<tb> 10<B>7</B> <SEP> 20 <SEP> 0,30 <SEP> 2,3 <I>Beispiel 2</I> Flüssiges, dimeres 1,4-Bis-(cyclopentadienyl)-trans- buten-2 [-Bis-(cyclopentadienyl)
-verbindung Il] wird in Giessformen von 42 x 11 x 130 nun3 resp. 130x 130X2 mm3 gegossen.
Unter den nachstehend aufgeführten Härtungsbedingungen resultieren harte, klare, fehler- freie Giesskörper mit folgenden Eigenschaften:
EMI0004.0111
Probe <SEP> Härtungs- <SEP> Biege- <SEP> Sdhlagbiege- <SEP> E-Modul <SEP> Martens <SEP> Wasser bedingungen <SEP> Festigkeit <SEP> festigkeit <SEP> kg/mm2 <SEP> <SEP> C <SEP> aufnahme
<tb> kg/mm2 <SEP> cmkg/cm2 <SEP> DIN
<tb> 1 <SEP> 12 <SEP> h/160 <SEP> C <SEP> + <SEP> 5,7 <SEP> 3,5 <SEP> 481 <SEP> 100 <SEP> 0,041/0
<tb> 6 <SEP> h/180 <SEP> C
<tb> 2 <SEP> wie <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 5,7 <SEP> 3,4 <SEP> 448 <SEP> 218 <SEP> <B><I>0,05V0</I></B>
<tb> 6 <SEP> h/200 <SEP> C
<tb> 3 <SEP> wie <SEP> 2 <SEP> + <SEP> 6,3 <SEP> 3,25 <SEP> 478 <SEP> 234 <SEP> 0,0'4 <SEP> 0/0
<tb> 6 <SEP> h/220 <SEP> C
<tb> 4 <SEP> wie <SEP> 3 <SEP> + <SEP> 5,1 <SEP> 3,1 <SEP> 495 <SEP> >245 <SEP> <B>0,
06%</B>
<tb> 6 <SEP> h/220 <SEP> C Abhängigkeit der dielektrischen Eigenschaften der Giesslinge (Probe 4) von der Frequenz und der Tempe ratur:
EMI0005.0003
ro
<tb> <B>I <SEP> H <SEP> i@ <SEP> O <SEP> Y <SEP> Gi <SEP> i-a</B>
<tb> ö <SEP> x <SEP> 0 <SEP> h <SEP> +a <SEP> 4<B>a@) <SEP> C) <SEP> ä.,) <SEP> N</B> <SEP> -,-<B>b <SEP> d)</B>
<tb> h <SEP> o <SEP> Ga <SEP> y <SEP> 4\+ <SEP> A <SEP> Y
<tb> N <SEP> f%I <SEP> Ei <SEP> Jw
<tb> 50 <SEP> 20 <SEP> 0,01 <SEP> 3,1
<tb> 104 <SEP> 20 <SEP> 0,53 <SEP> 2,35
<tb> 105 <SEP> 20 <SEP> 0,49 <SEP> 2,30
<tb> 10<B>11</B> <SEP> 20 <SEP> 0,45 <SEP> 2,45
<tb> 10<B>7</B> <SEP> 20 <SEP> 0,36 <SEP> 2,44
<tb> 5 <SEP> x <SEP> 10<B>7</B> <SEP> 20 <SEP> 0,33 <SEP> 2,37
<tb> 10<B>11</B> <SEP> 20 <SEP> 0,83 <SEP> 2,46
<tb> 2,
5 <SEP> x <SEP> 10<B>8</B> <SEP> 20 <SEP> 1,05 <SEP> 2,38
<tb> 0,96 <SEP> x <SEP> 101<B>0</B> <SEP> 20 <SEP> 0,1 <SEP> 3,04
<tb> 50 <SEP> 25 <SEP> 0,01 <SEP> 3,1 <SEP> >2 <SEP> x <SEP> 101<B>7</B>
<tb> <B>50 <SEP> 50 <SEP> <I>0</I>,0<I>5</I> <SEP> 3,1 <SEP> 2,7 <SEP> X <SEP> 101g</B>
<tb> 50 <SEP> 75 <SEP> <B>0,302</B> <SEP> 3,1 <SEP> 1,3 <SEP> x <SEP> 101g
<tb> 50 <SEP> 100 <SEP> 0,01 <SEP> 3,1 <SEP> 1,1 <SEP> x <SEP> 101g
<tb> 50 <SEP> 125 <SEP> 0,02 <SEP> 3,1 <SEP> 1,1 <SEP> X <SEP> 1015
<tb> 50 <SEP> 150 <SEP> 0,01 <SEP> 3,1 <SEP> 3,4X1014
<tb> 50 <SEP> 175 <SEP> 0,1 <SEP> 3,2 <SEP> 2,4 <SEP> x <SEP> 1014
<tb> 50 <SEP> 200 <SEP> 0,3 <SEP> 3,2 <SEP> 5,5 <SEP> X <SEP> 101<B>3</B>
<tb> 50 <SEP> 225 <SEP> 1,0 <SEP> 3,2 <SEP> 5,5 <SEP> x <SEP> 1012
<tb> 50 <SEP> 240 <SEP> 2,26 <SEP> 3,2 <SEP> 1,
6 <SEP> x <SEP> 1012 <I>Beispiel 3</I> Ein Gemisch aus 648 Teilen 1,4-Bis-(cyclopentadienyl)- trans-buten- 2, [=Bis-(cyclopentadienyl)-verbindung II] und 316 Teile eines zähflüssigen lösungsmittelfreien Co- polymeren .aus Butadien und Styrol im Ge wichtsverhältnis 4:1, vom:
durchschnittlichen Molekulargewicht <B>8000-10000</B> und einer Jod- zahl von. ungefähr 300, das im Handel unter der geschützten Markenbezeichnung Beton 100 von der Firma ESSO erhältlich ist, wird unter gleichen Bedingungen und in :den gleichen Giess formen wie in Beispiel 2 ausgehärtet. Man er hält harte, klare und fehlerfreie Giesskörper mit folgenden Eigenschaften:
EMI0005.0027
Biegefestigkeit: <SEP> 640 <SEP> kg/cm2
<tb> Schlagbiegefestigkeit:
<SEP> 5,8 <SEP> crnkg/cm2
<tb> Elastizitätsmodul: <SEP> 382 <SEP> kg/mm2
<tb> Formbeständigkeit <SEP> in
<tb> der <SEP> Wärme <SEP> nach <SEP> Martens <SEP> (DIN): <SEP> 78 <SEP> <SEP> C Abhängigkeit der dielektrischen Eigenschaften der Giessdinge von der Frequenz und der Temperatur:
EMI0005.0032
Frequenz <SEP> Temp. <SEP> D'ielek- <SEP> Dielektri- <SEP> Spez.
<tb> sec-' <SEP> <SEP> C <SEP> trischer <SEP> zitäts- <SEP> Widerstand
<tb> Verlust- <SEP> konstante <SEP> ,D <SEP> cm
<tb> faktor
<tb> <B>tg</B> <SEP> ssX <SEP> 102
<tb> 50 <SEP> 20 <SEP> 0,03 <SEP> 2,8
<tb> 500 <SEP> 20 <SEP> 0,45 <SEP> 2,6
<tb> 10<B>1</B> <SEP> 20 <SEP> 0,62 <SEP> 2,7
<tb> 104 <SEP> 20 <SEP> 0,72 <SEP> 2,7
<tb> 105 <SEP> 20 <SEP> 0,48 <SEP> 2,5
<tb> <B>10</B>g <SEP> 20 <SEP> 0,51 <SEP> 2,4
<tb> 10<B>7</B> <SEP> 20 <SEP> 0,55 <SEP> 2,4
EMI0005.0033
<I><U>Tabelle <SEP> (Fortsetzung)</U></I>
<tb> Frequenz <SEP> Temp.
<SEP> Dielek- <SEP> Dielektri- <SEP> Spez.
<tb> sec-' <SEP> <SEP> C <SEP> trischer <SEP> zitäts- <SEP> Widerstand
<tb> Verlust- <SEP> konstante <SEP> ,Q <SEP> cm
<tb> faktor <SEP> a
<tb> tg <SEP> ax <SEP> 102
<tb> 50 <SEP> 25 <SEP> 0,03 <SEP> 2,8 <SEP> 1,7 <SEP> X <SEP> 101<B>7</B>
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 0,03 <SEP> 2,8 <SEP> 3,5 <SEP> X <SEP> 101g
<tb> 50 <SEP> 76 <SEP> 0,05 <SEP> 2,8 <SEP> 1,5 <SEP> X <SEP> 101<B>7</B>
<tb> 50 <SEP> 100 <SEP> 0,07 <SEP> 2,8 <SEP> 6,7 <SEP> x <SEP> 101<B>5</B>
<tb> 50 <SEP> 125 <SEP> 0,01 <SEP> 2,8 <SEP> 7,6 <SEP> X <SEP> 1014
<tb> 50 <SEP> 150 <SEP> 0,11 <SEP> 2,8 <SEP> 3,4 <SEP> x <SEP> 1014
<tb> 50 <SEP> 175 <SEP> 0,26 <SEP> 2,8 <SEP> 1,5 <SEP> X <SEP> 1014
<tb> 50 <SEP> 200 <SEP> 0,79 <SEP> 2,8 <SEP> 1,6 <SEP> x <SEP> 101<B>3</B>
<tb> 50 <SEP> 225 <SEP> 3,21 <SEP> 2,8 <SEP> 1,4 <SEP> x <SEP> 1011
<tb> 50 <SEP> 240 <SEP> 6,
31 <SEP> 2,8 <SEP> 4,6X <SEP> 1011 <I>Beispiel 4</I> Die Mischung aus 525 Teilen eines @dimeren Di-cyclopenta'dienyl-di- methylsilans vom Molgewicht 390 [=Bis-(cyclo- pentadienyl)-verbindung II] und 475 Teilen des im Beispiel 3 verwendeten Butadien- Styrol-Copolymeren Beton 100 wie in Bei spiel 2 beschrieben, in Formen gegossen und, gehärtet.
Man erhält harte, klare, fehlerfreie Giesskörper mit folgenden Eigenschaften:
EMI0005.0049
Biegefestigkeit: <SEP> 900 <SEP> kg/cm.<B>2!</B>
<tb> Schlagbiegefestigkeit: <SEP> 8,3 <SEP> cmkg/cm2
<tb> Elastizitätsmodul: <SEP> 450 <SEP> kg/mm2
<tb> Mechanische <SEP> Formbeständigkeit <SEP> in
<tb> der <SEP> Wärme <SEP> nach <SEP> Martens <SEP> (DIN): <SEP> 62 <SEP> C Abhängigkeit der dielektrischen Eigenschaften der Giesslinge von der Frequenz und der Temperatur:
EMI0005.0053
Frequenz <SEP> Temp. <SEP> Dielek- <SEP> Dielektri- <SEP> Spez.
<tb> sec-1 <SEP> <SEP> C <SEP> trischer <SEP> zitäts- <SEP> Widerstand
<tb> Verlust- <SEP> konstante <SEP> jQ <SEP> cm
<tb> faktor <SEP> E
<tb> <B>tg <SEP> Q <SEP> X <SEP> 1<U>02</U></B>
<tb> 50 <SEP> 20 <SEP> 0,18 <SEP> 2,6
<tb> 500 <SEP> 20 <SEP> 0,87 <SEP> 2,7
<tb> 10<B>3</B> <SEP> 20 <SEP> 0,81 <SEP> 2,7
<tb> 104 <SEP> 20 <SEP> 0,64 <SEP> 2,7
<tb> 105 <SEP> 20 <SEP> 0,29 <SEP> 2,4
<tb> 10g <SEP> 20 <SEP> 0,33 <SEP> 2,3
<tb> 10<B>7</B> <SEP> 20 <SEP> 0,41 <SEP> 2,4
<tb> 50 <SEP> 25 <SEP> 0,18 <SEP> 2,6 <SEP> 8,8 <SEP> x <SEP> 101g
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> 0,33 <SEP> 2,6 <SEP> 2,7 <SEP> x <SEP> 101g
<tb> 50 <SEP> 75 <SEP> 0,53 <SEP> 2,6 <SEP> 8,3 <SEP> x <SEP> 1015
<tb> 50 <SEP> 100 <SEP> 0,49 <SEP> 2,7 <SEP> 7,8 <SEP> x <SEP> 1014
<tb> 50 <SEP> 125 <SEP> 0,32 <SEP> 2,
7 <SEP> 4,3 <SEP> x <SEP> 101<B>3</B>
<tb> 50 <SEP> 150 <SEP> 0,50 <SEP> 2,7 <SEP> 5,0x <SEP> 1012
<tb> 50 <SEP> 175 <SEP> 1,95 <SEP> 2,8 <SEP> 1,0x <SEP> 1012
<tb> 50 <SEP> 200 <SEP> 6,50 <SEP> 2,8 <SEP> 3,4x <SEP> 1011 <I>Beispiel 5</I> Dimeres a,ä -B.is-(cyclopentadienyl)-p-xylol [Bis- (cyclopentadienyl)-verbnndung IV] wird wie im; Beispiel 1 in Aluminiumformen gegossen und 2 Stunden bei 150 C und 24 Stunden bei 180 C gehärtet.
Man er-
EMI0006.0001
hält <SEP> harte, <SEP> fehlerfreie <SEP> Giesskörper <SEP> mit <SEP> folgenden <SEP> Eigen schaften:
<tb> Biegefestigkeit: <SEP> 1230 <SEP> kg/cm2
<tb> Schlagbiegefestigkeit: <SEP> 9,6 <SEP> omkg/cm2
<tb> Elastizitätsmodul: <SEP> 260 <SEP> kg/mm@
<tb> Mechanische <SEP> Formbeständigkeit <SEP> in
<tb> der <SEP> Wärme <SEP> nach <SEP> Martens <SEP> (DIN):
<SEP> 131 <SEP> C Abhängigkeit der :dielektrischen Eigenschaften der Giesslinge von der Frequenz und ,der Temperatur:
EMI0006.0008
Frequenz <SEP> Temp. <SEP> Dielek- <SEP> Dielektri- <SEP> Spez.
<tb> sec-1 <SEP> <SEP> C <SEP> trischer <SEP> zitäts- <SEP> Widerstand
<tb> Verlust- <SEP> konstante <SEP> .Q <SEP> cm
<tb> faktor <SEP> E
<tb> <B>tg <SEP> ss <SEP> X <SEP> 102</B>
<tb> 50 <SEP> 22 <SEP> 0,08 <SEP> 2,7 <SEP> -r2 <SEP> X <SEP> 1017
<tb> 50 <SEP> 40 <SEP> 0;
08 <SEP> 2,7 <SEP> -2 <SEP> X <SEP> 1017
<tb> 50 <SEP> 55 <SEP> 0,12 <SEP> 2,7 <SEP> 5,6x1016
<tb> 50 <SEP> 75 <SEP> 0,12 <SEP> 2,7 <SEP> 4,4x <SEP> 1016
<tb> 50 <SEP> 100 <SEP> 0,10 <SEP> 2,7 <SEP> 4,4x <SEP> 1015
<tb> 50 <SEP> 125 <SEP> 0,11 <SEP> 2,7 <SEP> 7,6x1014
<tb> 50 <SEP> 150 <SEP> 0,22 <SEP> 2,7 <SEP> 6,4 <SEP> x <SEP> 1013
<tb> 50 <SEP> 175 <SEP> 0,95 <SEP> 2,7 <SEP> 4,4 <SEP> x <SEP> 1012
<tb> 50 <SEP> 190 <SEP> 2,80 <SEP> 2,7 <SEP> 8,8 <SEP> x <SEP> 1011
<tb> 50 <SEP> 210 <SEP> 11,0 <SEP> 2,8 <SEP> 1,5 <SEP> X <SEP> 1011
<tb> 50 <SEP> 20 <SEP> 0,0,8 <SEP> 2,7
<tb> 103 <SEP> 20 <SEP> 0,87 <SEP> 2,7
<tb> 104 <SEP> 20 <SEP> 0,52 <SEP> 2,7
<tb> 105 <SEP> 20 <SEP> 0,20 <SEP> 2,7
<tb> 106 <SEP> 20 <SEP> 0,20 <SEP> 2,6
<tb> 107 <SEP> 20 <SEP> 0,30 <SEP> 2,
6 Unter den bekannten hartbaren Kunstharzen haben sich bisher,die Epoxyharze als Isolierstoffe für elektro technische Zwecke mit Abstand am besten bewährt. Zum Vergleich der in den vorstehenden Beispielen be schriebenen neuen Isoliermassen mit dem Stand der Technik wurde daher folgende zur Herstellung elektri scher Isolierungen besonders geeignete
hartbare Epoxy- harzmischung gewählt, und bei den daraus hergestellten gehärteten Giesslingen die Abhängigkeit der dielektri schen Eigenschaften von der Frequenz und der Tempe- ratur gemessen:
100 Teile eines in bekannter Weise durch Umset- zung von Bis-(hydroxyphenyl)-dimethylmethan (=Bis phenol A) und Epichlomhydrin in Gegenwart von Alkali hergestellten Epoxyharzes mit einem Epoxydgehalt von 2,
4 Epoxydäquivalenten/kg und einem Erweichungs- punkt von 50 C und 30 Teile Phthalsäureanhydrid wurden bei 100 C vermischt, in Giessformen von 130x 130x 2 mm3 gegossen und 24 Stunden bei 140 C ausge härtet.
An den so hergestellten Prüfplatten wur den die folgenden dielektrischen Eigenschaften ermittelt:
EMI0006.0061
a
<tb> <B>@, <SEP> dV<I>2</I> <SEP> 0X <SEP> .yh</B>
<tb> <B>vm#xb <SEP> ayS.i <SEP> @'av</B>
<tb> <U>W <SEP> H</U>o <SEP> <U>(@ <SEP> @w <SEP> Ä1</U>.0-0
<tb> 50 <SEP> 20 <SEP> <B>0,35</B> <SEP> 3,8 <SEP> 2 <SEP> X <SEP> 101<B>1,</B>
<tb> 50 <SEP> 40 <SEP> 0,35 <SEP> 3,85 <SEP> 1,9 <SEP> X <SEP> 101<B>6</B>
<tb> 50 <SEP> 60 <SEP> 0,30 <SEP> 3,9 <SEP> 1,7 <SEP> x <SEP> 10'1s
<tb> 50 <SEP> 80 <SEP> 0,35 <SEP> 3,9 <SEP> 2,0x <SEP> 101<B>6</B>
<tb> 50 <SEP> 100 <SEP> 0,45 <SEP> 3,9 <SEP> 2,0 <SEP> x <SEP> 101<B>5</B>
<tb> 50 <SEP> 120 <SEP> 0,85 <SEP> 3,95 <SEP> 2,
0x <SEP> 101<B>3</B>
<tb> 50 <SEP> 130 <SEP> 2,7 <SEP> 4,25 <SEP> 50 <SEP> 140 <SEP> 8,3 <SEP> 5,1 <SEP> 2,2 <SEP> X <SEP> 1011
<tb> 50 <SEP> 20 <SEP> 0,35 <SEP> 3,8
<tb> 200 <SEP> 20 <SEP> 0,50 <SEP> 400 <SEP> 20 <SEP> 0,60 <SEP> 103 <SEP> 20 <SEP> 0,95 <SEP> 2,6
<tb> 104 <SEP> 20 <SEP> 1,65 <SEP> 2,6
<tb> 105 <SEP> 20 <SEP> 3,30 <SEP> 3,4
<tb> 106 <SEP> 20 <SEP> 4,25 <SEP> 3,3
<tb> 107 <SEP> 20 <SEP> 4,55 <SEP> 3,1
<tb> 5 <SEP> x <SEP> 107 <SEP> 20 <SEP> 3,0 <SEP> 3,1
<tb> 108 <SEP> 20 <SEP> 2,83 <SEP> 2,8
<tb> 2,5 <SEP> x <SEP> 108 <SEP> 20 <SEP> 4,57 <SEP> 3,0
<tb> 0,96 <SEP> x <SEP> 1016 <SEP> 20 <SEP> 5,0 <SEP> 2,4
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Verwendung von in: organischen Lösungsmitteln löslichen, bei Zimmertemperatur flüssigen oder schmelz baren dimeren oder oligomeren Bis-(cyclopentadienyl)- verbindungen der allgemeinen Formel EMI0006.0073 worin R einen Rest EMI0006.0075 oder eineu zweiwertigen adiphatischen,cycloaliphati- schen, araliphatischen oder aromatischen Kohlenwas serstoffrest bedeutet, und n für eine Zahl im Wert von 2 bis 20 steht und R und Ri je ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeuten, allein. oder zusam men mit in organischen Lösungsmitteln:löslichen, flüssi gen oder schmelzbaren Polymeren oder Copolymeren von Dienen zum elektrischen Isolieren unter direkter Umwandlung in den gehärteten, unlöslichen und schmelzbaren Zustand durch Erwärmen. UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet,dass man das diniere 1,4-Bis-(cyclapentadien- yl)-buten-2 verwendet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1325862A CH454982A (de) | 1962-11-13 | 1962-11-13 | Isolierstoff für elektrotechnische Zwecke |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1325862A CH454982A (de) | 1962-11-13 | 1962-11-13 | Isolierstoff für elektrotechnische Zwecke |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH454982A true CH454982A (de) | 1968-04-30 |
Family
ID=4390815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH1325862A CH454982A (de) | 1962-11-13 | 1962-11-13 | Isolierstoff für elektrotechnische Zwecke |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH454982A (de) |
-
1962
- 1962-11-13 CH CH1325862A patent/CH454982A/de unknown
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