Elektrischer Leiter, der mit einem Polymer isoliert ist

Beschreibung

[0001] Diese Erfindung betrifft isolierte elektrische Leiter, insbesondere solche Leiter, die mit Polymeren isoliert sind. Als elektrische Leiter sollen sowohl Rundkabel als auch Flach- und Koaxialkabel verwendet werden.

[0002] Bei der Überzugs- und Isoliertechnik von elektrischen Leitern ist es bekannt, daß zur Erzeugung von zufriedenstellenden isolierten Schaltungen bzw. Installationen, harte und feste Überzüge bzw. Isolierungen, die einem hohem Verschleiß, Biegungsbeanspruchungen, hohen Temperaturen, aggresiven Umweltbedingungen und einem chemischen Angriff von Flüssigkeiten widerstehen, erforderlich sind.

[0003] Unter den Materialien, die zur Isolierung von Leitern für den Gebrauch unter derartigen Bedingungen verwendet werden, sind Mischungen aus lösungsmittellöslichen, hitzehärtbaren Phenylmethylsiloxanen und organischen Polyamiden genannt, die in US-PS 2,983,700 offenbart sind. Die Siloxane weisen 1,3 bis 1,95 Phenyl- und Methylgruppen pro Siliziumatom auf, bis zur Hälfte der Phenylgruppen können Biphenylgruppen sein und bis zu 10 % der organischen Gruppen können Tolyl-, Alkyl-, Ethyl- oder andere Gruppen sein. Die Siloxane sind in aromatischen, organischen Lösungsmitteln oder Mischungen löslich. Das Polyamid wird mit


bezeichnet, worin m zwei oder mehr, n 0 oder eine ganze Zahl, R der Rest einer ethylenisch ungesättigten Dicarbonsäure nach der Entfernung der Hydroxylgruppen und R1 der Rest von Isophthal-, Terephtal- oder gesättigten aliphatischen Säuren mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, deren Hydroxylgruppen entfernt sind.

[0004] Ein Draht wird mit dieser Mischung überzogen und durch Entfernung des Lösungsmittels sowie durch Erhitzen ausgehärtet, um auf dem Draht einen Isolierlacküberzug zu bilden.

[0005] Nachfolgend wurden Polyamide mit der Formel


in organischen Lösungsmitteln gelöst, wie in US-PS 3,325,450 dargelegt, und auf Metalle, beispielsweise in der Form von Drähten, aufgebracht. Das Lösungsmittel wurde verdampft und die Überzüge wurden erhitzt, um das Amid in den harten, widerstandsfähigen und gebrannten Imidüberzug zu zyklisieren. Von dem Amid, das in die Imidform zyklisiert werden sollte, konnten ebenfalls Filme gegossen werden, die in der Form von gewickelten Polyimid-Streifenfilmen auf Leitern verwendbar waren, wobei das Polyimid die Formel


aufwies, worin R ein bivalentes Kohlenwasserstoffradikal, R¹ ein monovalentes Kohlenwasserstoffradikal, ml 1 bis 1000, n 10 bis 10000 oder mehr bedeuten.

[0006] R ist üblicherweise Polyalkylen oder Polyarylen, und R¹ ist beispielsweise Methyl oder Phenyl.

[0007] Verbundmaterialien konnten hergestellt werden durch ein festes Verbinden von zwei Flachmaterialelementen aus dem gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Glas, Metalle oder Polymere, indem die Organosilanamid-Blockcopolymere, die in US-PS 3,740,305 beschrieben sind, in die entsprechenden Polyimide umgewandelt wurden, um die fest verbundenen Materialien zu bilden. Die Organosilanimide wurden auf die Oberflächen der Flachmaterialelemente, die verbunden werden sollten, aufgebracht, das Lösungsmittel wurde entfernt und die Zyklisierungsreaktion wurde durch Wärme bewirkt.

[0008] Ein anderer Weg zur Erreichung guter Eigenschaften bei den Siloxanimid-Harzen wurde in US-PS 3,763,081 dargelegt, wo ungesättigte Vinylgruppen, die auf Organosiloxanen substituiert waren, zu einem ausgehärteten Produkt durch Hitze und Sauerstoff oder Peroxid mit ungesättigten Gruppen auf Bismaleinsäureimiden vernetzt wurden, die durch Kondensation von Maleinsäureanhydrid mit p, p¹-Methylendianilin hergestellt wurden.

[0009] Derartige Organosiloxane haben die Formel


worin R ein monovalentes Kohlenwasserstoffradikal, üblicherweise Methyl, und n 0 bis 150 ist.

[0010] Eine wesentlich umfassendere und breitere Vielfalt von Organosiloxanimid-Blockcopolymeren als die oben erwähnten, wurde durch die US-PS 4,522,985 zur Verfügung gestellt; gemäß dieser Veröffentlichung wurden die Norbornan- und Norbornenkerne sowohl für die Siloxan- als auch die Diaminbereiche der Ausgangsmaterialien umfassend verwendet. Die Endprodukte, die Organosiloxanimide, sind Gummis, die unter Hitzeeinwirkung mit Peroxiden zu harten Elastomeren aushärtbar sind.

[0011] Wo Bandumwickelverfahren verwendet werden, um bei der Herstellung von isolierten, elektrischen Kabeln auf Leitern Schichten aufzubauen, haben die isolierenden und die physikalischen Eigenschaften von Polyimid, Polyetheretherketon und Polyphenylensulfid die Verwendung dieser Materialien wünschenswert gemacht, wenn sie erfolgreich mit sich selbst verbunden werden können.

[0012] Das Aushärten unter Hitze, um beispielsweise ein Polyamid in ein Polyimid direkt auf dem Kabel zu zyklisieren, erwies sich nicht als eine gute Lösung. Es ist nun üblich, ein vollständig ausgehärtetes Polyimidband mit einem thermoplastischen Klebstoffmaterial zu überziehen, beispielsweise mit einem fluorierten Ethylen-Propylen-Copolymer. Dies funktioniert sehr gut, wenn nicht eine halogenfreie Isolierung wegen einer verminderten Toxizität beim Verbrennen verlangt wird; es ist wünschenswert, die äußere Schicht aus dem thermoplastischen Klebstoff nach der Bearbeitung zu entfernen, oder das Kabel, einer elektromagnetischen Strahlung zu unterwerfen, wobei in diesem Fall ein halogeniertes Polymer unter einer derartigen Strahlung nicht sehr gut funktioniert und ein halogeniertes Material vermieden werden muß.

[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Isolationsmaterial zur Verfügung zu stellen, das gute isolierende Eigenschaften und eine gute Haftfähigkeit aufweist, wenn es auf dem zu isolierenden Material aufgebracht ist. Weiterhin soll ein Verfahren zum Isolieren eines elektrischen Leiters angegeben werden, durch das das Isolationsmaterial mit guter Haftfähigkeit auf den Leiter aufgebracht werden kann.

[0014] Lösungen dieser Aufgaben sind in den Ansprüchen 1 bis 21 angegeben.

[0015] Das erfindungsgemäße Isolationsmaterial besteht aus einem hochtemperaturfesten Polymer, das einen elektrischen Leiter umgibt. Auf diesem Polymer ist ein vollständig hitzegehärteter Organosiloxanimid-Klebstoff aufgebracht, der überraschenderweise für eine gute Polymer-Polymer-Verbindung sorgt. Das Polymer ist ein Polyimid, Polyphenylensulfid (PPS) oder ein Polyether-etherketon (PEEK) Die erfindungsgemäßen Kabel sind besonders für den Einsatz bei hohen Temperaturen und unter aggresiven Umweltbedingungen geeignet. Der neuartige Verbundwerkstoff kann sowohl als Primärisolierung aber auch als Mantel eingesetzt werden.

[0016] Das Organopolysiloxanimid wird in einem organischen Lösungsmittel evtl. mit organischen Peroxiden und Pigmenten gelöst, und die Lösung wird auf eine Schicht des vollständig ausgehärteten Polymers aufgetragen. Das Lösungsmittel wird dann verdampft, und die Polymerschicht wird um einen elektrischen Leiter gewickelt, wobei der Klebstoff oben liegt. Vorzugsweise wird die Polymerschicht bandförmig zugeschnitten und spiralförmig um den elektrischen Leiter gewickelt. Der mit dem Band umwickelte Leiter wird zunächst für eine verhältnismäßig kurze Zeit auf eine höhere Temperatur erhitzt, um die Schichten aus dem Polymer abzudichten. Er wird dann für eine längere Zeit auf einer niedrigen Temperatur gehalten, um die Vernetzungs-Aushärt-Reaktion zu erhöhen und um Probleme wie das Anlaufen von Metalleitern zu verhindern, was bei höheren Temperaturen und längeren Aufheizzeiten auftreten kann.

[0017] Der bevorzugte Organopolysiloxanimid-Klebstoff ist ein vollständig ausgehärtetes Material mit der Formel


worin Q ein tetravalentes Radikal ist, das ausgewählt wird aus


worin D ausgewählt wird aus
-O-, -S-,




und -O R⁴-O-,
worin R⁴ ein bivalentes Radikal ist, das ausgewählt ist aus






und bivalenten organischen Radikalen der allgemeinen Formel


worin R¹ und R² Alkylene darstellen, für gewöhnlich -(CH₂)₃ -, oder R⁴, worin R Methyl, Phenyl, Tolyl oder eine Mischung von aliphatischen und aromatischen Radikalen darstellt, worin R³ Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit 1 bis 8 C-Atomen darstellt, X aus bivalenten Radikalen -CR

- , C_yH_2y-,-CO-,-SO₂-, -O-, und -S-, ausgewählt ist, wobei y 1 bis 5, k 1 bis 7, n 1 bis 7, m eine ganze Zahl größer als 1 und p 0 oder 1 sind.

[0018] Da es sich bei dem Polyimidsiloxan um ein Thermoplast handelt, ist die chemische Beständigkeit und die Wärmebeständigkeit des Materials stark begrenzt. Um diese Nachteile teilweise zu kompensieren, ist es notwendig, die Matrix chemisch zu vernetzen. Die Vernetzungsreaktion wird vorzugsweise in Gegenwart eines Peroxids durchgeführt. Als Peroxide sind insbesondere Benzoylperoxide wie Bis-2,4-dichlorbenzoylperoxid, Dicumylperoxid oder t-Butylperoxid geeignet. Die Gegenwart von Peroxid beschleunigt die Vernetzungsreaktion und erhöht die chemische Resistenz gegenüber Lösungsmitteln.

[0019] Die Vernetzungsreaktion wird durch die Spaltung des Peroxids eingeleitet, wie aus nachstehender Formel ersichtlich ist.

[0020] Die auf diese Weise gebildeten Radikale erzeugen durch Abspalten von Wasserstoff aus der Polymerkette ein Polymerradikal. Zwei der auf diese Weise entstandenen Polymerradikale können sich zu einer C-C-Bindung absättigen, wie aus nachstehender Formel ersichtlich ist.

[0021] In Gegenwart eines Coaktivators, wie beispielsweise Triallylcyanurat kann eine dreidimensionale Vernetzung erreicht werden, die zu einem thermisch stabileren Produkt füht, das durch eine Vervielfachung der Vernetzungsstellen auch eine bessere chemische Beständigkeit aufweist. Das Polymerradikal reagiert in diesem Fall mit einer Allylgruppe des Cyanurats. Die Formel ist nachfolgend wiedergegeben.

[0022] An den Radikalen der Allylgruppen des Cyanurats, die mit der Hauptkette verknüpft sind, können sich andere Peroxidradikale, Polymerradikale oder Allylreste eines anderen Cyanurats anlagern und somit gegenseitig absättigen. Dies führt zu einer Vermehrung der Vernetzungsstellen und somit zu einer Erhöhung des Vernetzungsgrades. Neben diesen bevorzugten Vernetzungsreaktionen können natürlich noch zahlreiche andere Nebenreaktionen auftreten, die insgesamt zu einem räumlich vernetzten, thermisch stabilen und chemisch resistenten Produkt führen.

[0023] Die Vernetzung wird erst bei Beaufschlagung des fertigen Produkts mit höherer Temperatur in Gang gesetzt, womit gewährleistet ist, daß während des Trocknens und weiterverarbeiten des Produkts keine Vorvernetzung erfolgt. Die Reaktion wird erst dann ausgelöst, wenn das Produkt über eine Zeitspanne von 1 bis 3 Minuten bei 300° C gehalten wird. Um die entstandenen Kristallisationsbereiche in der Mikrostruktur des Materials zu egalisieren, werden die fertigen Produkte einer Nachtemperierung unterworfen, was normalerweise bei 200° C für die Dauer von 2 bis 3 Stunden geschieht. Eine nach diesem Verfahren hergestellte Isolierung kann bei mechanischer Belastung bis zu einer Dauertemperatur von 150° C und bei einer nur elektrischen Belastung bis zu einer Dauertemperatur von 170° C verwendet werden.

[0024] Für die Verwendung des Isolationsmaterials für Flachoder Coaxialkabel ist eine niedrige Dielektrizitätskonstante notwendig. Dazu muß der Klebstoffansatz modifiziert werden. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem zusätzlich zu der genannten Mischung expandierte Glaskugeln, vorzugsweise Mikrokugeln, die innen hohl sind, zugegeben werden. Um eine bessere Haftung zwischen der Kunststoffmatrix und den Glaskugeln zu erreichen, wird ein Kupplungsmittel auf Silanbasis zugegeben. Als Silan kann insbesondere Vinyltris-(2-methoxyethoxy-)silan (1); 3,4 Epoxybutyltriethoxysilan (2); 3-Thiocyanatopropyltriethoxysilan (3) oder 3-Methacryloxypropyltriethoxysilan (4) verwendet werden.

(1)   (CH₃OCH₂CH₂O)₃ - Si - CH = CH₂

(2)

(3)   (C₂H₅O)₃ - Si - CH₂ - CH₂ - CH₂ - SCN

(4)

[0025] Die Menge an jeweils verwendetem Silan beträgt ungefähr 0,1 bis 0,8 % des Gewichts an Glaskugeln. Die verwendbaren Silane haben die folgende allgemeine Formel y-Si-R′-X, wobei y und X die zwei verschiedenen reaktiven Zentren darstellen. Die funktionelle Gruppe X ist mit einem organischen Zwischenstück R′ mit dem vierbindigen Siliziumatom verknüpft. Die funktionelle Gruppe y ist eine abspaltbare Gruppe, in diesem Fall entweder eine Trimethoxy- oder eine Trieethoxysilyl-Gruppe. Die Funktion der Silane als Haftvermittler


beruht auf der Ausbildung einer monomolekularen Silanschicht auf der Oberfläche der Glaskugeln, wobei hier die funktionelle Gruppe y reagiert. Die verbliebene funktionelle Gruppe X kann chemisch mit der Kunststoffmatrix oder mit dem Vernetzer/Coaktivator-System reagieren.

[0026] Neben den Glaskugeln, die die Dielektrizitätskonstante des Isolationsmaterials auf etwa 2,1 bis 1,8 herabsetzen, kann auch ein halogenfreies Flammschutzmittel zugegeben werden. Dies führt einerseits zur verbesserten Flammwidrigkeit des Isolationsmaterials und andererseits zur wesentlichen Erhöhung der Viskosität des Beschichtungsmaterials. Der Anteil des Flammschutzmittels kann bis ca. 20 Gewichtsprozent betragen. Dadurch ist es auch möglich, eine höhere Schichtdicke des Klebstoffauftrages zu erhalten und somit die beschichtete Polymerschicht, beispielsweise in Form einer Folie, für die Herstellung von Flachbandkabeln zu verwenden. Dabei beträgt die Dicke der Klebstoffschicht vorzugsweise 50 bis 100 »m. Dies ermöglicht das Einbetten von blanken Leitern oder von fertig isolierten Adern.

Beispiel 1:

[0027] Eine Rolle aus Polyimidfilm (DuPont Kapton H-50) wird mit einer 2,54 »m (0,0001 inch) dicken Schicht aus einem Organopolysiloxanimid-Klebstoff überzogen, der in Methylenchlorid gelöst wurde, um eine Lösung mit einem Feststoffanteil von 5 % zu ergeben. 20 Gew.-% eines grünen Pigmentes in Polyester, bezogen auf das Organopolysiloxanimid, wurden zu der Lösung aus Organopolysiloxanimid und Methylenchlorid zugegeben, um den Film zu färben. Das Lösungsmittel wird verdampft, um einen trockenen Film zu erzeugen.

[0028] Die Rolle wird dann in gleichmäßig gewundene Spulen mit einem etwa 1,83 mm (0,072 inch) breiten Band zerteilt. Das Band wird um einen 30 AWG, mit Silber plattierten Kupferleiter gewickelt, um einen Aufbau mit 2,1 Umwicklungen mit einem Enddurchmesser von 0,3048 mm (0,012 inch) zu ergeben. Dieser umwickelte Aufbau wird in einem Luftofen bei 300° C mit einer Verweilzeit von 50 Sekunden verbunden. Die äußere Klebstoffschicht, die nicht mit einer Filmschicht bedeckt ist, wird von dem Aufbau abgewaschen, indem der Aufbau durch ein Methylenchloridbad geführt wird, um einen grünen, isolierten Drahtaufbau zu ergeben. An diesem Drahtaufbau werden Tests hinsichtlich der Dielektrizität in feuchter Umgebung, hinsichtlich der Alterung bei Erhitzen sowie hinsichtlich der Lösungsmittelresistenz durchgeführt. Das Testverfahren bezüglich der Dielektrizität in feuchter Umgebung erfolgt nach den Bestimmungen von MIL-W-81822A, Abschnitt 4.6.20; das Testverfahren hinsichtlich der Hitzebeständigkeit erfolgt nach den Bestimmungen von MIL-W-81822A, Abschnitt 4.6.22; und die Widerstandfähigkeit gegenüber Fluiden erfolgt nach den Bestimmungen von MIL-W-8l822A, Abschnitt 4.6.25. Die Hitzebeständigkeit des Aufbaus, bei dem ein Organosiloxanimid-Klebstoff verwendet wird, ist größer als die Hitzebeständigkeit von einem vergleichbaren Polyester-Klebstoff, jedoch ist die Lösungsmittelwiderstandsfähigkeit hinsichtlich 1,1,1-Trichlorethan unzulänglich.

Beispiel 2:

[0029] Eine Rolle aus Polyimidfilm (DuPont Kapton H-100) wird mit einer 2,54 »m (0,0001 inch) dicken Schicht aus einem Organopolysiloxanimid-Klebstoff überzogen, der in Methylenchlorid gelöst wurde, um eine Lösung mit einem Feststoffanteil von 5 % zu ergeben. Ein chromhaltiges, rotes Pigment wird zu der Klebstofflösung zugefügt um das Band zu färben. Das Lösungsmittel wird verdampft, um einen trockenen Film zu ergeben.

[0030] Ein weiteres Band wird genau wie oben überzogen, mit der Ausnahme, daß ein organisches Peroxid (zum Beispiel Luprox 500R Dicumylperoxid) in einer Menge von 10 Gew.-%, bezogen auf den Organopolysiloxanimid-Klebstoff, zugegeben wird.

[0031] Beide Bänder werden in gleichmäßig gewundene Spulen mit einer Breite von etwa 2,64 mm (0,104 inch) zerteilt. Die Bänder werden um einen 30 AWG, mit Silber plattierten Kupferleiter gewickelt, so daß sich ein Aufbau mit 3,2 Umwicklungen und einem fertigen Durchmesser von 0,4064 mm (0,016 inch) ergibt. Die umwickelten Aufbauten werden in einem Luftofen mit einer Temperatur von 320° C und einer Verweilzeit von 100 Sekunden gebrannt. Die äußere Schicht aus Klebstoff, die nicht von dem Film bedeckt ist, wird von dem Aufbau abgewaschen, indem der Aufbau durch ein Methylenchloridbad geleitet wird. Es wird ein roter, isolierter Drahtaufbau erhalten.

[0032] Proben von jedem Aufbau werden bei 225°C 3,5 Stunden lang ausgehärtet. Sowohl mit der ausgehärteten Probe als auch mit der nicht ausgehärteten Probe werden physikalische Testverfahren durchgeführt. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Fluiden wird entsprechend den Bestimmungen von MIL-W-8l822A, Abschnitt 4.6.25 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß Methylenchlorid zu der Liste von Testfluiden hinzugefügt wird, und daß die Testspannung erhöht wird, bis ein Durchschlag erfolgt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt (KV = Kilovolt).

[0033] Aus den Beispielen ist ersichtlich, daß der Klebstoff hinsichtlich einiger Lösungsmittel widerstandsfähiger ist als hinsichtlich anderer Lösungsmittel. Das Aushärten von Proben in der Gegenwart von Peroxid beschleunigt die Vernetzung und erhöht somit die Lösungsmittelwiderstandsfähigkeit des Klebstoffs bezüglich solcher Lösungsmittel, die den Klebstoff leichter lösen, beispielswiese Methylenchlorid.

Beispiel 3:

[0034] Eine Rolle aus einem PEEK-(Polyether-etherketon)-Film wird mit einer 0,00254 mm (0,0001 inch) dicken Schicht aus einem Organopolysiloxanimid-Klebstoff überzogen, der in Methylenchlorid gelöst wurde, um eine Lösung mit einem Feststoffanteil von 5 % zu ergeben. Ein chromhaltiges, rotes Pigment wird mit 25 Gew.-%, bezogen auf den Organopolysiloxanimid-Klebstoff, zugegeben, um das Band zu färben. Das Lösungsmittel wird verdampft, um einen Aufbau mit 5,0 Umwicklungen mit einem Enddurchmesser von 0,508 mm (0,020 inch) zu ergeben. Der umwickelte Aufbau wird in einem Luftofen bei 300° C mit einer Verweilzeit von 100 Sekunden erhitzt. Die äußere Klebstoffschicht, die nicht durch eine Filmschicht bedeckt ist, wird von dem Aufbau abgewaschen, indem dieser durch ein Methylenchloridbad geleitet wird, so daß sich ein roter, isolierter Leiteraufbau ergbit.

[0035] Das fertige, zusammengesetzte Isolationsmaterial wies eine Zugfestigkeit von 175 (25000 psi) und eine Dehnung von 110 % auf. Ebenso hatte es eine gute Wärmebeständigkeit und gute elektrische Eigenschaften.

Beispiel 4:

[0036] Eine Polyphenylensulfid-Folie mit einer Schichtdicke von etwa 12 bis 100 »m wird mit einer Klebstofflösung beschichtet. Die Klebstofflösung, die als Beschichtungsmasse verwendet wird, enthält als Kunststoffmatrix Organopolysiloxanimid, als Vernetzer Bis-2,4-dichlorbenzoylperoxid, als Coaktivator Triallylcyanurat sowie Farbpigmente und Methylenchlorid als Lösungsmittel. Die Feststoffkonzentration beträgt etwa 20 bis 25 Gew.-%, je nach erforderlicher Schichtdicke. Das Lösungsmittel wird verdampft, die Vernetzungsreaktion erfolgt bei 300° C und einer Zeit von 1 bis 3 Minuten. Das fertige Produkt wird einer Nachtemperierung unterworfen, was bei 200° C für die Dauer von 2 bis 3 Stunden geschieht.

[0037] Das Endprodukt stellt ein Primärisolationsmaterial für elektrische Teile dar, ist mechanisch für eine Dauertemperatur von mindestens 150° C und elektrisch für eine Temperatur von mindestens 170° C zu verwenden.

[0038] Methylenchlorid erwies sich als das beste Lösungsmittel für den ungehärteten Organopolysiloxanimid-Klebstoff. Die verbesserte Resistenz gegenüber Methylenchlorid durch ein mit Hilfe von Peroxid ausgehärtetes Organopolysiloxanimid eliminiert somit einen schwachen Punkt beim Gebrauch dieses Klebstoffes für die Herstellung von Drähten und Kabeln.

Ansprüche

1. Isolierter elektrischer Leiter mit:

(a) einer Seele aus elektrisch leitendem Metall;

(b) einem die Seele umgebenden Isoliationsmaterial, das aus einem Polymer hergestellt ist, das aus Polyimid, Polyphenylensulfid oder Polyether-etherketon ausgewählt ist;

(c) einem vollständig hitzegehärteten Organosiloxanimid-Klebstoff, der auf das Polymer aufgebracht ist; und

(d) einer weiteren Schicht des Polymers, die mit dem Klebstoff verklebt ist.

2. Isolierter Leiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff aus solchen Klebstoffen ausgewählt ist, die die Formel

aufweisen, worin Q ein tetravalentes Radikal ist, das ausgewählt ist aus

worin D ausgewählt ist aus
-O-, -S-,



und -O-R⁴-O-,
worin R⁴ ein bivalentes Radikal darstellt, das ausgewählt ist aus





und

wobei bedeuten:
R¹ und R² sind Alkylen, insbesondere -(CH₂)₃ -,
oder R⁴, R ist Methyl, Phenyl, Tolyl oder eine Mischung aus aliphatischen und aromatischen Radikalen, R³ ist Wasserstoff oder ein Alkylradikal mit 1-8 C-Atomen, X ist ausgewählt aus bivalenten Radikalen -CR₂-, - C_yH_2y -,
CO -, -SO₂ -, -O -, und -S-, wobei y 1 bis 5, k 1 bis 7, n 1 bis 7, m eine ganze Zahl größer als 1 und p Null oder 1 darstellen.

3. Isolierter Leiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß R -CH₃, R¹

R² -(CH₂)₃-, R⁴

X -C(CH)₃)₂-, Q

darstellen, worin D -O-R⁴-O- darstellt, daß p gleich 1, k gleich 5, n gleich 4 und m 4 bis 8 ist.

4. Isolierter Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff in Gegenwart eines organischen Peroxids ausgehärtet worden ist.

5. Isolierter Leiter nach 4, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Peroxid Benzoylperoxid, Bis-2,4-dichlorbenzoyl peroxid, Dicumylperoxid oder t-Butylperoxid ist.

6. Isolierter Leiter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff in Gegenwart eines Coaktivators ausgehärtet worden ist.

7. Isolierter Leiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Coaktivator ein Cyanurat ist.

8. Isolierter Leiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyanurat ein Triallylcyanurat ist.

9. Isolierter Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff zur Erniedrigung der Dielektrizitätskonstante des Isolationsmaterials mit Mikrokugeln aus Glas, die innen hohl sind, versetzt ist.

10. Isolierter Leiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff zur Erhöhung der Haftung mit den Mikrokugeln aus Glas ein Silan enthält.

11. Isolierter Leiter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Silan ausgewählt ist aus Vinyltris-(2-methoxyethoxy)-silan, 3,4-Epoxybutyltriethoxysilan, 3-Thiocyanatopropyltriethoxysilan oder 3-Methacryloxypropyltriethoxysilan.

12. Isolierter Leiter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Silan 0,1 bis 0,8 % des Gewichts an Mikrokugeln beträgt.

13. Isolierter Leiter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Flammschutzmittel enthält.

14. Isolierter Leiter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel in einer Konzentration bis zu etwa 20 Gewichtsprozent vorliegt.

15. Verfahren zum Isolieren eines Leiters aus elektrisch leitendem Metall mit folgenden Verfahrensschritten:

(a) Überziehen eines Polymerfilms mit einer Klebstoffschicht aus einem vollständig hitzegehärteten Organosiloxanimid in einem organischen Lösungsmittel;

(b) Verdampfen des Lösungsmittels;

(c) Umwickeln des Leiters mit dem Polymerfilm und dem dem Klebstoff oder Einbetten des Leiters in die Klebstoffschicht;

(d) Erhitzen des umwickelten Leiters zur Verbindung der Schichten.

16. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung des vollständig hitzegehärteten Organosiloxanimids in einem organischen Lösungsmittel ein organisches Peroxid enthält und daß nach dem Erhitzen zur Verbindung der Schichten der Leiter zur Durchführung der räumlichen Vernetzung des Organosiloxanimids längere Zeit auf einer Temperatur gehalten wird, die niedriger als die Vernetzungstemperatur ist.

17. Verfahren zum Klebeverbinden eines als Isolationsmaterial in einem Kabel verwendeten Polymeren, das ein Polyimid, ein Polyphenylensulfid oder ein Polyether-etherketon ist, mit sich selbst oder mit einem anderen Material durch Erhitzen einer Vebindungsschicht aus vollständig hitzegehärtetem Organosiloxanimid-Klebstoff, der das Polymer bedeckt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein organisches Peroxid enthält.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Peroxid ein Benzoylperoxid, beispielsweise Bis-2,4-dichlorbenzoylperoxid, Dicumylperoxid oder t-Butylperoxid ist.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum organischen Peroxid ein Coaktivator, vorzugsweise ein Cyanurat verwendet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Cyanurat ein Triallylcyanurat verwendet wird.

Claims

1. An insulated electric conductor having:

(a) a core made of electroconductive metal;

(b) an insulating material surrounding the core and made of a polymer selected from polyimide, polyphenylene sulfide or polyetheretherketone;

(c) a completely thermoset organosiloxanimide adhesive which is applied to the polymer; and

(d) a further layer of the polymer which is glued to the adhesive.

2. The insulated conductor of claim 1, characterized in that the adhesive is selected from adhesives which have the formula

wherein Q is a tetravalent radical selected from

wherein D is selected from
-O-, -S-,

et -O-R⁴-O-,
wherein R⁴ is a bivalent radical selected from





and

wherein:
R¹ and R² are alkylene, in particular -(CH₂)₃-, or R⁴, R is methyl, phenyl, tolyl or a mixture of aliphatic and aromatic radicals, R³ is hydrogen or an alkyl radical with 1-8 C atoms, X is selected from bivalent radicals
-CR₂-, -C_yH_2y-, -CO-, -SO₂-, -O-, and -S-,
wherein y is 1 to 5, k is 1 to 7, n is 1 to 7, m is an integral number greater than 1, and p is zero or 1.

3. The insulated conductor of claim 1 or 2, characterized in that R is -CH₃, R¹ is

R² is -CH₂)₃-, R⁴ is

X -C(CH)₃)₂-, Q

wherein D is -O-R⁴-O-, p equals 1, k equals 5, n equals 4 and m is 4 to 8.

4. The insulated conductor of any of claims 1 to 3, characterized in that the adhesive has been cured in the presence of an organic peroxide.

5. The insulated conductor of claim 4, characterized in that the organic peroxide is benzoyl peroxide, bis-2,4-dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide or t-butyl peroxide.

6. The insulated conductor of claim 4 or 5, characterized in that the adhesive has been cured in the presence of a coactivator.

7. The insulated conductor of claim 6, characterized in that the coactivator is a cyanurate.

8. The insulated conductor of claim 7, characterized in that the cyanurate is a triallyl cyanurate.

9. The insulated conductor of any of claims 1 to 8, characterized in that the adhesive is mixed with glass microballs which are hollow inside to lower the dielectric constant of the insulating material.

10. The insulated conductor of claim 10, characterized in that the adhesive contains a silane to increase adhesion with the glass microballs.

11. The insulated conductor of claim 11, characterized in that the silane is selected from vinyl tris-(2-methoxyethoxy)-silane, 3,4-epoxybutyltriethoxysilane, 3-thiocyanatopropyltriethoxysilane or 3-methacryloxypropyltriethoxysilane.

12. The insulated conductor of claim 10 or 11, characterized in that the quantity of silane is 0.1 to 0.8% of the weight of microballs.

13. The insulated conductor of any of claims 1 to 12, characterized in that the adhesive contains a flameproofing agent.

14. The insulated conductor of claim 13, characterized in that the flameproofing agent is present in a concentration up to about 20% by weight.

15. A method for insulating a conductor made of electro-conductive metal having the following method steps:

(a) covering a polymer film with an adhesive layer comprising a completely thermoset organosiloxanimide in an organic solvent;

(b) evaporating the solvent;

(c) wrapping the conductor with the polymer film and the adhesive or embedding the conductor in the adhesive layer;

(d) heating the wrapped conductor for connecting the layers.

16. The method of claim 16, characterized in that the solution of the completely thermoset organosiloxanimide in an organic solvent contains an organic peroxide, and after the heating for connecting the layers the conductor is held for a relatively long time at a temperature lower than the crosslinking temperature to carry out the spatial crosslinking of the organosiloxanimide.

17. A method for gluing a polymer used as insulating material in a cable, which is a polyimide, a polyphenylene sulfide or a polyetheretherketone, to itself or to another material by heating a connecting layer of completely thermoset organosiloxanimide adhesive which covers the polymer.

18. The method of claim 17, characterized in that the adhesive contains an organic peroxide.

19. The method of claim 18, characterized in that the organic peroxide is a benzoyl peroxide, for example bis-2,4-dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide or t-butyl peroxide.

20. The method of claim 18 or 19, characterized in that a coactivator, preferably a cyanurate, is used additionally to the organic peroxide.

21. The method of claim 20, characterized in that the cyanurate used is a triallyl cyanurate.

Revendications

1. Conducteur électrique isolé comportant :

(a) une âme en métal électriquement conducteur ;

(b) un matériau isolant entourant l'âme qui est fabriqué en un polymère qui est choisi parmi un polyimide, un poly(sulfure de phénylène) ou une polyétheréthercétone ;

(c) un adhésif d'organosiloxanimide totalement durci à la chaleur qui est appliqué sur le polymère ; et

(d) une autre couche du polymère qui est collée avec l'adhésif.

2. Conducteur isolé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adhésif est choisi parmi les adhésifs qui présentent la formule :

dans laquelle Q est un radical tétravalent qui est choisi parmi

où D est choisi parmi
-O-, -S-,

et -O-R⁴-O-,
où R⁴ représente un radical divalent qui est choisi parmi





et

R¹ et R² étant un alkylène, en particulier -(CH₂)₃-, ou R⁴, R étant méthyle, phényle, tolyle ou un mélange de radicaux aliphatiques et aromatiques, R³ étant l'hydrogène ou un radical alkyle ayant 1 à 8 atomes de carbone, X étant choisi parmi les radicaux divalents -CR₂-, -C_yH_2y-, -CO-, -SO₂-, -O- et -S-, où y représente 1 à 5, k représente 1 à 7, n représente 1 à 7, m représente un nombre entier supérieur à 1 et p représente 0 ou 1.

3. Conducteur isolé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que R représente -CH₃, R¹ représente

R² représente -(CH₂)₃-, R⁴ représente

X représente -C(CH₃)₂-, Q représente

où D représente -O-R⁴-O-, en ce que p est égal à 1, k est égal à 5, n est égal à 4 et m est égal à 4 à 8.

4. Conducteur isolé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'adhésif a été durci en présence d'un peroxyde organique.

5. Conducteur isolé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le peroxyde organique est le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de bis-2,4-di-chlorobenzoyle, le peroxyde de dicumyle ou le peroxyde de t-butyle.

6. Conducteur isolé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'adhésif a été durci en présence d'un co-activateur.

7. Conducteur isolé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le co-activateur est un cyanurate.

8. Conducteur isolé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le cyanurate est un cyanurate de triallyle.

9. Conducteur isolé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'adhésif est additionné de microsphères de verre, qui sont creuses à l'intérieur, pour abaisser la constante diélectrique du matériau isolant.

10. Conducteur isolé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'adhésif contient un silane pour augmenter l'adhérence avec les microsphères de verre.

11. Conducteur isolé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le silane est choisi parmi le vinyltris-(2-méthoxyéthoxy)-silane, le 3,4-époxybutyltriéthoxysilane, le 3-thiocyanatopropyltréthoxysilane ou le 3-méthacryloxypropyltriéthoxysilane.

12. Conducteur isolé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la quantité de silane est de 0,1 à 0,8 % de la masse des microsphères.

13. Conducteur isolé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'adhésif contient un agent ignifuge.

14. Conducteur isolé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'agent ignifuge est présent en une concentration pouvant atteindre environ 20 % en masse.

15. Procédé pour isoler un conducteur en métal électriquement conducteur comportant les étapes de procédé suivantes :

(a) revêtir un film polymérique d'une couche d'adhésif en un organo-siloxanimide totalement durci à la chaleur dans un solvant organique ;

(b) évaporer le solvant ;

(c) envelopper le conducteur avec le film polymérique et l'adhésif ou inclure le conducteur dans la couche d'adhésif;

(d) chauffer le conducteur enveloppé pour la liaison des couches.

16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la solution de l'organosiloxanimide totalement durci à la chaleur dans un solvant organique contient un peroxyde organique et en ce que, après le chauffage pour la liaison des couches, le conducteur est maintenu pendant une durée prolongée à une température qui est inférieure à la température de réticulation pour la mise en oeuvre de la réticulation tridimensionnelle de l'organosiloxanimide.

17. Procédé pour lier par collage un polymère utilisé comme matériau isolant dans un câble, qui est un polyimide, un poly(sulfure de phénylène) ou une polyétheréthercétone, avec lui-même ou avec un autre matériau par chauffage d'une couche de liaison constituée par un adhésif d'organosiloxanimide totalement durci à la chaleur qui recouvre le polymère.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'adhésif contient un peroxyde organique.

19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le peroxyde organique est un peroxyde de benzoyle, par exemple le peroxyde de bis-2,4-dichlorobenzoyle, le peroxyde de dicumyle ou le peroxyde de t-butyle.

20. Procédé selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que l'on utilise un co-activateur, de préférence un cyanurate, en plus du peroxyde organique.

21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'on utilise un cyanurate de triallyle comme cyanurate.