DE2338185A1 - Verfahren zur herstellung von polyurethan-formkoerpern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von polyurethan-formkoerpern

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DE2338185A1 DE19732338185 DE2338185A DE2338185A1 DE 2338185 A1 DE2338185 A1 DE 2338185A1 DE 19732338185 DE19732338185 DE 19732338185 DE 2338185 A DE2338185 A DE 2338185A DE 2338185 A1 DE2338185 A1 DE 2338185A1
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Description

Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-F ormkSrpem
Es ist bekannt, die Freiluftbeständigkeit von Epoxiharz-iscüierten. Geräten dadurch zu erhöhen, daß man sie mit einem Überzug aus aromatenfreien Polyurethanlacken überzieht und somit durch Hydrophobierung die Beständigkeit gegen den Angriff der Atmosphärilien bei Aufstellung der Geräte im Freien verbessert (deutsche Patentschrift 1 078 222).
Bs ist auch bekannt, elektrische Isolatoren fremdschiehtkriechstromfest dadurch zu machen, daß man sie mit einer Außenschicht von geringer Stärke überzieht. Diese Hülloder Mantelmasse besteht aus aliphatischen Polyurethan-Massen, welche frei von aromatischen oder cycloaliphatischen Gruppen sind (deutsche Offenlegungsschrift 1 769 113).
Versucht man aus diesen Mantelmaterialien massive Isolatoren herzustellen, so sind die mechanischen Festigkeiten der daraus gefertigten Isolatoren, insbesondere der Martensgrad (DIN 53462), nicht ausreichend, so daß die Massen in der Praxis nur für Überzüge verwendet werden können.
Le A 15 110 - 1 -
509808/0930
Entgegen der Peststellung in der deutschen Offenlegungsschrift 1 769 113 wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Polyurethane, welche zumindest teilweise aus cycloaliphatischen Bausteinen aufgebaut sind, ganz ausgezeichnet für die Herstellung von Freiluftisolatoren bzw. für die Herstellung von elektrischen Schaltanlagen geeignet sind, wenn bei ihrer Herstellung bezüglich der einzusetzenden Ausgangsmaterialien eine ganz bestimmte nachstehend näher erläuterte Auswahl getroffen wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von lichtbogenfesten, kriechstrombeständigen und freilufttauglichen Polyurethan-Formkörpern für Freiluftisolationen und elektrische Schaltanlagen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit zumindest teilweise cycloaliphatisch ge-
.,_,-_., , ^bdeen Isocyanatgruppen mit Polyolgeiaischen gegebenen-.
falls in Gegenwart von in der Polyurethan Chemie "bzw. Gießharz Technologie üblichen Susätzen, wobei die Mengenverhältnisse der Reaktionspartner so gewählt werden, daß ein ITCO/OH-Vcirliältnis von 0,8 - 1,2 vorliegt, dadurch gekennzeichnet, da:3 als Polyoigemisch ein solches einer mittleren OH-Punktionalität von 2,2 - 3,0 gewählt wird, welches aus
1)5 - 30 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtpolyoigemisch aus Polyolen eines unter 1000 liegenden Molekulargewichts,deren Hydroxylgruppen zu 50 cycloaliphatisch gebundene Hydroxylgruppen darstellen und die außer cycloaliphatisch gebundenen Hydroxyl-
Le A 15 110 - 2 -
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gruppen lediglich aliphatisch gebundene Hydroxylgruppen aufweisen und
2) 70 - 95.Gewichtsprozent aus Polyolen mit aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen mit einem unter 1000 liegenden Molekulargewicht
besteht.
Die Herstellung der Formkörper nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt vorzugsweise im Eintopf-Verfahren*durch Vermischen der Reaktionskomponenten und anschließender Kalt- oder Heißhärtung unter gleichzeitiger Formgebung nach den an sich bekannten Gieß-, Sprits- oder Laminiertechniken. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch nach dem Präpolymer-Prinzip durchgeführt werden, wobei die Isocyanatkomponente mit einen Teil der Polyolkomponenten zu einem NCO-Präpolymer umgesetzt wird, welches anschließend mit der restlichen Polyolkomponenten sowie Hilfs- und Zusatzstoffen vermischt vird, worauf sicli vorzugsweise die Herstellung des gewünschten Formkörpers in einer Formpresse anschließt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden Isocyanatkomponente und Polyolkomponente in einem NCO/OH-Verhältnis von 0,8 - 1,2, vorzugsweise 0,95 - 1,05, entsprechenden Mengen eingesetzt.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren zun Einsatz gelangende Poly is ocyanatkomponente weist mindestem1. 25, vorzugsweise mindestens 50 Cycloaliphatisch gebundene Isocyanatgruppen neben aliphatisch gebundenen Isocyanatgrupper auf. Die Iolyisocyanatkomponente kann entweder aus einem
*) bzw. Einstufen-Verfahren
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einzigen Polyisocyanat oder aus Gemischen mehrerer Polyisocyanate bestehen. Geeignete cycloaliphatische Polyisocyanate sind insbesondere solche der allgemeinen Formel
woboi η für 2 oder 3 steht und R einen cycloaliphatische IOl]I «wasserstoffrest mit 5 - 15 Kohlenstoffatomen darr?-':iTllt. Heben derartigen cycloaliphatischen Polyisocyanaten könne]) beim erfindungsgeaäßen Verfahren auch aliphatische Polyisocyanate der genannten allgemeinen Formel eingesetzt werden, invelchen η die bereits genannte Bedeutung hat und H für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit A - 1β Kohlenstoffatomen steht, der insbesondere durch Urethan- oder Biuretgruppen unterbrochen sein kann.
Typische Beispiele für für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete cycloaliphatische. Diisocyanate sind 3-Isocyanatomethyl-3,5,S-trimethyl-cyclohexylisocyanatf 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylpropan-(2 ,^, 2,4-Diisocyanato-i -methyl-cyclolicxan oder 2,6-I)iisocyanato-1-methyl-cyclohexan.
Beispiele geeigneter aliphatischer Polyisocyanate sind Tetrametliylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Octamethylendiisocyanat, Triiaetliylhexamethylendiisocyanat, Trjί3-(iGocyanato-hexyl·9biuret oder Uretnangruppen aufweisende Polyisocyanate wie zum Beispiel das Umsetzungsprodukt von 3 KoI HexanethylendjJ3ocyanat nit 1 Hol Trimethylolpropan.
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Bei der beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz gelangenden Polyolkomponenten handelt es sich um ein Polyolgemiseh der mittleren OH-Funktionalität 2,2 - 3,0, vorzugsweise 2,6 - 2,98. Bei dem Polyolgemiseh handelt es sich um ein Gemisch von
1. Cycloalkanpolyolen, d.h. um Polyalkohole mit cycloaliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen und
2. Alkanpolyolen, d.h. um Polyalkohole mit aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen.
Die Polyolkomponenten 1 und 2 werden in einem Gewichtsverhältnis von 1:2-1:30, vorzugsweise von 1 : 3 - 1 : 25 , entsprechenden Mengen eingesetzt.
Geeignete cycloaliphatische Polyole sind insbesondere solche des Molekulargewichtsbereichs 116 - 1000 , vorzugsweise 116 - 300, wie z.B. die verschiedenen isomeren Cyclohexan-diole und -triole, 4,4l-Dihydroxy-dicyclohexylmethan, 4,4f-Dihydro^y-dicyclohexylpropan-(2,2)u.dgl.
Bei der Polyolkomponenten 2 handelt es sich entweder um Alkanpolyole des Molekulargev/ichtsbereichs 62 - 1000 oder um Gemische derartiger Alkanpolyole mit den in der Polyurethan Chemie an sich "bekannten Polyätherpolyolen und/oder Estergruppen-haltigen Polyolen mit aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen. Gegebenenfalls können beim erfindungsgemäßen Verfahren aliphatisch^ Polyolgemisehe mitverwendet werden, welche 0-80 Gewichtsteile an Polyätherpolyol eines unter I000 liegenden Molekulargewichts und/oder 0-25 Gewichts teile Estergruppenhalt iges Polyol eines unter 1000 liegenden I-Iolekular-
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gewichts pro 100 Gewichtsteilen Alkanpolyol enthalten.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Alkanpolyole sind insbesondere 2 - 4-wertige aliphatische Alkohole, wie z. B. Äthylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, Hexaiaethylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit u. dgl.
I1Ur das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Polyätherpolyole sind insbesondere Anlagerungsprodukte von Äthylenoxid und/oder Propylenoxid an niedermolekulare Polyöle der oben beispielhaft angeführten Art, wobei die Menge des aufzupfropfenden Alkylenoxide jedoch so bemessen wird, daß die genannten oberen Molekulargewichtsgrenzen nicht überschritten werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Estergruppenhaltige Polyole sind die in der Polyurethan-Chemie an sich bekannten Estergruppen-haltigen Reaktionspartner für Polyisocyanate, wie z. B. die aus den oben beispielhaft genannten niedermolekularen Polyolen und unterschüssi^en Mengen an Dicarbonsäuren, wie z. B. Adipinsäure oder Phthalsäure zugänglichen Polyesterpolyole oder aber auch Hydroxylgruppen aufweisende Glyceride, wie z. B. Rizinusöl oder auch Verkochungsprodukte von Hydroxylgruppen-freien Fetten und Ölen mit Polyolen,wie Trimethylolpropan oder Glycerin.
Grundsätzlich ist es auch möglich, beim erfindungsgemäßen Verfahren geringe Mengen, d.h. ca. 1 - 10 Gew.-# bezogen auf P0I70I komponente an höhermolekular en Polyolen des Molekulargewichtabereichs 1000 - 4000 initauverwenden, ohne die vorteilhaften Eigenschaften der Verfahre ns produkte merk Lieh zu ba
Außer den genannten Re aktionopartnerη v/erden beim erfindungsgemäßen Verfahren gegebenenfalls «lie in der Poly urethan- Chenie bzw. Gießharz-Technolorie üblichen HiLfs- und Zusatzstoffe mitverwendet, Beispiele; hierfür j.in<i:
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1. Wasseradsorber. wie Alkali-Alumosilikat mit Zeolithstruktur
Wenn es nicht gelingt, das Reaktionsgemisch allein durch Vakuumbehandlung zu entgasen und zu entfeuchten, so muß der Kesktionsmasse Zeolith zugesetzt werden, um blasenfreie Gießlinge zu erhalten.
2. Katalysatoren
Dj ο Reaktion zwischen Harz und Härter kann durch Katalysatoren in Gang gesetzt bzw. beschleunigt werden. Geeignet sind:
tortiäre Amine, wie Triäthylanün, Triäthylendiamin, ine tall organische Verbindungen, wie Zinkoctoat xtnd JJi butyl zinndi laurat.
Besonders geeignet sind Miochungen der beiden Katalysatorentypen.
7♦ Eigenschaftsverbessernde Füllstoffe, wie
Quarzmehl, Kreide, Aluminiumtrioxidhydrat und Gewebe, Fasern, Schnitzel aus Glas oder Textil.
4. riammhemmer und Weichmacher sowie andere in der Gießharztechnologie übliche Zusätze.
Die erfindungsgenäße Herstellung der Isolierstoffe kann nach der üblichen Yerarbeitungsweise für Gießharze erfolgen.
Im einfachsten Fall bringt man die Isocyanat-Komponente auf Temperaturen von 20 bis 1300C und gibt unter Hühren (las Polyolgemisch hinan und gießt dir so er-
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haltene Mischung in eine Form aus Kunststoff oder Metall, die vorher mit Trennmittel behandelt wurde. Die Härtung erfolgt in der Form bei Temperaturen von 23 bis 30°C nach Zugabe von Katalysatoren (Kalthärtung) oder bei 30 bis 80°C (Warmhärtung) oder bei 80 bis 1800C (Heißhärtung) wahrend einer Zeit zwischen einigen Minuten bis zu mehreren Stunden. Nachtempern der entformten Formstoffe bei 140 bis 180°C im Heizschrank bringt in gedem Falle eine Vergütung der Formstoffeigenschaften.
Zu einem beliebigen Zeitpunkt vor der Härtung können erforderlichenfalls die Zusatzstoffe, wie Wasseradsorber, Füllstoffe, Weichmacher, Farbstoffe, Pigmente, Flammhemmer, Formentrennmittel, und andere Zusatzmittel in getrocknetem und evakuierten Zustand hinzugegeben werden.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in dem Umstand begründet, daß die Herstellung von hochgefüllten ( 70 - 80 Gewichtsprozent an inerten Füllstoffen bezogen auf die Gesamtmasse.) Formkörpern hervorragender mechanischer Eigenschaften insbesondere eines über 11 5S3 He^nden Hartensgrad (DIl/ 53462) und ausgezeichneter Lichtbogen- und Kriechstrom-Festigkeiten ermöglicht wird.
* _ . .. .TtanhR-fceheiid/
An elektrischen Prufmethoden werdenyfolgende 2 Laborverfahren,
die in Tformschriften eingehend beschrieben sind, praktiziert:
1. Bestimmung der Lichtbogenfestigkeit nach ASTM D 495-61.
2. Bestimmung der Hochspannungskriechstromzeitbeständigkeit
nach. ASTM D 2303 (vergleichende Prüfmethode zur Bestimmung der Kriechstromfestigkeit und Aushöhlung von Isolationsmaterial mit einer verunreinigten Flüssigkeit an einer geneigten Fläche). Es handelt sich um eine Methode zur Untersuchung der Kriechstromfestigkeit bei Hochspannung und unter erschwerten Umweltbedingungen (ETZ-B 22 (1970) 579-580). Neben diesen Labormethoden werden praxisnahe Erprobungen an Isolatoren unter mechanischen, elektrischen und klimatischen Belastungen im Dauerversuch als Lebensdauerprüfungen durchgeführt.
Sieht man von der klimatischen Belastung (insbes. dem Wassereinfluß in seinen verschiedenen Erscheinungsformen, wie Regen, Nebel, Eis und Tau) ab, so sind lichtbogenfeste und kriechstrombeständige Isolierstoffe, vor allem mit einer WärmeStandfestigkeit nach Martens von 115-14-50C, auch geeignet für Schalterteile bevorzugt in SPg—isolierten Anlagen.
Wie aus den nachstehenden Beispielen ersichtlich, sind die gemäß erfindungsgemäßem Verfahren zugänglichen Formkörper sowohl Formkörpemauf Basis von aromatischen und/oder aliphatischen Polyisocyanaten, als auch Porrakörpemauf Basis cyeloaliphatischer Polyisocyanate in Kombination mit ausschließlich aliphatischen Polyolen deutlich überlegen. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielbare Korabination sehr guter elektrischer und hervorragender mechanischer Eigenschaften erschien bislang auf dem Gebiet der Elektro-Isolierstoffe auf Basis von Polyurethanen unerreichbar.
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5 0 9 8 ü 8 / 0 U 3 0
Beispiel 1 (Vergleich) °m
Probe A: 136 g Polyätherpolyol (Propylenoxid angelagert an Trimethylolpropan; OH-Gruppengehalt 12 #) werden mit 14 g Zeolith-Paste (hergestellt aus Natriumaluminiumsilikat und Rizinusöl im Verhältnis 1:1) und 280 g Quarzmehl im Vakuum ( 1 Torr) bei 100°0 verrührt und entgast bis zur Blasenfreiheit im Vakuum. Als Isocyanatkomponente werden 100 g 3,3,5-Triroethyl-5-isocyanatonethyl-cyclohexylisocyanat bei 100°r' im Vakuum mit 300 g Quarzmehl entgast. Nach dem Abkühlen beider Reaktanten auf 60°C erfolgt das Homogenisieren im Vakuum. Die Reaktionsmasse wird in 1200C heiße Aluminiumformen gegossen und
in 24 Std. ausgehärtet.
Biegefestigkeit Schlagzähigkeit Wärmeformbeständigkeit Lichtbogenfestigkeit
Kriechstromzeitbeständigkeit ASTM D 2303 6 kV - 360 min
Probe B; Entsprechend dem unter Probe A beschriebenen Verfahren wird eine Reaktionsmasse der Zusammensetzung:
116 g Polyätherpolyol wie Beispiel 1, Probe A 100 g 4,4I-Diisocyanatodicyclohexylmethan
12 g Zeolith-Paste 530 g Quarzmehl
hergestellt und bei einer Mas se temperatur von 80°C in 130°C warme Aluminiumformen gegossen. Die Aushärtung erfolgt bei 1*0°C über 24 Stunden. Folgende Formstoffwerte wurden ermittelt:
DIN 53 452 1320 kp/cm2
DIN 53 453 8-12 kp cm/cm
DIN 53 462 56°G
ASTM D 495-61 215 Sek.
Le A 15 110 - K) -
5 0 9 8 0 8 / 0 9 3 0
Biegefestigkeit Schlagzähigkeit Warmeformbeständigkeit Lichtbogenfestigkeit Kriechstromzeitbeständigkeit
452 2338185
DIN 4-53 1200 kp/cm2
DIN 16 kp cm/cm
DIN 495-61 510C
ASTM 2303 209 Sek.
ASTM 6 kV - 264 min
•
53
53
53
D
D
Probe C: 100 g PolyätherpolyolTtfie in Beispiel 1,Probe A, werden mit 10 g Zeolith-Paste, einer Anreibung von 5 g Natriumaluminiumsilikat mit 5 g Rizinusöl und 210 g vorgetrocknetem Quarzmehl im Vakuum (1 Torr) bei 1000C bis zur Blasenfreiheit gerührt. Nach dem Erkalten auf Raumtemperatur werden 100 g 4,4·' -BLphenylmetbandiisocyanat zugegeben und die Reaktionsmasse in Aluminium-Plattenformen gegossen. Aushärtungsbedingungen: 23°C/24 Std. Ermittelte Formstoffwerte:
Biegefestigkeit DIN 53 452 1020 kp/cnr
Schlagzähigkeit DIN 53 453 13 kp cm/cm
Wärmeformbeständigkeit DIN 53 462 700G
Lichtbogenfestigkeit ASTM D 495-61 144 Sek.
Kriechstromzeitbeständigkeit ASTM D 2303 4,75 kV - 20 min
Probe D: 74 r Polyätherpolyol wie in Beispiel 1, Probe A,werden mit
6 g Zeolith-Paste (Natriumaluminosilikat- und Rizinusöl 1:1) und 180 g vorgetrocknetem Quarzmehl im Vakuum von 1 Torr bei 100°C aufbereitet. Nach dem Abkühlen auf 700C werden 100 g Tris-(isocyanatohexyl-)biurete zugegeben und die Reaktionsmasse in Aluminiumformen bei 700C in 24 Stunden ausgehärtet. Gemessene Formstoffwerte:
Biegefestigkeit DIN 53 452 235 kp/cm
Schlagzähigkeit DIN 53 453 48 kp cm/cm
Wärmeformbeständigkeit DIN 5? 462 290C
Lichtbogenfesi igkeit ASTM D 495-61 182 Sek.
Kriechstromzfi4beotändigkeit ASTM D 25OJ. 4,75 kV - '.,-
i IO
- 11 -
Aus obigen Vergleichsversuchen ergibt sich, daß die gemäß Verfahren des Standes der Technik hergestellten Prüfkörper, sofern sie frei von Aromaten sind wie die Proben A,B und D, zufriedenstellende elektrische Eigenschaften aufweisen, jedoch insbesondere bezüglich ihrer Wärraeformbeständigkeit unbefriedigend sind. Probe C befriedigt weder in elektrischer noch mechanischer Hinsicht.
Beispiel 2
Zui Aufbereitung der Isocyanat-Eomponenten werden 47Og
mit 1440 g Quirsmehl im Vakuum von kleiner 1 Torr bei 1000C unter Verrühren entgast, bis keine Blasen mehr von der Flüssigkeitsoberfläche aufsteigen.
Zur Herstellung der Polyolkoraponente von der mittleren Funktionalität
2,70 und einem Mol-Verhältnis von cycloaliphatischen zu aliphatischen Polyolen von 1 : 2,4 werden zunächst 30 g Polyätherpolyol wie in Beispiel 1, ProbeA, mit 30 g Zeolith-Pulver (Natriumaluminosilikat) auf einem Walzenstuhl abgerieben. Diese Paste wird zu einer 1000C heißen Schmelze, bestehend aus
135 6 Trimethylolpropan 45 g Cyclohexandiol 1,2 15 E 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan
gegeben und bei 1000C im Vakuum gerührt und entgast, bis keine Blasen mehr aufsteigen. Das Mischen von Harz und Härter erfolgt bei 85°C unter Normaldruck. Sobald die Reaktionsmasse homogen ist, läßt sie sich vergießen.
Le A 15 110 - 12 -
509808/0930
DIN 53 452 I1K)O-1500 kp/cm2
DIN 53 454 6 -ϊ\ kp/cm
DIM 53 462 1400C
ASTM D 49 rj 200 Ssk.
Der größere Anteil wird zur Herstellung eines Tropfkantenstüfczisolators für 24 kV (Gießgewicht 1,8 kg) verwendet. Die Stahlforin für den Stützer wird auf 12O°O vorgewärmt, mit der Reaktionsmasae gefüllt und im Ofen in 16 Stunden ausgehärtet. Der Versuchsisolator ist im Freilufteinsatz, ohne daß sich Kriechspuren an der Oberfläche zeigen.
Aus dem kleineren Teil des Ansatzes wird in einer 1200C heißen Aluminiumform eine Platte gegossen. Härtungsbedingungen: 140 C/ 16 Std. An den aus dieser Platte hei'ausgeschnittenen Normprüfkörpern wurden folgende Werte gemessen:
Biegefestigkeit
Schlagzähigkei t
Martensgrad
Lichtbogenfes tigkei t
Kriechstromzeitbeständigkeit ASTM D 2303 6 kV - 480 min
Beispiel '-j
Die Aufbereitung der Isocyanabhiirskomponente: 402 g 3,3,5-Trinethyl-5-iBocyanatomethyl-cyclohexyLiBocyan'at und 1260 g Quarzmehl erfolgt durch Rühren im Vakuum von I Tori bei
Die Herstellung des Polyol-Härter-Gemisches (mittlere Funktionalität 2,94> Molverhältnis cycloaliphatisch zu aliphatisch wie 1:17) geschieht durch Mischen folgender Komponenten:
135 g Trimethylolpropan
15 g PerhydrobisphenoL
60 g Polyätherpolyol aus tJeLspiel I, Probe A
30 g Zeolith-Paste. hergestellt durch Anteigen von Zeolith mit Rizinusöl im Verhältnis 1:1
240 g Quarzmehl
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im Vakuum (1 Torr) bei 1000C bis zur Blasenfreiheit. Das Mischen von Harz und Härter erfolgt bei Normaldruck und 1000G in wenigen Minuten,
Ein Tropfkantenstützer wird in einer Stahlform von 120°C gegor.sen. Die Aushärtung wird in 16 Stunden bei 120°C vorgenommen. Der Stützer ist bei 24-kV Belastung in der Freilufterprobung, ohn.j daß Kriechspuren aufgetreten sind. Aus dem gleichen Ansatz lassen sich in Aluminiumformen Platten gießen. Aushärtung bei 1200C Ln 16 Stunden.
Forms toffwerte:
Biegefestigkeit DIN 53 452 1400-1600 kp/cmJ
Zugfestigkeit DIN 53 455 800-970 kp/cm2
Druckfestigkeit DIN 53 454 2700 kp/cm2
Schlagzähigkeit DIN 53 453 6-8 kp cm/cnr
Martensgrad DIN 53 462 120-"1460C
Lichtbogenfestigkeit ASTM D 495 220 Sek.
Kriechstromzeitbeständigkeit ASTM D 2303 bei 6 kV > 480 min
Beispiel 4
Die Aufbereitung der Isocyanatharzkomponente, bestehend auf5 390 g 4,4«-Diisocyanatodicyclohexylmethan und 1170 g Quarzmehl erfolgt durch Rühren im Vakuum von 1 Torr bei 100°(
VS ·
Die Herstellung des Polyol-Härter-Gemkches geschieht durch Mischen folgender Komponenten im Vakuum (1 Torr) bei K)O0C bij; iur Blasenfreiheit:
12,3 ß Perhydrobisphenol
112,5 g Trimethylolpropan
50,2 g Polyäfcherpolyol wie in Beispiel 1, Probe A 25,0 g Zeolith-Paste aus Zeolith und Rizinusöl 1:1 . 300,0 g Quarzmehl
Le A 15 110 - 14 -
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Durch Mischen von Harz und Härter "bei Normaldruck und 100°C erhält man in wenigen Minuten die Reaktionsmasse.
Ein Tropfkantenstützer wird in einer Stahlform von 130°C gegossen. Die Aushärtung erfolgt in 16 Stunden bei 1300C. Der Stützer ist bei 24 kV Belastung in der Freilufterprobung, ohne daß Kriechspuren aufgetreten sind.
Aus dem gleichen Ansatz lassen sich in Aluminiumformen Platten gießen. Aushärtung bei 130°C in 16 Stunden.
Formstoffwerte:
Biegefestigkeit MN 53 452 1400-1660 kp/cm2^
Schlagzähigkeit DIN 53 453 5,5-8,4 kp cm/cnr
Ilartensgrad DIN 53 462 1240C
Lichtbogenfestigkeit ASTM D 495 210 Sek.
Kriechstromzeitbeständigkeit ASTM D 2303 bei 6 kV - 480 min
Die Beispiele 2 bis 4 lassen erkennen, daß bei erhöhter Temperatur von 90 - 1OQPc eine ausreichende Verarbeitungszeit einstellbar ist.
Pur die aromaten!reien Systeme liegen die Werte für die Lichtbogenfestigkeit über 200 Sekunden. Die Prüfung auf die Hochspannungskriechstromzeitbeständigkeit ergibt in der Spannungsklasse von 6 kV auch nach 480 Minuten noch keinen Ausfall. Die PrüJ'irorper zeigen nach dem PrüfungsabbruchjEroision, aber keine Deformation, da die Platten (50 χ 120 χ 4 mm) infolge der hohen Formbeständigkeit in der Wärme (Martensgrade über 120°C) den thermischen Belastungen während der Prüfzeit standhalten.
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Die aus den cycloalxphatischen Systemen, hergestellten Tropfkantenisolatoren sind bei 24 kV Spanmjngsbelastung voll funktionstüchtig .
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Claims (4)

Patentansprüche;
1. Verfahren zur Herstellung von lichtbogenfesten, kriechstrombeständigen und freilufttauglichen lolyuretlian-Fonnkörpern für Frexluftisolationen und elektrische Schaltanlagen durch Umsetzung von Polyisocyanaten mitycycioalxphatisch gebundenen Isocyanatgruppen mit Polyolgemischen gegebenenfalls in Gegenwart von in der Polyurethan-Chemie bzw. Gießharz-Technologie üblichen Zusätzen, wobei die Mengenverhältnisse der Reaktionspartner so gewählt werden, daß ein NCO/OH-Verhältnis von 0,8 - 1,2 vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyolgemisch ein solches einer mittleren OH-Funktionalität von 2,2 - 3,0 gewählt wird, welches aus
1)5 - 30 Gewichtsprozent bezogen auf das GesaratpolyolgeiiiLGcli aus Polyolen eines unter 1000 liegenden Molekulargewichts,deren Hydroxylgruppen zu 50 - 100 cycloaliphatisch gebundene Hydroxylgruppen darstellen und die außer cycloaliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen lediglich aliphatisch gebundene Hydroxylgruppen aufweisen und
<)70 - 95 Gewichtsprozent aus Polyolen mit aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen axt einem unter 1000 liegenden Molekulargewicht
besteht.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aliphatische Polyolkoraponente 2) eine Mischung
Le A 15 Π0 - 17 -
5 0 9 8 0 8/0930
eingesetzt wird,"bestehend au3
a) 100 Gewichtsteilen Alkanpolyol,
b) 0 - 80 Gewichtsteilen aliphatxschem Polyätherpolyol und
c) 0 -25 Gewichtsteilen Estergruppen-aufweisendem Polyöl.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanatkomponente Polyisocyanate bzw. Polyisocyanatgemische eingesetzt werden, in welchen mindestens 25 % der vorliegenden Isocyanatgruppen cycloaliphatisch gebundene Isocyanatgruppen darstellen und welche außer cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen lediglich aliphatisch gebundene Isocyanatgruppen aufweisen.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyisocyanat 3-Isocyanatomethyl-3»5,5-trimethyl-cyclohexylisocyanat eingesetzt wird.
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