DD154867A3 - Verfahren zur stabilisierung von optikklebstoffen und-verklebungen gegen die einwirkung kurzwelliger strahlung und gegen temperaturschockbehandlung - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Stabilisierung von Optikklebstoffen und -verklebungen gegen die Einwirkung kurzwelliger Strahlung und gegen Temperaturschockbehandlung. Ziel und Aufgabe der Optikklebstoffe und -verklebungen bestehen in einer Stabilisierung gegen Gamma- und Roentgenstrahlung und gegen Temperaturschockbehandlung,ohne dass die uebrigen chemischen, physikalischen, optischen und technologischen Eigenschaften beeintraechtigt werden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass den Optikklebstoff- Ansaetzen Benzylalkohol als Stabilisator in einer Menge von 1 - 10 Masse-% hinzugefuegt wird. Derartige Optikklebstoffe dienen zum spannungsarmen Verkleben oder zur Halterung und Fassung empfindlicher optischer Bauelemente hoher Praezision.

Description

Verfahren zur Stabilisierung von Optikklebstoffen und -verklebungen gegen die Einwirkung kurzwelliger Strahlung und gegen Temperaturschockbehandlung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung von Optikklebstoffen auf der Grundlage von Epoxidharzen, Methacrylsäureestern oder Polyesterharzen und deren Mischungen mit Vinylmonomeren gegen die Einwirkung kurzwelliger Strahlung, wie z«B« Gamma- oder Röntgenstrahlung, und gegen Temperaturschockbehandlung· Die erfindungsgemäßen Klebstoffe dienen zum Verkleben von fertig bearbeiteten, komplizierten optischen Bauelementen untereinander mit hohen Genauigkeitsanforderungen zu optischen Systemen, wobei die Mittendicken-Durchmesser-Verhältnisse bis 1:15 herab betragen und Oberflächenpassetoleranzen ^ 1 Ring rund gewährleistet werden müssen» Insbesondere kommen die Optikklebstoffe gemäß der Erfindung dann zum Einsatz, wenn derartige Verklebungen hohen Strahlenbelastungen durch Gamma- oder Röntgenstrahlen und/ oder extremen Temperaturschockbehandlungen ausgesetzt werden müssen, ohne daß die technologischen, physikalischen und optischen Eigenschaften der Klebstoffe und der verklebten optischen Systeme insgesamt nachteilig beeinflußt werden dürfene

Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die dauernde oder zeitweilige strahlenresistente und teraperatürschockbeständige Halterung von optischen Bauelementen oder Baugruppen der genannten Art in Passung oder auf Unterlagen aus Metall, Keramik oder Kunststoff»

Da die Optik-Klebstoffe selbst als optische Medien betrachtet werden müssen, kommt der Gewährleistung der optischen Reinheit,, der Homogenität? einer möglichst geringen Eigenfärbung bzw« weitgehenden Farblosigkeit und einer hohen spektralen Durchlässigkeit große Bedeutung zu© Auch solche Parameter, wie Brechungsindex, T^--Wert₉ Dispersion, und eine möglichst geringe Spannungsdoppelbrechung müssen auf die zu verklebenden optischen Bauelemente abgestimmt sein»! Bei der Fixierung und Verfestigung der Klebeverbindungen dürfenkeine Verfärbungen Trübungen_s Kristallausscheidungen, Blasenbildungen Ent» mischungen o®äe auf treten die die Funktion des optischen Systems beeinträchtigen^ Außerdem kommt der Kombination einer möglichst langen technologischen Verarbeitungszeit (Topfzeit) und einer optimal kurzen Zeitdauer zur Er-» reichung der Klebewirkung bzw* der Fixierung der Ver~ klebung für die Gewährleistung definierter,, in engen Toleranzen reproduzierbarer Klebstoffschichtdicken und zur Durchführung gegebenenfalls notwendiger Korrekturen und Justierungen vor der Aushärtung große Bedeutung zu» Eine möglichst geringe Volumenschrumpfung beim Klebe- und Aushärtevorgang ist zur Vermeidung von mechanischen Verspannungen wichtig, die zur Deformation der optischen Flächen und zur Spannungsrißbildung in der Klebstoff« schicht und damit zur Minderung der abbildungsoptischen Eigenschaften sowie der Klima- und Temperaturbeständigkeit führen*

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Zur Realisierung hoher optischer Leistungsparatneter und zur Senkung des technologischen Verarbeitungsaufwandes sind niedrige Temperaturen für die Fixierung und Aushärtung der Klebstoffschicht von großer Wichtigkeit, die sich möglichst wenig oder nicht von der Raumtemperatur unterscheiden· Von großem technischen und ökonomischen Interesse ist es außerdem, die ausgehärteten Klebverbindungen ohne hohen technologischen Aufwand und ohne Beschädigung der optischen Teile trennen zu können, um

10' fehlerhafte Verklebungen zu korrigieren oder um Teile, die zeitweilig zu Halterungszwecken verklebt waren, einer Weiterbearbeitung zuzuführen«

Von anwendungstechnischer Bedeutung ist eine funktionsgerechte Temperatur« und Klimastabilität und Beständigkeit der Klebstoffschicht gegen Wasser und organische Lösungsmittel» Andererseits ist es notwendig» im Falle der Trennung von Klebverbindungen, die Oberflächen der optischen Bauelemente mit bestimmten ausgewählten organischen Lösungsmitteln, wie ZoBe Aceton, niederen Alkoholen, halogenierten Kohlenwasserstoffen, sowie deren Gemischen vollständig von den Klebstoffresten zu befreien und zu reinigen» Schließlich hat in letzter Zeit die physiologische Unbedenklichkeit der als Optikklebstoffe oder als deren Komponenten eingesetzten Verbindungen ständig an Bedeutung ge- wonnen«

Es sind Optik-Klebstoffe auf der Grundlage von niedermole-. · > ku-iaren aromatischen Epoxidharzen bekannt geworden, die teilweise in hohem Maße mit reaktiven Verdünnungsmitteln bzw» Weichmachern modifiziert worden sind und mit Aminhärtern ausgehärtet werden, deren N-H-Punktionalität durch Substituenten unterschiedlicher Struktur und Anzahl variiert wird (DD-WP 131825; DD-WP 122258,· DD-TO 130580). Mit ,«diesen bekannten technischen Lösungen können jedoch die genannten physikalischen und technologischen Anforderungen ' nur teilweise erfüllt werden·

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Um die Vielfalt der beschriebenen Anforderungen und Eigenschaftsparameter in ihrer Gesamtheit zu erfüllen, ist ein Verfahren zur Herstellung von Optik-Klebstoffen auf der Basis von unmodifizierten, niedermolekularen Epoxidharzen bekannt geworden, wobei als Härter und zugleich als Modifizierungsmittel 3tf_fN'»Dibenzyläthylen» diaöiin zum Einsatz kommt und zur weiteren Verbesserung der technologisch relevanten Parameter der Klebstoffansätze gegebenenfalls in begrenzter Menge zusätzlich Amin-' komponenten mit zwei oder mehr reaktiven Amin-Wasserstoff-.Funktionen hinzugefügt werden können (DD-WP 135623)» Zum spannungsarmen Verkleben komplizierter optischer Bauelemente mit hohen Genauigkeitsanforderungen ist such ein Optik-Klebstoff bekannt, der aus einem Gemisch von redox-polyraerisierbaren Substanzen, wie Methylmethacrylat, mit einem hohen Anteil eines hochmolekularen Diandiglycidäthers besteht (OMP (russ_e) 39* Heft 3_S Seite 30 bis 31, (1972))« Obwohl mit den genannten technischen Lösungen die geforderten anwendungstechnischen Eigenschaften

:0 und die optischen Genauigkeitsanforderungen bereits in hohem Maße realisiert werden können, haben alle bisherigem Optikklebstoffe und damit durchgeführten Verklebungen den Mangel, daß sie gegen die Einwirkung kurzwelliger Strahlung, wie Gamma»* oder Röntgenstrahlung, und gegen Temperatur-

:5 Schockbehandlung nicht beständig sind.

Weiterhin ist ein Optikklebstoff vorgeschlagen worden, der auf der Grundlage von Polyestern aus EndοmethyIen» trahydrophthalsäure und/oder Tetrahydrophthalsäure und niederen Glykolen, sowie polymerisationsfähigen Mononieren beruht, die unter radikalbildenden Bedingungen bei Raumtemperatur aushärten (WP CO9J/213339)· Ein derartiger Optikklebstoff ist zwar gegen einen Temperaturwechsel zwischen -4O⁰C und +75⁰C innerhalb von 6 bis 12 Stunden stabil, ohne daß die übrigen physikalischen und optischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden·

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Von Nachteil ist es jedoch, daß die Beständigkeit gegen eine verschärfte Temperaturschockbeanspruchung in wesentlich kürzeren Zeitintervallen nicht ausreicht» Ein weiterer Mangel besteht auch bei diesem Optikklebstoff und damit

> durchgeführten Verklebungen in der fehlenden Stabilität gegen, die Einwirkung von Gamma- oder Röntgenstrahlung· Bekannt sind auch Angaben zur Stabilisierung von verschiedenen technischen Harzsysteraen gegen die Einwirkung von kurzwelliger Strahlung* So werden organische Polymere z«B„ durch Benzophenonderivate gegen UV-Lichteinflüsse geschützt (DE-AS 1290720)· Eine weitere bekannte Möglichkeit, einen Abbau von Polymeren durch Strahleneinwirkung zu verhindern, besteht in der Anwendung von 3»5-Dialkyl-4»hydroxybenzolsäure und ihren Derivaten (DE-OS 1494330),

J 5 Der Nachteil besteht jedoch darin, daß die Wirkung derartiger Stabilisatoren sich nur auf das UV~Gebiet erstrecken und damit kein Schutz gegen Gamma- oder Röntgenstrahlung gewährleistet ist*

Zum Stand der Technik gehört auch der Einsatz von alkylsubstituierten, kondensierten tetracyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen zur Stabilisierung von Harzen gegen radioaktive Strahlung· (DE-AS 2461468)« Ein Einsatz derartiger Stabilisatoren in Optik-Klebstoffen hat jedoch den wesentlichen Nachteil zur Folge, daß große spektrale Transmissionsverluste durch Absorption auftreten* Eine Übertragung der Möglichkeiten zur Stabilisierung von technisch-mechanisch anwendbaren Harzen und Polymeren auf Optik-Klebstoffe ist nach dem Stande der Technik nicht möglich« Außerdem sind keine Lösungen bekannt, die neben der Stabilisierung gegen die Einwirkung von Gamma- oder Röntgenstrahlen gleichzeitig die Beständigkeit gegen eine Temperaturschockbehandlung gewährleisten·

Ziel^der^ErfJ^ndung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zur Stabilisierung von Optikklebstoffen und -verklebungen sowohl gegen die Einwirkung von kurzwelliger Strahlung* wie z©B* Gamma» oder Röntgenstrahlung, als auch gegen Temperaturschockbehandlung« Dabei sollen die übrigen anwendungstechnologischen Eigenschaften, wie z*B_e die Topfzeit, die Aushärtebedingungen, das Viskositäts» Zeitverhaltenj die Lösbarkeit der Klebeverbindung und die physiologischen Eigenschaften, sowie die mechanische und optische Spannungsarmut, die spektrale Transmission und die Klimabeständigkeit nicht negativ beeinflußt werden» Damit sollen Verklebungen oder Halterungen von optischen Bauelementen und -»systemen mit abbildungsoptischen Eigen« schäften höchster Qualität bei Einhaltung von Oberflächengenauigkeiten von ~ 1 Ring rund bei Mittendicken-Durchmesser-Verhältnissen von £ 1ϊ15 ermöglicht werden«

Entsprechend der Zielstellung besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem es ohne zusätzlichen technologischen Aufwand und mit leicht zugänglichen Mitteln ermöglicht wird,· die Beständigkeit der Optikklebstoffe und -verklebungen auf verschiedener Stoffgrundlage gegen 'die Einwirkung von Gamma·= oder Röntgenstrahlung mit einer Dosis bis zu 5*10^ Gy (bis zu 5«1Q rd) zu sichern« Zur Aufgabenstellung gehört auch gleichzeitig die Stabilisierung der Verklebung gegen verschärfte Teraperaturschockbehandlungen durch mindestens 5-maligen Temperaturwechsel von -40⁰C auf +55⁰C im 2-stündigem Wechsel·

Dabei sollen die für Optikklebstoffe bewährten Stoffsysteme beibehalten werden und die übrigen Eigenschaften und Parameter nicht ungünstig beeinflußt werden· Erfindungsgeraäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Stabilisierung von Optikklebstoffen und -verklebungen auf der Grundlage von Epoxidharzen, Methacrylsäureestern oder Polyesterharzen und deren Mischungen mit Vinylmonomeren gegen die Einwirkung kurzwelliger Strahlung und gegen Temperaturschockbehandlung durch Zusatz eines Stabilisators gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Klebstoffansatz nach dem Homogenisieren der monomeren Klebstoffkomponenten und vor dem Zusatz des Härters oder Radikalbildner/Beschleuniger^Systems Benzylalkohol als Stabilisator in einer Menge von 1 bis 10 Masse»%, bezogen auf die Gesamtmenge des Klebstoffansatzes, hinzugefügt wird· Diese Lösung gemäß der Erfindung ist überraschend, da im ' Unterschied zur vorliegenden Erfindung der Benzylakohol bisher lediglich als nichtreaktiver Verdünnungs- und Lö» sungsraittelzusatz bekannt ist, um die Viskosität der aushärtenden Harzmischungen zu erniedrigen und um den aushärtenden Produkten ehe ausreichende mechanische Flexibilität zu verleihen (DE-OS 2460690)« Außerdem ist bisher diese Anwendung auf Epoxidharzsysteme beschränkte Mit den erfindungsgemäßen Optikklebstoffen wird eine

:5 Stabilisierung der Verklebung bzw* Halterung von Optikteilen erreicht» die einer Strahlendosis bis zu 5*10 Gy (bis zu 5»10 rd) und einer mindestens 5-maligen Temperaturschockbehandlung von -40⁰G auf +55 @ in jeweils 2-stündigem Wechsel wiederstehen·

Auch bei sehr empfindlichen Optik-Teilen mit einer Oberflächengenauigkeit von = 1 Ring rund und einem Mittendicken-Durchmesser-Verhältnis bis 1:15 herab treten dabei keine Verspannungen auf, die über den Meßfehler eines Michelson-Interferoraeters von 0,2 Newton-Ringen hinausgehen«

Φ {isst bsP fcÄS»

Dabei könaen die Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten der verklebten Teile AcX= 6 * 10" betragen· Der Zusatz von Benzylalkohol bewirkt außerdem eine erhebliche Verringerung der bei Bestrahlung von nicht erfindungsgemäß stabilisierten Optikklebstoffen bzw« -verklebungen rait Gamma- oder Röntgenstrahlen eintretenden Transmissionsverluste im VIS»Bereich_e Ein weiterer Vorteil ist, daß die Möglichkeiten zur Aushärtung der Optikklebstoffe bei Raumtemperatur, bei erhöhter Temperatur oder durch Initiierung mit UV-Licht nicht beeinträchtigt werden» Die ausgehärteten Klebstoffe sind dabei je nach Stoffgrundlage und Anwendungszweck in ausge^ wählten organischen Lösungsmitteln oder thermisch lösbar®

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Tabellen 1 und 2 erläuterte

47»65 Masse-Teile Diandiglycidäther (Epoxidsauerstoffgehalt = 91 tng/g) werden mit 28,59 Masse-Teilen Phenylglycidäther und 6 Masse-Teilen Benzylalkohol in der angegebenen Reihenfolge in der Weise vermischt, daß vor Zugabe der jeweils folgenden Komponente eine homogene Mischung vorliegte Nachdem dieser Ansatz mit 23,76 Masse-Teilen N-Gyclohexylpropylendiamin-1,3 als Härter vermischt wurde, liegt der gebrauchsfertige Optikklebstoff mit einer Anfangsviskosität von etwa 100 cP bei 20⁰C vor, die im Verlaufe der 5»5-stündigen Topfzeit bei Raumtemperatur asf etwa 8000 bis 10000 cP ansteigt.

Mit Hilfe dieses Optikklebstoffes werden Planplatten Kit einem Durchmesser von.30 ram und einer Dicke von 2 mm (Glassorte BK 7) mit Planplatten eines Durchmessers von 30 mm und einer Dicke von 10 mm (Glassorte PK 6) in bekannter Art und Weise verklebt, wobei die Oberflächengenauigkeit (Passe) der Flächen im unverklebten Zustand 0 bis 1 Ring rund beträgt« Die Aushärtung erfolgt innerhalb von 3 Tagen bei Raumtemperatur· Nachdem die Oberflächenpasse der Planplattenpaare zunächst im unverklebten Zustand mit dem Michelson-Interferometer auf 0,2 Interferenzringe genau vermessen wurde, wird diese Messung im verklebten und ausgehärteten Zustand wiederholt» Eine weitere Messung schließt sich nach 5-maligetn Wechsel der Temperatur von -40⁰C auf +55⁰C innerhalb von jeweils 2 Stunden und anschließender Temperierung der so beanspruchten verklebten Plattenpaare auf Raumtemperatur an·

Die Ergebnisse aus dem Vergleich dieser interferometrisohen Messungen sind ein Maß für die Stabilität des Klebstoffes gegen Teraperaturschockbehandlung« Sie sind aus Tabelle 1 ersichtlich·

Beispiel2

Der Optikklebstoff wird gemäß Beispiel 1 angesetzt, lediglich der Anteil des Benzylalkohol^ wird auf 10 Masse-Teile erhöht«. Die weiteren Verfahrens- und Untersuchungsbedingungen gleichen denen in Beispiel 1· Die Ergebnisse der interferometrischen Messungen der Oberflächenpasse and ebenfalls aus Tabelle 1 zu entnehmen·

Beispiel 3

59,33 Masse-Teile Diandiglycidäther (Epoxidsauerstoffgehalt = 91,3 mg/g) werden mit 2,5 Masse-Teilen Benzylalkohol in der in Beispiel 1 angegebenen Art und Y/eise vermischte

- to -

Zu diesem Anaatz werden 40,67 Masse~Teile Wjli'-Dibenzyläthylendiarain als Härter hinzugefügt« Dieser gebrauchsfertige Optikklebstoff»Ansatz weist eine Anfangsviskosität von 200 cP bei 2O⁰C auf, die im Verlaufe der 5»5-stündigen Topfzeit auf 10000 cP ansteigt· Die Aushärtung erfolgt innerhalb von 3 Tagen bei Raumtemperaturo Die Verklebung und die Untersuchung der Oberflächenpasse der Planplatten sowie die interferometrische Untersuchung der Stabilität gegen die Temperaturschockbehandlung erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben« Die Ergebnisse sind aus Tabelle 1 zu entnehmen·

In der Zusammensetzung gemäß Beispiel 3 wird der Anteil an Benzylalkohol auf 5 Masse-Teile erhöht© Die weiteren Verfahrensbedingungen gleichen denen des Beispiels 3« Die Art und Weise der Verklebungen und der interferone t» rischen Untersuchungen sind aus Beispiel 1 zu entnehmen (Ergebnisse vgl© Tabelle 1)_e

Beispiel 5

60 Masse-Teile eines Polyesters (Molgew* 1200; Säurezahl = 3O)₉ hergestellt aus äquivalenten Meagen Tetrahydrophthalsäure und Butandiol-1,3» werden mit 26,67 Masse-Teilen Methyltiethacrylat, 13,33 Masse-Teilen Styren und 10 Masse-Teilen Benzylalkohol in der in Beispiel 1 angegebenen Art und Weise vermischte Zu diesem Ansatz werden 3 Masse-Teile Cyclohexanonperoxidpaste (50%ig in Dibutylphthalat) und 1,5 Masse-Teile Cobaltoctoat-Beschleunigerlösung (styrenische Lösung, 1% Metallgehalt) hinzugesetzt und homogenisiert«. Dieser gebrauchsfertige Optikklebstoff weist eine Anfangsviskosität von etwa 200 cP bei 2O⁰C auf, die im Verlaufe der 4-stündigen Topfzeit auf etwa 8000 cP ansteigt*

Die Aushärtung erfolgt innerhalb von 21 Tagen bei Raumtemperatur· Die Untersuchung der Oberflächenpasse der verklebten Planplatten und der Temperaturschockbeständigkeit der Klebeverbindungen erfolgt ebenfalls wie im Beispiel 1« Die Ergebnisse sind aus Tabelfe 1 ersichtlich·

Beispiel 6

60 Masse-Teile eines Polyesters (Molgew·' = 1100; Säurezahl = 30), hergestellt aus äquivalenten Mengen Tetrahydrophthalsäure und Butandiol-1,3 werden mit 30 Masse-Teilen Methylraethacrylat, 10 Masse-Teilen Vinylacetat ^: und 5 Masse-Teilen Benzylalkohol in der im Beispiel 1 angegebenen Weise vermischt und homogenisiert· Dieser Ansatz wird dann mit 2 Masse-Teilen Benzoinmethyläther,' 2 Masse-Teilen Benzoylperoxid und 0,2 Masse-Teilen Hydrochinonmonomethyläther als Härtersystem ebenfalls gründlich vermischt» Dieser gebrauchsfertige Optikklebstoff weist eine Anfangsviskosität von etwa 200 cP bei 2O⁰C auf«. Die Aushärtereaktion wird durch eine 3-minütige UV-Bestrahlung mit einem Brennen; vom Typ R 180 initiiert und ist nach 3-wöchiger .Lagerung der verklebten Teile bei Raumtemperatur beendete Die Untersuchung der Oberflächenpasse der verklebten Planplatten und der Temperaturschockbehandlung der Klebeverbindungen erfolgt wie in. Beispiel 1 (Ergebnisse vgl· Tabelle 1)· In Tabelle 1 findet sich eine Übersicht über die Meßergebnisse von erfindungsgemäß stabilisierten Optikklebstoffen nach den Beispielen 1 bis 6« Um die Wirkung der erfindungsgemäßen Stabilisierung zu verdeutlichen, sind in die Tabelle 1 zum Vergleich auch Untersuchungsergebnisse von bekannten, nicht stabilisierten Optikklebstoffen bzw» -verklebungen aufgenommen worden· Die Vergleichsbespiele unterscheiden sich von den Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung darin, daß sie keinen Benzylalkohol als Stabilisator enthalten·

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Die Ausführungsbeispiele 1 und 2 sind daher mit dem Vergleichsbeispiel A (abgeleitet aus WP 131825) zu vergleichen, dessen Klebstoffansatz aus 47,65 Masse-Teilen Diandiglycidäther (Epoxidsauerstoffgehalt 91 mg/g), 28,59 Masse-Teilen Phenylglycidäther, 5 Masse-Teilen Orophen A60 (polyhalogeniertes Diphenyl aus dem VEB Orbitaplast Westeregeln) und 23,76 Masse-Teilen N-Cyclohexylphenylendiamin» 1,3 besteht» In analoger Weise sind die Ausführungsbeispiele 3 und 4 mit dem Vergleichsbeispiel B (gemäß WP 135623) und das Ausführungsbeispiel 5 ist mit dem Vergleichsbeispiel G (gemäß WP CO9J/213339) vergleichbar* Das Vergleichsbeispiel D hat außer dem Anteil an Benzylalkohol die gleiche Zusammensetzung wie das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel G₀ Pur die Tabelle dienen als Meß- und Vergleichsbasis die durch das Verkleben und durch die Temperaturschockbehandlung verursachten Veränderungen der Oberflächenpasse, die jeweils mit Hilfe eines Michelson« Interferometers an den Oberflächen der BK 7·»Ρΐ3ηρΐ3ΪΪΘη (vgl* Beispiel 1) mit der Dicke == 2 mm in Form der Anzahl der Interferenzringe vor dem Verkleben, nach dem Verkleben und Aushärten und nach der Temperaturschockbehandlung gemessen werden« Im Interesse von repräsentativen Durchschnittswerten werden jeweils die Messungen an 5 Versuchsplattenpaaren der in Beispiel 1 angegebenen Art im unverklebten (1), im verklebten und ausgehärteten Zustand (2) und nach der Tempera turs cho ckb ehand.lung (3) summierte Zwischen (1), (2) und (3) werden dann die Differenzen gebildet* Die sich auf diese V/eise ergebenden Zahlen für die Menge der Interferenzringe sind ein Maß für die Stabilität der Optikklebstoffe bzw· der Veteklebungen gegen die Temperaturschockbehandlung (vgl«. Erläuterungen bei Tabelle 1)» Die Abnahme der Zahlenwerte bei den erfindungsgemäß stabilisierten Ausführungsbeispielen 1 bis 6 gegenüber den Vergleichsbeispielen A, B, C und D veranschaulichen deutlich den erreichten Stabilisierungseffekte

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•4 a ggg £ää» κ@

Um den Einfluß des Benzylalkohol-Zusatzes auf die spektrale Durchlässigkeit der Optikklebstoffe vor und nach einer Einwirkung von Gamma- oder Röntgenstrahlung zu untersuchen, werden mit Teflon ausgekleidete Glasringe (Durchmesser 35 mm) mit gebrauchsfertigen Optikklebstoffen, wie sie in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 bereits beschrieben wurden, ausgegossene Die Aushärtung findet bei Raumtemperatur auf einem Quecksilberspiegel statt, um einen Klebstofformkörper mit planen Flächen zu erhaltene Die Schichtdicke dieses Klebstoffformkörpers beträgt 4,3 mm« Die Transmissionsmessung erfolgt 4 Wochen nach der Aushärtung unter Verwendung von Licht mit λ= 589 nm unter Ausnutzung der Mitte des Formkörpers, um den durch die Meniskusbildung verursachten Randabfall auszuschließen« Diese Messung wird 48 Stunden nach einer Bestrahlungsdosis bis zu 5 · 10 Gy wiederholt«

Zusätzlich zu den bereits erwähnten Beispielen 1 und 2 wurden die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele 7 und 8 in der gleichen Weise untersucht·

Beispiel 7

61,37 Masse-Teile Diandiglycidäther (Epoxidsauerstoffgehalt = 91 mg/g) werden mit 15»35 Masse-Teilen Phenylglycidäther und entweder a·) 2 Masse-Teilen Benzylalkohol oder bo) 5 Masse-Teilen Benzylalkohol oder c·) 10 Masse-Teilen Benzylalkohol

jeweils in der in Beispiel 1 angegebenen Weise vermischt« Nachdem die jeweilige Variante mit 23»28 Masse-Teilen U-Cyclohexylpropylendiamin-I,3 als Härter vermischt worden ist, werden aus diesen gebrauchsfertigen Optikklebstoffen in der beschriebenen Art und W_eise die Formkörper zur Transmissionsmessung hergestellt·

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Beispiel, 8

Der Optikklebstoff wird gemäß Beispiel 5 angesetzt· Jedoch wird der Anteil des Benzylalkohol auf 5 Masse-Teile gesenkt» Aus dem gebrauchsfertigen Ansatz werden in der beschriebenen Art und Weise die Formkörper zur Transtnissionsmessung hergestellt.

In Tabelle 2 ist eine Übersicht über die Ergebnisse der Trans missions messung an Formkb'rpern aus erfindungsgemäß stabilisierten Optikklebstoffen nach Beispielen 1,2,7 und 8 dargestellt«

Um den Stabilisierungseffekt gegenüber Strahlungsbeanspruchung zu verdeutlichen, sind in der Tabelle 2 zum Vergleich auch Untersuchungsergebnisse der Vergleichsbeispiele A und C und eines weiteren_s mit E gekennzeich-

'5 neten Vergleichsbeispiels von bekannten, nicht stabilisierten Optikklebstoffen bzw* »verklebungen aufgenommen worden« Dabei sind, ähnlich wie bei Tabelle 1, die Ausführungsbeispiele 1 und 2 mit dem Vergleichsbeispiel A (abgeleitet aus WP 131825), das Ausführungsbeispiel 8 mit dem Vergleichsbeispiel C (gemäß WP CO9J/213339) vergleichbar·

Die Ausführungsbeispiele 7a, 7b und 7c sind mit dem Vergleichsbeispiel E (abgeleitet aus WP 131825) zu vergleichen, dessen Klebstoffansatz aus 61,37 Masse-Teilen Diandiglycidäther (Epoxidsauerstoffgehalt = 91 mg/g), 15,35 Masse-Teilen Phenylglycidäther, 5 Masse-Teilen Orophen AGO (polyhalogeniertes Diphenyl aus dem VEB Orbitaplast Westeregeln) und 23»28 Masse-Teilen N-Cyclohexylpropylendiamin-1,3 besteht·

JO Ein Vergleich der in Tabelle 2 zusammengefaßten Ergebnisse der Transmissionsmessungen vor und nach der Strahlungseinwirkung zeigt deutlich die Erhaltung oder Steigerung der Transmission ohne Strahleneinwirkung und eine erhebliche Verringerung der Transmdseionsverluste nach der

J5 Strahleneinwirkung als Folge des erfindungsgemäßen Einsatzes von Benzylalkohol als Stabilisator«

Tabelle 1

Vergleichende Übersicht über die Eigenschaften von nicht stabilisierten und gegen Temperaturschockbehandlung stabilisierten Optikklebstoffen

Aus- Zusatz 1-2 führungs- v· Ben- (Ringe) beispiel Nr* zylalko-

hol (Mssse~

Teile)

Λ	Δ,	Be
2 - 3	1 - 3	mer
(Ringe)	(Ringe)	kung

1	6	2,3	2,6	4,9	Ver
2	10	1,0	0,5	0,5	gleichs-
A	-	2,2	20,7	22,9	beispiel
. 3	2,5	0,3	0,9	1,2	Ver
4	5	3,6	1,1	3,5	gleichs-
B	-	2,8	34,2	36,2	beispiel
					Ver
5	10	0,4	0,4	0,5	gleichs-
C	«	4,6	2,2	4,3	beispiel
					ur
6	5	0,8	0,9	1,3
D		8,0 ur	3,0	ur 4,9

· . .- 16 -

Erläuterungen zu Tab el Ie₁₁ J₁₁:

Δ 1 - 2: Differenz aus den an je 5 Versuchsplattenpaaren (vgl« Beispiel 1) im unverklebten Zustand und nach dem Verkleben und Aushärten gemessenen Summen der Interferenzringe als Maß für die Verspannung der Oberflächen ohne Temperaturschockbeanspruchung

- 3i Differenz aus den an je 5 verklebten und ausgehärteten Versuchsplattenpaaren vor und nach 5-maligem, 2»stündigem Wechsel von -40⁰C auf +55⁰C gemessenen Summen der Interferenzringe als Maß für die Verspannung der Oberflächen durch Temperatürschock

- 3ί Differenz aus den an je 5 Versuchsplattenpaaren - im unverklebten Zustand und nach dem Verkleben, Aushärten und mit Temperaturschockbehandlung gemessenen Summen der Interferenzringe als Maß für die Gesamtstabilität der erfindungsgemäßen Optikklebstoffe gegen Temperaturschock-Beanspruchung

ur: Unregelmäßige Verspannung; ohne Bezeichnung? Regelmäßige Oberflächenpasse

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Tabelle

Übersicht über die Transmissionseigenschaften von stabilisierten und nichtstabilisierten Optikklebstoffen vor und nach Bestrahlungseinwirkung

Ausführungs-

beispiel

8 C

Zusatz v» Benzylalkohol (Masse- Teile).

Transmission, Dicke = 4,3 mtn, = 589 mn

vor d* Bestrahlung

80,0 80,0

nach Bestrahlung (%) , (1,1-5-10⁴Gy)

1	6	89,5	75,5
2	10	86,5	84,3
A	-	85,2	5,8
7a	2	89,0	56,0
7b	5	88,0	67,5
7c	10	84,5	70,0
E	—	73,0	12,5

80,0 77,5

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Claims (1)

1. Erf i ndungsanspruch

   Verfahren zur Stabilisierung von Optikklebstoffen und -verklebungen auf der Grundlage von Epoxidharzen, Methacrylsäureestern oder Polyesterharzen und deren Mischungen mit Vinylmonomeren gegen die Einwirkung kurzwelliger Strahlung und gegen Temperaturschockbehandlung durch Zusatz eines Stabilisators, dadurch gekennzeichnet, daß zum Klebstoffansatz nach dem Homogenisieren der monomeren Klebstoffkomponenten und vor dem Zusatz des Härters oder Radikalbildner/Beschleuniger-Systems Benzylalkohol in einer Menge von 1 bis 10 Masse-%, bezogen auf die Gesaratmenge des Klebstoff ansatzess hinzugefügt wird»

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