CH397241A - Verfahren zur Herstellung gut lagerfähiger Lösungen von Epoxydharz-Härtungsmittel-Gemischen für Imprägnierzwecke, insbesondere für elektrische Isolierungen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung gut lagerfähiger Lösungen von   Epoxydharz-Härtungsmittel-   
Gemischen für Imprägnierzwecke, insbesondere für elektrische Isolierungen
Es ist bekannt, dass Epoxydharze durch Zusatz von Härtungsmitteln zu unlöslichen und   unschmelz-    baren Produkten gehärtet werden können. Die so gehärteten Harze geben bei ihrer Anwendung als Schutzüberzüge besonders dichte und' porenfreie Filme und eignen sich daher auch, in Gegenwart entsprechender Lösungsmittel, zum Imprägnieren von Glasfasern, Textilien und Papieren.



   So kann man beispielsweise als Imprägnierungsmittel ein   Harz-Härtungsmittel-Gemisch    verwenden, dessen Harzkomponente aus einem in bekannter Weise aus   p ,p'-Dioxydiphenylpropan    und Epichlorhydrin in alkalischer Lösung hergestellten Epoxydharz mit einem Epoxyäquivalentgewicht von 300 bis 500 und einem Molekulargewicht von 450 bis 560 besteht. Als Härtungsmittel wird Dicyandiamid   zu--    setzt, während als Lösungsmittel Monoäthylglykol äther, Monomethylglykoläther oder deren Gemische Verwendung finden, wobei Harz   und    Härtungsmittel zuvor getrennt in dem Lösungsmittel gelöst werden.



   Da das   Harz-Härtungsmittel-Gemisch    infolge der Reaktionsfähigkeit des Dicyandiamids mit dem Epoxydharz nur beschränkte Zeit haltbar ist, dürfen die Gemische erst kurz vor der Verarbeitung hergestellt werden. Man spricht   daher    bei derartigen Gemischen von einem Zweikomponentensystem.



   Die Imprägnierung wird beispielsweise in der nachstehenden Weise durchgeführt. Das mit den erforderlichen Mengen Lösungsmittel versehene Harz Härtungsmittel-Gemisch wird in eine Lackiermaschine eingebracht, das zu imprägnierende Trägermaserial, z. B. Glasfasergewebe, in die Lösung getaucht und anschliessend an einem Abstreifer vom überschüssigen Lack befreit. Um eine ausreichende Imprägnierung zu erzielen, muss diese Prozedur im allgemeinen dreimal durchgeführt werden'. Damit der beim ersten und zweiten   durchgang    durch das Tauchbad zurückbleibende Film sich bei der anschliessenden Tauchung nicht wieder auflöst, muss jeweils eine Zwischenhärtung vorgenommen werden.

   Zu diesem Zweck wird das Trägermaterial jeweils zunächst in einem Trockenofen etwa 30 Minuten bei 1000 C vorgetrocknet und zur weiteren Verfestigung des Films anschliessend bei einer Temperatur von 120 bis 1500 C weitere 60 bis 90 Minuten vorgehiärtet. Erst nach   zudem    dritten Durchgang durch das Bad erfolgt völlige Aushärtung, und zwar beispielsweise 1 Stunde bei 2000 C oder entsprechend länger bei niedrigeren Temperaturen.



   Es sind zwar auch Epoxydharz-Härtungsmittel Gemische bekannt, die eine längere Lagerfähigkeit besitzen. Derartige Gemische werden als Einkomponenten-Systeme bezeichnet. Es werden dabei als Härtungsmittelkomponente solche Härter verwendet, die erst bei höheren Temperaturen von 100 bis 2000 C reagieren. So haben eine gute Lagerfähigkeit Lösungen aus Epoxydharz mit Blei-,   Kobalt-undC    Mangansalzen der Leinölfettsäuren, Naphthensäuren und des Kolophoniums sowie Metallsalze der Halbester der Adipinsäure.



   Ferner sind Lösungen aus Epoxydharz und Härtungsmittel bekannt, bei denen als Härter Alkoholate mehrwertiger Met alle, vorzugsweise   Aluminiumbuty-    lat, oder auch die Salze tautomer reagierender Verbindungen mit   zwei- oder    höherwertigen Metallen, beispielsweise Metallsalze des Acetessigesters, vorzugsweise das Aluminiumsalz des Acetessigesters, verwendet werden.



   Alle diese   Harzlösungen    besitzen zwar eine längere Lagerfähigkeit, können jedoch nicht für elektrisch isolierende   Imprägnierungen    Verwendung finden, da die Metallsalze die bekanntlich hohe elek  trische Isolationsfähigkeit des Epoxydharzes stark herabsetzen.



   Weiterhin ist ein Einkomponentensystem bekannt, das aus einem mit Dicyandiamid vorgehärte  ten    Epoxydharz besteht und als Klebepulver vielfache Anwendung in der Praxis gefunden hat. Die Verwendung dieses Klebepulvers für Imprägnierzwecke scheitert jedoch an der Tatsache, dass dieses Pulver nur in Ketonen und Estern, wie Aceton und beispielsweise Butylacetat, löslich ist.

   Diese leichtflüchtigen und geruchsbelästigenden Lösungsmittel scheiden jedoch als Lösungsmittel für Harze, die für Imprägnierungszwecke Verwendung finden sollen, aus, da hierfür   geruchsmiide    und   gesundheitsu, nschädlichle    Lösungsmittel unerlässliche Vorbedingung   sind.    Die beim Zweikomponentensystem bekannten Lösungsmittel, wie Monoäthylglykoläther oder Monomethylglykoläther, die diesen Anforderungen entsprechen, lösen das mit Dicyandiamid vorgehärtete Epoxydharz aber nur teilweise auf bzw. verursachen nachträgliche Ausscheidungen. Zur Imprägnierung von Glasfasergeweben, Textilien und Papier ist man daher auf das oben geschilderte Zweikomponentensystem angewiesen, wenn es sich darum handelt, elektrisch isolierende   Imprägnierungen    zu erhalten.



   Es wurde nun gefunden, dass es gelingt, ein gut lagerfähiges Epoxydharz-Härtungsmittel-Gemisch für   Imprägnierzwecke,    insbesondere für elektrische Isolationszwecke, herzustellen, wenn man ein aus p,p' Dioxydiphenylpropan und Epichlorhydrin in alkalischer Lösung hergestelltes Epoxydharz mit einem Epoxyäquivalentgewicht von 300 bis 500 und einem Molekulargewicht von 450 bis 560 unter Zusatz von Dicyandiamid als Härtungsmittel in Monoäthylglykoläther, Monomethylglykoläther oder deren   Gemischen    löst, die Lösung so lange auf 120 bis 1300 C hält, bis eine entnommene Probe beim Erkalten auf einer Glasplatte klar bleibt (übliche Testmethode), und anschliessend schnell auf Zimmertemperatur abkühlt.

   Die Menge des verwendeten Dicyandiamids beträgt vorzugsweise 3,0 bis 4,7   Ges.%,    bezogen auf das eingesetzte   Epoxydharz.   



  Die Lösungsmittelmenge wird so gewählt, dass die Lösungen die für die Imprägnierung zweckmässige Viskosität besitzen.



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren, das grosstechnisch in grösseren Chargen von beispielsweise 5 t durchführbar ist, lässt sich jede gewünschte Stufe der Vorhärtung durch Variation der Reaktionszeit, Reaktionstemperatur und Abkühlungszeit erzielen.



   Die danach erhaltenen Imprägnierlösungen sind mehrere Monate haltbar und insbesondere für elektrische Isolierungen geeignet. Sie bringen neben den bekannten Vorteilen eines   Einkomponenten    systems gegenüber einem   Zweikomponentensystem    weiterhin eine bedeutende Vereinfachung des Imprägnierverfahrens, insofern als bei ihrer Anwendung vor dem zweiten und dritten Durchgang durch das Tauchbad nur noch eine kurze Vortrocknung bei Temperaturen von etwa 1000 C erforderlich ist. Es braucht lediglich noch die Endaushärtung vorgenommen zu werden.



   Beispiel I
100g eines in bekannter Weise aus   p,p'-Dioxy-    diphenylpropan in alkalischer Lösung erhaltenen Epoxydharzes mit einem Epoxyäquivalentgewicht von 360 und einem Molekulargewicht von 520 wurden in 100 g Monoäthylglykoläther bei 70 bis 900 C gelöst und der Lösung über ein Schüttelsieb   4,2 g    feinpulverisiertes Dicyandiamid unter Rühren innerhalb 5 Minuten zugemischt. Die Lösung wurde an schliessend langsam auf 120 bis 1300 C erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten. Im Abstand von einigen Minuten wurden Proben entnommen und einem Glasplattentest unterworfen. Die nach 15 Mi  nultenl      entnommene      Tropfenprobe    blieb beim   Auf-    bringen auf eine Glasplatte nach erfolgter Abkühlung klar.

   Die Reaktion wurde daraufhin durch schnelles Abkühlen auf Raumtemperatur beendet. Die   Viskos    tät der so erhaltenen Imprägnierlösung betrug 340 cP bei 200 C. Die Lösung hatte eine Lagerfähigkeit von 8 Monaten.



   Beispiel 2    100 g    eines Epoxydharzes gemäss Beispiel 1 wurden bei 70 bis 900 C in 100 g Monomethylglykoläther gelöst und 3,3 g pulverisiertes Dicyandiamid durch ein 10 000er Maschensieb innerhalb 5 Minuten unter Rühren zugegeben. Die Lösung wurde langsam auf 1300 C erwärmt und bei dieser Temperatur 15 Minuten gehalten. Eine nach dieser Zeit entnommene Probe blieb, auf eine Glasplatte gebracht, nach erfolgter Abkühlung klar. Die Reaktion wurde dann durch schnelles Abkühlen auf Raumtemperatur beendet. Die Viskosität dieser Imprägnierlösung betrug 250 cP bei 200 C. Die Lösung hatte eine Lagerfähigkeit von 10 Monaten.



   Beispiel 3    100 g    eines Epoxydharzes gemäss Beispiel 1 wurden bei 70 bis 900 C in einer Mischung von 50g Monomethylglykoläther und 50 g Monoäthylglykol äther gelöst und 4,5 g pulverisiertes Dicyandiamid durch ein feines Sieb innerhalb 5 Minuten unter Rühren zugegeben. Anschliessend wurde die Temperatur langsam auf 1300 C gesteigert und dort 15 Minuten   gehaken.    Eine entnommene und auf Glas aufgebrachte Probe blieb nach dem Abkühlen klar.



  Danach wurde die Reaktion durch rasches Abkühlen auf Raumtemperatur beendet. Die Viskosität der Imprägnierlösung betrug 380 cP bei 200 C. Sie hatte eine Lagerfähigkeit   von 7    Monaten.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung gut lagerfähiger Lösungen von Epoxydharz-Härtungsmittel-Gemischen für Imprägnierzwecke, insbesondere für elektrische Isolierungen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein aus p, p'-Dioxydiphenylpropan undl Epichlorhydrin in alkalischer Lösung hergestelltes Epoxydharz mit einem Epoxyäquivalentgewicht von 300 bis 500 und einem Molekulargewicht von 450 bis 560 unter Zu satz von Dicyandiamid als Härtungsmittel in Mono äthylglykoläther, Monomethylglykoläther oder deren Gemischen löst, die Lösung so lange auf 120 bis 1300 C hält, bis eine entnommene Probe beim Erkalten auf einer Glasplatte klar bleibt, und anschlie ssend schnell auf Zimmertemperatur abkühlt.

   UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Härtungsmittel in einer Menge von 3,0 bis 4,7 Gel.%, bezogen auf das Epoxydharz, zu gesetzt wird.