Elektrisch isolierende Kunststoffe

Verfasst: GOBA Redaktion·1. März 2026·14 Min. Lesezeit

Elektrisch isolierende Kunststoffe sind Polymere, deren Elektronen fest in kovalenten Bindungen sitzen. Ohne freie Ladungsträger fließt kein Strom, der spezifische Durchgangswiderstand liegt bei 10¹² bis 10¹⁸ Ω·cm, bei Kupfer sind es 10⁻⁶ Ω·cm. Fast jeder ungefüllte Kunststoff isoliert, die Unterschiede liegen in vier Kennwerten: Durchgangswiderstand, Durchschlagfestigkeit, Dielektrizitätszahl und Verlustfaktor, dazu CTI für die Oberfläche und die Dauergebrauchstemperatur. Dieser Beitrag stellt 17 Werkstoffe mit Prüfnorm in einer Tabelle nebeneinander, grenzt leitfähige Kunststoffe ab und führt in sechs Schritten zur Auswahl. GOBA konfektioniert die Folienwerkstoffe daraus, vor allem PET, Polyimid und PTFE, aus dem Sortiment der Isoliermaterialien als Schnittrolle von 5 bis 1.600 mm Breite und als Stanzteil von 0,023 bis 3,0 mm Dicke.

  • PTFE, PE und PP isolieren im Volumen am besten, Polyimid- und PEN-Folie halten den höchsten Durchschlag (303 kV/mm bei 25 µm), Polyimid, PTFE und PPS tragen die höchste Temperatur.
  • PA, PVC und TPU sind polar: Sie nehmen Wasser auf oder verlieren im Wechselfeld Energie und fallen deshalb als Isolierstoff für Präzisionsanwendungen aus.
  • Der Durchgangswiderstand eines Kunststoffs sinkt mit Temperatur und Feuchte um Zehnerpotenzen, deshalb reicht ein hoher Katalogwert allein nicht für die Auslegung.

Welche Kunststoffe isolieren elektrisch?

Die Grenze liegt bei 10¹¹ Ω·cm spezifischem Durchgangswiderstand, ab diesem Wert gilt ein Werkstoff als Isolator. Darüber liegt nahezu jeder ungefüllte Kunststoff, vom Polyethylen der Kabelisolierung bis zum Polyimid im Motor: unter den Thermoplasten PE, PP, PS, PTFE, PET, PEN, PC, POM, PA, PEEK, PPS und Polyimid, unter den Duroplasten Epoxid- und Phenolharz, unter den Elastomeren Silikon und Polyurethan.

Die Frage lautet in der Praxis deshalb selten, ob ein Kunststoff isoliert. Sie lautet, wie gut er es bei der Temperatur, der Feldstärke, der Feuchte und der Dicke tut, die im Bauteil wirklich anliegen. Genau darin unterscheidet sich ein elektrischer Isolator aus Kunststoff vom nächsten um Zehnerpotenzen. Die Materialgruppen der Elektroisolierung insgesamt, also auch Papiere, Glimmer und Laminate, sortiert der Hub zu Isoliermaterial.

Warum Kunststoffe elektrisch isolieren

Ein Metall leitet, weil seine Valenzelektronen im Gitter frei beweglich sind. Ein Polymer besteht aus Kohlenstoffketten, deren Elektronen in kovalenten Einfachbindungen festsitzen. Der Abstand zwischen dem gefüllten Valenzband und dem leeren Leitungsband, die Bandlücke, liegt bei gesättigten Polymeren wie PE oder PTFE bei mehreren Elektronenvolt. Bei Raumtemperatur reicht die Wärmeenergie nicht aus, um Elektronen über diese Lücke zu heben. Es gibt schlicht keine Ladungsträger, die ein Feld bewegen könnte. Was an Reststrom trotzdem fließt, stammt aus Verunreinigungen, Ionen aus Katalysatorresten und aufgenommenem Wasser.

Daraus folgt die zweite Unterscheidung, die für die Auswahl zählt: polar oder unpolar. Unpolare Polymere wie PE, PP, PS und PTFE tragen keine Dipole in der Kette. Im Wechselfeld gibt es nichts, was sich ausrichten müsste, deshalb liegen Dielektrizitätszahl bei 2,1 bis 2,5 und Verlustfaktor unter 0,0005. Polare Polymere wie PA, PVC, PET und Polyurethan tragen Amid-, Chlor-, Ester- oder Urethangruppen. Diese Dipole folgen dem Feld, erwärmen das Material und ziehen Wasser an. Polyamid nimmt im Normalklima 3 Prozent Wasser auf, und dieses Wasser senkt den Widerstand um drei Zehnerpotenzen. Wie sich Leitfähigkeit physikalisch definiert und in Siemens je Meter misst, erklärt der Beitrag zur elektrischen Leitfähigkeit.

Die Kennwerte, die einen Isolierkunststoff beschreiben

Ein Datenblatt für Elektroisolierstoffe führt sechs elektrische Zeilen. Vier davon beschreiben das Volumen, zwei die Oberfläche. Jede hat ihre eigene Prüfnorm, und ohne die Norm ist ein Wert nicht vergleichbar.

KennwertPrüfnormEinheitWas er sagt
Spezifischer DurchgangswiderstandIEC 62631-3-1, früher IEC 60093Ω·cm oder Ω·mWie viel Strom quer durch das Volumen fließt. Über 10¹¹ Ω·cm gilt als isolierend
OberflächenwiderstandIEC 62631-3-2ΩWie viel Strom entlang der Oberfläche fließt. Trennt isolierend, antistatisch und leitfähig
DurchschlagfestigkeitIEC 60243-1kV/mmFeldstärke, bei der das Material irreversibel durchschlägt. Dickenabhängig
Dielektrizitätszahl εrIEC 62631-2-1, früher IEC 60250ohneUm wie viel ein Kondensator mit diesem Dielektrikum mehr Kapazität hat als mit Luft
Dielektrischer Verlustfaktor tan δIEC 62631-2-1, früher IEC 60250ohne, oft in 10⁻⁴Anteil der Feldenergie, der im Werkstoff zu Wärme wird. Zählt bei Umrichter und Hochfrequenz
Kriechstromfestigkeit CTIIEC 60112VSpannung, bei der die Oberfläche 50 Tropfen Prüflösung ohne leitfähige Spur übersteht

Der Durchgangswiderstand sagt, ob ein Werkstoff überhaupt isoliert. Die Durchschlagfestigkeit sagt, wie dünn er dabei sein darf. Dielektrizitätszahl und Verlustfaktor sagen, wie er sich im Wechselfeld verhält, also bei 50 Hz im Netz, bei einigen Kilohertz im Umrichter und bei Megahertz in der Signalelektronik. Der CTI und der Oberflächenwiderstand beschreiben, was auf der Oberfläche passiert, wenn Staub und Feuchte dazukommen. Wer am fertigen Gerät misst, prüft keinen dieser Werkstoffwerte, er misst den Isolationswiderstand des ganzen Aufbaus.

Kennwerte elektrisch isolierender Kunststoffe im Vergleich

Die folgende Tabelle stellt 17 Isolierkunststoffe nebeneinander. Die Werte stammen aus Herstellerdatenblättern und der RIWETA-Datenblattsammlung der Kern GmbH, Durchgangswiderstand nach IEC 60093, Durchschlagfestigkeit nach IEC 60243-1 am 1-mm-Prüfkörper, Dielektrizitätszahl und Verlustfaktor nach IEC 60250 bei 1 MHz, CTI nach IEC 60112. Folienwerte sind als solche gekennzeichnet, dort gilt die genannte Dicke. Die Wärmeklasse ist ein Richtwert aus der Dauertemperatur nach den Klassengrenzen der IEC 60085, eine Einstufung nach IEC 60216 liegt nur bei PET-Folie, PEN, Polyimid, FR4 und Hartpapier vor.

WerkstoffDurchgangswiderstandDurchschlagfestigkeitεrtan δCTIDauertemperaturWärmeklasseQuelle
PE-HDüber 10¹⁶ Ω·cm53 kV/mm2,40,000260090 °CYKern GmbH
PPüber 10¹⁶ Ω·cm50 kV/mm, als 40-µm-Folie 200 kV/mm2,30,0004600100 °CYKern GmbH, Lexikon der Kunststoffprüfung
PVC-U10¹⁵ Ω·cm40 kV/mm, als 40-µm-Folie 150 kV/mm3,00,0360060 °Cunter YKern GmbH, Lexikon der Kunststoffprüfung
PSüber 10¹⁶ Ω·cm43 kV/mm2,50,0000542570 °Cunter YKern GmbH
PET2 × 10¹⁶ Ω·cm25 kV/mm am Halbzeug, als BOPET-Folie bis rund 180 kV/mm3,20,021350100 °C Halbzeug, Folie 130 °CB (Folie, IEC 216)Kern GmbH, Mitsubishi Polyester Film
PEN-Folierund 10¹⁸ Ω·cm300 kV/mm bei 12 µm2,90,005 (1 kHz)keine AngabeUL RTI 180 °C elektrischFTeijin Teonex Q51
PA 610¹⁵ Ω·cm trocken, 10¹² Ω·cm feucht15 kV/mm3,1 trocken, 4,7 feucht0,017 trocken, 0,13 feucht60090 °CYKern GmbH
PCüber 10¹⁵ Ω·cm34 kV/mm3,00,009250125 °CEKern GmbH
POM-C10¹⁶ Ω·cm40 kV/mm3,80,005600100 °CYKern GmbH
PTFE10¹⁸ Ω·cm20 kV/mm am Halbzeug2,10,00007600260 °CCKern GmbH
PEEK10¹⁶ Ω·cm25 kV/mm3,20,003150240 °CCKern GmbH
PI, Folie Kapton HN1,5 × 10¹⁷ Ω·cm303 kV/mm bei 25 µm, 154 kV/mm bei 125 µm3,4 (1 kHz)0,0018 (1 kHz)keine Angabe230 °C, UL TI 220 bis 240 °CCDuPont, Dr. Dietrich Müller GmbH
PPSüber 10¹⁵ Ω·cm ungefüllt, 2 × 10¹⁶ Ω·cm GF4030 kV/mm ungefüllt, 17 kV/mm GF403,5 bis 3,80,001 bis 0,002125 (GF40)220 °CCToray Torelina A900, Kern GmbH
Epoxid-Glasgewebe FR4Oberflächenwiderstand 10¹² Ω45 kV/mm4,6keine Angabe175 bis 249105 °C Standard, Vetronit EGS 102 TI 130BMulti Circuit Boards, HZ GmbH
Phenolharz-Hartpapier HP 2061keine Angabe15 kV/mm bei 3 mm, 90 °C in Öl5,5keine Angabe210TI 130BDatenblatt PF CP 201 nach IEC 60893
Silikon VMQmindestens 10¹² Ω·cm20 kV/mm3,2 (800 Hz)keine Angaberund 600200 °CNSAB Kabel, Pflitsch
PUR, TPU 85 Shore A10¹³ Ω·cm23 kV/mm6,00,0760080 °Cunter YBASF Elastollan, Kern GmbH

Alle Werte sind Richtwerte für ungefärbte Standardtypen im Normalklima. Additive, Füllstoffe, Farbpigmente und Flammschutzmittel verändern sie, manchmal um eine Zehnerpotenz. Für die Auslegung gilt das Datenblatt des konkreten Fabrikats. Die Tabelle zeigt trotzdem vier Muster, die in jeder Werkstoffauswahl wiederkehren.

Erstens ist die Durchschlagfestigkeit keine Werkstoffkonstante. PP liefert am 1-mm-Prüfkörper 50 kV/mm und als 40-µm-Folie 200 kV/mm, PVC 40 gegen 150, Kapton HN 303 kV/mm bei 25 µm gegen 154 kV/mm bei 125 µm. Dünne Schichten halten je Millimeter mehr aus, weil Fehlstellen und Feldüberhöhungen seltener zusammentreffen. Wer den Wert einer Platte linear auf eine Folie hochrechnet, unterschätzt die Folie, wer den Folienwert auf eine Platte überträgt, gefährdet das Bauteil. Wie sich das in die Dickenwahl übersetzt, zeigt der Beitrag zur Werkstoffdicke.

Zweitens ist Polyamid trocken ein guter und feucht ein mäßiger Isolator. Der Durchgangswiderstand fällt von 10¹⁵ auf 10¹² Ω·cm, die Dielektrizitätszahl steigt von 3,1 auf 4,7 und der Verlustfaktor von 0,017 auf 0,13. Datenblattwerte für PA gelten im trockenen, konditionierten Zustand. Im Motorenbau und in Haushaltsgeräten, wo Feuchte sicher auftritt, rechnen Sie mit den feuchten Werten.

Drittens ist Temperaturbeständigkeit nicht dasselbe wie elektrische Festigkeit. PEEK hält 240 °C aus, erreicht aber nur 25 kV/mm und einen CTI von 150. PPS mit Glasfaser liegt bei CTI 125. Die aromatischen Ringe, die diese Werkstoffe hitzefest machen, verkohlen unter dem Lichtbogen der CTI-Prüfung zu leitfähigem Kohlenstoff. PE, PP, POM und PTFE ohne Ringe erreichen CTI 600, obwohl sie bei 90 bis 100 °C aussteigen. Was der CTI für Kriechstrecken bedeutet, führt der Beitrag zur Kriechstromfestigkeit aus.

Viertens kostet Polarität im Wechselfeld Energie. TPU hat mit 10¹³ Ω·cm einen ordentlichen Widerstand, aber eine Dielektrizitätszahl von 6,0 und einen Verlustfaktor von 0,07. Bei einem Umrichter mit 16 kHz Schaltfrequenz wird ein Teil der Feldenergie in jedem Zyklus zu Wärme im Isolierstoff. PET liegt bei 0,021, Polyimid bei 0,0018, PP bei 0,0004. Für Folienkondensatoren und Hochfrequenzbaugruppen ist der Verlustfaktor deshalb das erste Auswahlkriterium, nicht der Widerstand.

Leitfähige und antistatische Kunststoffe: wann Kunststoff Strom leitet

Kunststoff leitet Strom, wenn man ihn dazu bringt, und dafür gibt es drei Wege. Der erste ist der Füllstoff: Leitruß, Graphit, Kohlefasern oder Kohlenstoff-Nanoröhren werden in die Matrix compoundiert, bis sie sich berühren und ein durchgehendes Netz bilden, die sogenannte Perkolationsschwelle. Der zweite Weg ist eine leitfähige Beschichtung oder ein Antistatikum, das an die Oberfläche wandert und dort einen dünnen, wasserbindenden Film bildet. Der dritte Weg sind intrinsisch leitfähige Polymere wie Polyanilin, Polypyrrol oder PEDOT:PSS, deren konjugierte Doppelbindungen nach Dotierung Ladungen transportieren. Ihre Leitfähigkeit reicht laut Wikipedia von 10⁻¹³ bis 10³ S/cm, für ihre Entdeckung erhielten Heeger, MacDiarmid und Shirakawa 2000 den Nobelpreis für Chemie.

KlasseOberflächenwiderstandTypischer AufbauEinsatz
Isolierendüber 10¹¹ Ωungefüllter KunststoffElektroisolierung, Nutisolation, Gehäuse
Antistatisch10⁹ bis 10¹¹ ΩAntistatikum oder geringe RußmengeVerpackung, Gehäuse gegen Staubanzug
Ableitend, ESD10⁶ bis 10⁹ ΩRuß, Kohlefaser, leitfähige FasernHandhabung von Elektronik, Reinraum, Fördertechnik
Leitfähigunter 10⁴ bis 10⁶ Ωhoher Rußanteil, Metallfasern, intrinsisch leitfähiges PolymerEMV-Abschirmung, Heizelemente, Elektroden

Die Grenzen entsprechen der Einteilung, die Halbzeughändler wie Muovia und Ensinger führen; die Norm IEC 61340-5-1 für den ESD-Schutz definiert ihre eigenen Prüfaufbauten. Für den Einkauf zählt eine Konsequenz: Ein Werkstoffname sagt nichts über die Leitfähigkeit. POM gibt es als Isolator mit 10¹⁶ Ω·cm und als POM ELS mit unter 10⁴ Ω Oberflächenwiderstand, PE 1000 ebenso. Wer HDPE oder PP als Isolierstoff bestellt, bestellt den ungefüllten Naturtyp und schreibt das in die Spezifikation. Schwarze Einfärbung ist dabei ein Warnsignal, denn Schwarz entsteht in Kunststoffen meist durch Ruß, und Ruß ist der häufigste Leitzusatz.

Wie Sie den richtigen Isolierkunststoff auswählen

Die Reihenfolge der Prüfung zählt mehr als die Zahl der Kriterien. Wer bei Schritt eins großzügig rechnet, holt den Fehler in Schritt sechs nicht mehr ein. Für Bahnware und Isolierteile empfehlen wir diese sechs Schritte.

  1. Spannung und Feldstärke. Ermitteln Sie Betriebsspannung, Prüfspannung und die geplante Dicke, daraus folgt die Feldstärke in kV/mm. Vergleichen Sie mit der Durchschlagfestigkeit bei genau dieser Dicke, nicht mit dem Wert am 1-mm-Prüfkörper, und planen Sie einen Sicherheitsfaktor ein. Bei Umrichterbetrieb mit steilen Flanken kommt die Teilentladung als eigene Grenze hinzu.
  2. Temperatur. Bestimmen Sie die Dauertemperatur am heißesten Punkt der Isolierstelle, nicht am Gehäuse, und wählen Sie die Wärmeklasse mit 20 bis 30 °C Reserve. Damit fallen PE, PP, PVC, PS, POM, PA und TPU für alles über 100 °C aus, PET deckt Klasse B ab, PEN Klasse F, Silikon und Polyimid liegen darüber.
  3. Feuchte und Chemie. Klären Sie, ob Wasser, Tränkharz, Öl, Kühlmittel oder Reinigungsmedien ans Teil kommen. PA scheidet bei Feuchte aus, PET nimmt praktisch kein Wasser auf, PTFE und PP halten fast jede Chemikalie aus, Silikon quillt in Öl.
  4. Mechanik und Verarbeitung. Ein Isolierteil aus Folie wird geschnitten, gestanzt, gefalzt und in eine Nut geschoben. Dafür braucht der Werkstoff Reißfestigkeit, Weiterreißwiderstand und eine definierte Rückfederung. Biaxial gereckte PET-Folie erfüllt das, Hartpapier bricht beim Falzen, PTFE fließt unter Klemmdruck. Für spanend bearbeitete Formteile gelten andere Kriterien, dort kommen PEEK, POM und PC ins Spiel.
  5. Brandschutz. Lesen Sie die geforderte Klasse nach UL 94 und die Glühdrahttemperatur aus der Gerätenorm ab. PTFE, PPS, PEEK, Polyimid und PVC erreichen V-0 ohne Zusatz, PE, PP, PET und POM nur HB im Naturtyp. Flammschutzmittel senken oft CTI und Durchschlagfestigkeit, also nach Schritt fünf noch einmal bei Schritt eins nachsehen.
  6. Kosten und Verfügbarkeit. Erst jetzt lohnt der Blick auf den Quadratmeterpreis. PET kostet einen Bruchteil von Polyimid, und wo Klasse B reicht, ist der Aufpreis für Klasse C verschenkt. Wo Klasse H oder Bauraum die Grenze setzt, ist er der günstigste Posten im Motor.

Für jedes Einsatzfeld ergibt diese Reihenfolge eine erste Empfehlung. Sie ersetzt keine Auslegung, aber sie verkürzt die Liste der Kandidaten auf zwei oder drei Werkstoffe.

EinsatzfeldEmpfehlungBegründung
Elektromotor, Nut- und PhasenisolationPET-Folie bis Klasse B, darüber Aramid-PET-Laminat oder PolyimidfolieHohe Durchschlagfestigkeit bei 0,1 bis 0,5 mm Dicke, falzbar, weichmacherfrei, Tränkharz greift nicht an
Transformator, Lagen- und BarrierenisolationPET-Folie, PEN-Folie bei Klasse F, Pressspan oder Aramid im ÖlGeringer Verlustfaktor bei 50 Hz, Maßhaltigkeit über die Wicklung, Ölbeständigkeit
Batteriemodul, Zell- und ModulisolationPET- und PP-Folie als Zellisolation, PE und PP als Separator, PI bei HochvoltKein Wasser, kein Weichmacher, 600 V CTI bei PP, dünn stanzbar für die Zellkontur
Haushaltsgerät, Motor und HeizelementPET-Folie und Laminate, Silikon an heißen Dichtstellen, PVC nur im KabelFeuchte und Reinigungsmittel schließen PA aus, Silikon hält 200 °C und CTI 600
Elektronik, Leiterplatte und HochfrequenzFR4 als Träger, Polyimid für flexible Schaltungen, PTFE oder PP für HF-DielektrikaNiedriger Verlustfaktor entscheidet über Signalverlust, FR4 mit 4,6 ist der Kompromiss aus Preis und Festigkeit

Von PVC als Flächenisolierstoff im Motor raten wir ab. Der Werkstoff hält 60 °C, enthält Weichmacher, die bei Wärme wandern, und setzt bei Zersetzung Chlorwasserstoff frei. Welche Folien an seine Stelle treten, zeigt der Beitrag zur Alternative zur PVC-Folie. Ob ein Thermoplast oder ein Duroplast die bessere Werkstoffklasse ist, entscheidet die Fertigungsform, nachzulesen unter Thermoplaste und Duroplaste. Faserverstärkte Laminate wie FR4 und Hartgewebe ordnet der Beitrag zu Verbundmaterialien ein.

Reicht nicht der billigste Kunststoff mit hohem Widerstand?

Der Einwand kommt aus dem Einkauf und ist auf den ersten Blick schlüssig: PE-HD hat über 10¹⁶ Ω·cm, CTI 600 und kostet weniger als jeder andere Werkstoff in der Tabelle. Warum also PET oder gar Polyimid? Die Antwort steckt in drei Zahlen, die der Durchgangswiderstand nicht zeigt.

Die erste ist die Temperatur. PE erweicht ab 90 °C, ein Motor der Klasse F läuft bei 155 °C. Der Widerstand eines Kunststoffs fällt mit steigender Temperatur exponentiell, und Toray gibt für PPS an, dass der Widerstand oberhalb der Glasübergangstemperatur von über 10¹³ auf 10¹⁰ Ω·m sinkt. Ein Werkstoff, der bei 23 °C mit 10¹⁶ Ω·cm glänzt, kann an der Wicklung bei 10¹² liegen. Die zweite Zahl ist die Feuchte. Polyamid verliert drei Zehnerpotenzen durch Wasser aus der Luft, und die Oberfläche jedes Kunststoffs wird unter Kondenswasser und Staub zur Kriechstrecke. Dort schützt der CTI, und der ist bei PE gut, bei PEEK und FR4 nicht. Die dritte Zahl ist die Dicke. Die Durchschlagfestigkeit bestimmt, wie dünn die Isolierung sein darf, und jeder Zehntelmillimeter in der Nut kostet Kupferquerschnitt. Eine 0,25-mm-Folie aus PET ersetzt eine deutlich dickere Lage aus einem Werkstoff mit 20 kV/mm.

Der günstigste Kunststoff ist deshalb der, der bei Betriebstemperatur, Feuchte und Solldicke noch die Werte hält, und das ist im Motorenbau meist PET, oberhalb von 130 °C Aramid oder Polyimid. Der Preis je Quadratmeter ist dabei fast nie das Problem. Eine Nutisolation kostet im Motor Cent-Beträge, ein Wicklungsschaden im Feld die Demontage.

Welche Isolierkunststoffe GOBA konfektioniert

GOBA verarbeitet seit 1959 die Folien- und Laminatwerkstoffe aus der Tabelle, nicht die spanend bearbeiteten Konstruktionskunststoffe. PEEK, PPS, POM und PC als Block oder Spritzgussteil liefern wir nicht, dafür alles, was als Bahn auf die Rolle kommt und im Motor, Transformator, Batteriemodul oder Hausgerät als dünne Lage Spannung sperrt. Den Kern bildet biaxial gereckte Polyesterfolie unter den Marken Hostaphan und Mylar in der Wärmeklasse B bis 130 °C nach IEC 216, bei Hostaphan-Dickfolien sind wir der größte europäische Converter. Diese Polyesterfolien gehen als Schnittrolle ab 5 mm Breite in Wickelmaschinen und als Stanzteil in Statoren.

  • Polyesterfolie PET in Klasse B, weichmacherfrei, praktisch ohne Wasseraufnahme, als Rollenware, Zuschnitt, Stanzteil und Formteil.
  • Polyimidfolie Kapton in Klasse C mit 303 kV/mm bei 25 µm, allein oder als Mittellage im NKN-Laminat für Klasse H.
  • PTFE-Folie für chemisch und thermisch belastete Trennlagen und Dichtungen.
  • PE-, PP- und PU-Folien für Schutz-, Separator- und Dämpfungsaufgaben, darunter PE- und PP-Separatoren sowie Zellisolationsfolien im Batteriefolienschnitt.
  • Laminate aus Folie und Aramidpapier oder Vlies, etwa DMD, NMN und NKN, für Klasse B bis H.

Alle Fabrikate sind UL-gelistet, die Fertigung läuft nach ISO 9001 und ISO 14001. Beim Lohnschneiden trennen zwei aneinander vorbeilaufende Kreismesser die Bahn im Scherschnitt auf Breiten von 5 bis 1.600 mm mit einer Breitentoleranz von plus minus 0,1 mm, gewickelt auf Kerne mit 25, 55, 76 oder 152 mm Innendurchmesser, bei Schnittgeschwindigkeiten bis 400 m pro Minute und Mutterrollen bis 1.000 kg. Beim Stanzen und Formen verarbeiten wir Materialdicken von 0,023 bis 3,0 mm zu Teilen bis 1.000 x 2.000 mm, im Bandstahlschnitt für Standardkonturen und mit Vollstahlwerkzeug für enge Toleranzen. Falzkanten prägen wir im selben Hub vor, damit die Rückfederung der Folie nicht gegen die Montage arbeitet, und komplexe Geometrien verformen wir unter Wärme.

Aus der Fertigung heraus zählt bei Isolierkunststoffen ein Detail, das kein Datenblatt nennt: Die Kennwerte gelten für die unversehrte Folie. Eine ausgefranste Schnittkante oder ein Riss an der Falzlinie ist die Stelle, an der das Feld überhöht und der Durchschlag beginnt. Deshalb fahren wir dünne Folien langsamer an und prüfen die Kante genauso wie die Breite. Welche Werkstoffe und Klassen wir insgesamt führen, steht unter Isoliermaterialien.

GOBA Fazit

Elektrisch isolierende Kunststoffe unterscheiden sich weniger im Ob als im Wie. Fast jeder ungefüllte Kunststoff hat 10¹² Ω·cm oder mehr. Die Auswahl entscheidet sich an der Durchschlagfestigkeit bei Solldicke, an der Dauertemperatur, am Verhalten unter Feuchte und im Wechselfeld und am CTI der Oberfläche. Für Flächenisolierung heißt das in den meisten Fällen PET bis Klasse B, PEN oder Laminate bis Klasse F, Aramid und Polyimid darüber, und PP oder PTFE, wo der Verlustfaktor den Ausschlag gibt.

Wenn Sie einen Werkstoff aus der Tabelle als Schnittrolle oder Isolierteil brauchen, schicken Sie uns die Zeichnung mit Spannungsebene, Temperatur und Dicke. Wir prüfen die Werkstoffwahl und die Fertigungsform in einem Durchgang und liefern aus unseren Isoliermaterialien vom Muster bis zur Serie.

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Verwandte Glossar-Begriffe

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  • Isoliermaterial

    Isoliermaterial ist ein Werkstoff mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit, der spannungsführende Teile trennt und den Strom auf seinem vorgesehenen Weg hält.

  • Thermoplaste

    Thermoplaste sind Kunststoffe, deren Molekülketten nur physikalisch zusammenhalten. Sie erweichen bei Wärme, erstarren beim Abkühlen und lassen sich beliebig oft umformen.

  • Duroplaste

    Duroplaste sind Kunststoffe, deren Molekülketten beim Aushärten kovalent zu einem engmaschigen Netz vernetzen. Danach lassen sie sich weder schmelzen noch umformen, sie bleiben hart bis zur Zersetzung.

  • Elektrische Durchschlagsfestigkeit

    Die elektrische Durchschlagsfestigkeit ist die maximale elektrische Feldstärke, die ein Isolierstoff aushält, bevor ein Durchschlag eintritt, gemessen in kV/mm nach IEC 60243: 303 kV/mm bei 25 µm Kapton HN, 40 kV/mm bei 0,6 mm PVC-U.

  • Kriechstromfestigkeit

    Die Kriechstromfestigkeit beschreibt, wie gut ein Isolierstoff der Bildung eines leitfähigen Pfades auf seiner Oberfläche widersteht. Gemessen wird sie über den CTI-Wert nach IEC 60112.

  • Polyesterfolie

    Polyesterfolie ist biaxial orientierte PET-Folie (BOPET) aus Polyethylenterephthalat, die in der Elektroisolierung als Isolierstoffklasse B mit 130 °C Dauertemperatur eingesetzt wird.

FAQ zu elektrisch isolierenden Kunststoffen

Welcher Kunststoff isoliert am besten?

Das hängt vom Kennwert ab. Beim Durchgangswiderstand führt PTFE mit 10¹⁸ Ω·cm, gefolgt von Polyimidfolie mit 1,5 × 10¹⁷ und PE, PP und POM mit 10¹⁶ Ω·cm. Bei der Durchschlagfestigkeit führen die dünnen Folien, Kapton HN mit 303 kV/mm bei 25 µm und PEN mit 300 kV/mm bei 12 µm. Bei Temperatur führen PTFE mit 260 °C, PEEK mit 240 °C und Polyimid mit 230 °C. Im Motorenbau gewinnt meist PET, weil es Durchschlagfestigkeit, Klasse B, Falzbarkeit und Preis verbindet.

Ist Kunststoff ein elektrischer Isolator?

Ja, nahezu jeder ungefüllte Kunststoff ist ein elektrischer Isolator mit einem spezifischen Durchgangswiderstand über 10¹¹ Ω·cm, weil seine Elektronen in kovalenten Bindungen gebunden sind und keine freien Ladungsträger existieren. Ausnahmen sind gezielt leitfähig gemachte Typen mit Ruß, Kohlefaser oder intrinsisch leitfähigen Polymeren. Für Elektroisolierstoffe bestellt man deshalb den ungefüllten Naturtyp.

Leitet Kunststoff Strom?

Im Normalfall nicht messbar, der Reststrom liegt bei 10¹² bis 10¹⁸ Ω·cm um mehr als zwanzig Zehnerpotenzen unter dem von Kupfer. Kunststoff leitet Strom erst, wenn Leitruß, Graphit, Kohlefasern oder Metallfasern über die Perkolationsschwelle hinaus eingemischt werden, oder bei intrinsisch leitfähigen Polymeren wie Polyanilin und PEDOT:PSS. Antistatische Typen liegen bei 10⁹ bis 10¹¹ Ω, ableitende ESD-Typen bei 10⁶ bis 10⁹ Ω, leitfähige unter 10⁴ bis 10⁶ Ω Oberflächenwiderstand.

Welche Durchschlagfestigkeit haben Kunststoffe?

Am 1-mm-Prüfkörper nach IEC 60243-1 liegen die meisten Kunststoffe zwischen 15 und 55 kV/mm: PA 6 bei 15, PTFE bei 20, PET und PEEK bei 25, PC bei 34, PVC und POM bei 40, PS bei 43, PP bei 50, PE-HD bei 53 kV/mm. Dünne Folien liegen um ein Vielfaches höher, PP mit 200 kV/mm bei 40 µm, PET bis rund 180 kV/mm, Polyimid mit 303 kV/mm bei 25 µm. Der Wert ist deshalb immer zusammen mit der Prüfdicke zu lesen.

Ist PVC ein guter elektrischer Isolator?

Für Kabelmäntel und Aderisolierung bis 60 bis 70 °C ja, PVC-U erreicht 10¹⁵ Ω·cm, 40 kV/mm und CTI 600 und ist mit UL 94 V-0 von Haus aus schwer entflammbar. Als Flächenisolierstoff im Motor oder Transformator ist PVC ungeeignet, weil die Dauertemperatur bei 60 °C endet, der Verlustfaktor mit 0,03 hoch ist, Weichmacher bei Wärme wandern und bei Zersetzung Chlorwasserstoff entsteht. Dort ersetzt PET-Folie das PVC.

Was bedeutet CTI 600 bei einem Kunststoff?

CTI 600 heißt, dass die Oberfläche in der Prüfung nach IEC 60112 bei 600 Volt 50 Tropfen Elektrolytlösung übersteht, ohne dass sich eine leitfähige Kriechspur bildet. Das ist der höchste Wert der Normskala und ordnet den Werkstoff in die Materialgruppe I der IEC 60664-1 ein, die die kürzesten Kriechstrecken erlaubt. PE, PP, POM, PTFE, PVC, PA, TPU und Silikon erreichen CTI 600, PET liegt bei 350, PC bei 250, PEEK bei 150 und FR4 bei 175 bis 249.