AT204274B - Verfahren zur Herstellung siliciumhaltiger Epoxydharzkombinationen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung siliciumhaltiger Epoxydharzkombinationen 
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von speziellen   siliciumhal-   tigen Epoxyd-Kunstharzen in Lösung, die für die Verwendung als Isolierstoffe in der Elektrotechnik besonders gut geeignet sind. 



   Es ist bekannt, Epoxydharze in gelöster Form mit einem monomeren Silan oder einem Gemisch von monomeren Silanen umzusetzen. Nach diesem Verfahren ist es jedoch nur möglich, entsprechend der Anzahl der freien Hydroxylgruppen im Epoxydharzmolekül einen geringen Teil von Silanen durch Umesterung einzubauen. 



   Dem vorliegenden Verfahren liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Siliciumanteil bedeutend bzw. in beliebigem Masse zu erhöhen und damit die Produkte insbesondere in ihren thermischen Eigenschaften erheblich zu verbessern. 



   Das Prinzip der Herstellung von Kunstharzen gemäss vorliegender Erfindung besteht in fogendem :
Epoxydverbindungen mit Epoxydäquivalenten   zwischen 400   und 4000, die in der Seitenkette noch eine Anzahl Hydroxylgruppen enthalten, also vorwiegend Kondensationsprodukte von Epichlorhydrin mit mehrwertigen Phenolen, z. B.4,4'-Dioxydiphenyl-2, 2-propan, werden mit hydroxylgruppenhaltigen niederoder auch höhermolekularn Verbindungen, wie 2- oder mehrwertigen Alkoholen oder auch Hydroxylgruppen enthaltenden Polyestern aus Polyalkoholen und Polycarbonsäuren, in einem gemeinsamen Lösungsmittel gelöst und durch Einwirkung von Alkoxysilanen oder kurzkettigen Alkoxysiloxanen bei Gegenwart von sauren Katalysatoren, wie Phosphorsäure, über Silicium-Sauerstoff-Bracken miteinander verknüpft. 



   Man geht erfindungsgemäss so vor, dass man zunächst beispielsweise einen Polyester aus Sebacinsäure, Glykol und Glycerin herstellt. Dann fügt man ein Epoxydharz mit einem Epoxydäquivalent von z. B. etwa 1000 in   SOoiger Losung   in Toluol sowie Silane, wie Phenyltriäthoxysilan,   Methyltriäthoxysilan   oder Dimethyldiäthoxysilan, und eine geringe Menge eines sauren Katalysators hinzu, z. B. Phosphorsäure oder   p. -Toluolsulfosäure.   Die Mischung wird einige Stunden am Rückfluss gekocht und anschliessend der entstandene Äthylalkohol sowie ein grosser Teil des Toluols bei Temperaturen bis 1800 C abdestilliert.

   Das Produkt nimmt man schliesslich in einer Mischung von Toluol, Xylol und einer kleinen Menge eines Lö-   sungsmittel-Esters   zu einer   SOoigen   Lösung auf, die in dieser Form direkt verarbeitet werden kann. Die auf diesem Wege entstehenden Harze unterscheiden sich in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung durch ihr mechanisches Verhalten. Gemäss Erfindung erhält man Produkte, die die ganze Skala von sehr hart bis hochelastisch umfassen. Bei Verwendung von Polyestern als hydroxylgruppenhaltige Komponente entscheiden der   spezielle Aufbau dieser Ester und der mengenmässige Anteil   am Gesamtharz   über die mechanischen   Eigenschaften. Wird als Dicarbonsäure beispielsweise   Sebacinsäure   eingesetzt, so ergeben sich hochelastische Lackfilme.

   Adipinsäure als Dicarbonsäure ergibt weniger elastische Kunstharzfilme. Aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure, ergeben Produkte, die sich durch grosse Härte und hohen Abrieb auszeichnen. Setzt man als Beikomponente zu dem Epoxydharz jedoch statt 
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Trimethylolpropan,so erhält man sehr hart verbackende Harze. 



   Überraschenderweise zeigen alle diese Stoffe neben einem   ausgezeichneten Isolationsvermögcn   eine   ausserordnetliche grosse Substanzstabilität   und Dauerflexibilität in der Wärme, die weit über denen der reinenpolyester oder Epoxydharze liegen. Die Temperaturstabilität dieser Stoffe kann   mit ùem erfinduú. gs-   gemässen Verfahren allgemein um   30 - 400   C hinaufgeschraubt werden. 

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   Die   erfindungsgemäss   hergestellten Kunstharze lassen sich bei 160-1700 C vollständig aushärten. Diese Temperatur ist   für Organo-Silicium-Verbindungen   sehr niedrig und erschliesst   zusätzliche Anwendungsge-   biete in der Elektroisoliertechnik. 



   Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden : 
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  Dann steigert man die Temperatur langsam im Verlauf von zwei Stunden weiter auf 2300 C ; dabei destilliert die theoretische Menge Wasser ab. Zu diesem Ester gibt man 295 Gewichtsteile eines Epoxydharzes mit einem Epoxydäquivalent von etwa 1000 als   50% igue   Lösung in Toluol sowie 59 Gewichtsteile Phenyltriäthoxysilan, 111 Gewichtsteile Dimethyldiäthoxysilan und 0,3 Gewichtsteile konzentrierte Phosphorsäure. Man kocht drei Stunden am   Rückfluss   bei etwa   1300   C und destilliert anschliessend bis zu einer Temperatur von   1600 C entstandenen Äthylalkohol   und den grössten Teil des Toluols ab.Die verbleibende hochprozentige Kunstharzlösung wird mit einem Gemisch von Xylol und Äthylglykolacetat im Verhältnis 7 : 3 auf   501o   Festkörper verdünnt. 



   Für diese spezielle Type ergeben sich Anwendungsbereiche als Tränklacke in der   Elektroisolationsin-   dustrie vor allem für ruhende und umlaufende Wicklungen, die hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind. 



  Anwendungsbereiche ergeben sich auch bei der Tränkung von Glasfaserbahnen, die unter Druck zu starren Schichtstoffen verpresst werden sollen. 



     Beispiel 2 :   202 Gewichtsteile Sebacinsäure, 62 Gewichtsteile Glykol und 31 Gewichtsteile Glycerin werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, verestert. Man fügt 295 Gewichtsteile eines Epoxydharzes mit einem Epoxydäquivalent um 3000, gelëst in 295 Gewichtsteilen Toluol, sowie 59 Gewichtsteile 
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 kocht drei Stunden am Rückfluss und destilliert den entstandenen Äthylalkohol sowie Toluol, wie im Beispiel 1 beschrieben, ab und nimmt in einem Gemisch von Xylol und   Äthylglykolacetat auf zu einer 50% tgen   Lösung. Das aus dieser Lösung sich bildende Harzprodukt ist halbflexibel und daher besonders geeignet für die Lackierung von glasseidenumsponnenen Kupferdrähten.

   Ausserdem kann es Einsatz finden als Bestandteil von flexiblen Schichtstoffen aus Glasseide, die als Nutauskleidung von Elektromotoren verwendet werden, sowie zur Lackierung von Glasseidenhohlschläuchen. 



   Beispiel 3 : 400 Gewichtsteile eines Epoxydharzes mit einem   Epoxydäquivalent von   1000 sowie 88 Gewichtsteile Trimethylolpropan, 240 Gewichtsteile Äthylglykolacetat und 240 Gewichtsteile Xylol werden bis 1350 C erhitzt. Es entsteht eine klare Lösung. Man gibt 1, 6 Gewichtsteile konzentrierte Phosphorsäure sowie 160 Gewichtsteile Phenyltriäthoxysilan,   408. Gewichtsteile Dimethyldibutäthoxysilan   und 100 Gewichtsteile Äthylalkohol zu, kocht drei   Stunden bei 106 -1080 C   am Rückfluss und destilliert dann bis 1400 C etwa 320 Gewichtstelle eines Gemisches von Äthylalkohol, der aus   Lösungsalkohol   und Reaktionsalkohol besteht, sowie vorwiegend Xylol ab. Man erhält 1300 Gewichtsteile einer zirka   50%     19en     Harzlösung.   



   Das Produkt zeichnet sich, als Film eingebrannt, dutch ausserordentliche Härte und hohe Verbackungsfestigkeit aus und ist daher besonders als Tränklack für umlaufende Wicklungen geeignet. 



   Die angegebenen Beispiele geben lediglich einige   Ausfuhrungsformen   des erfindungsgemässen Verfahrens wieder ; die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von siliciumhaltigen Epoxydharzkombinationen, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder ein Gemisch von in Lösung befindlichen Epoxydverbindungen, welche ein Epoxydäquivalent zwischen 400 und 4000 aufweisen und jeweils in der Seitenkette noch Hydroxylgruppen enthalten, und hydroxylgruppenhaltige organische Verbindungen gemeinsam umgesetzt werden mit Alkoxysilanen und bzw. oder kurzkettigen Alkoxysiloxanen.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als hydroxylgruppenhaltige Verbindungen zwei-oder mehrwertige Alkohole verwendet werden.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als hydroxylgruppenhaltige Verbindungen hydroxylgruppenhaltige Polyester verwendet werden.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkoxysilane Phenyltriäthoxysilan, Methyltriäthoxysilan, Dimethyldiäthoxysilau, Dimethyldibutäthoxysilan oder Phenyl- methyldiäthoxysilan verwendet werden. <Desc/Clms Page number 3>

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Gegenwart von sauren Katalysatoren durchgeführt wird.