DE1105613B

DE1105613B - Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln fuer Schichtpressstoffe auf Epoxyharzbasis

Info

Publication number: DE1105613B
Application number: DEL22655A
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Ernst Friedjof Webe Dr
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-08-08
Filing date: 1955-08-08
Publication date: 1961-04-27

Description

Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln für Schichtpreßstoffe auf Epoxyharzb asis Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Schichtpreßstoffen als Bindemittel Epoxyharze zu verwenden. Die im Handel für diese Zwecke angebotenen, bei Raumtemperatur festen Harze sind lineare Kondensationsprodukte aus Epichlorhydrin und Diphenylolpropan mit endständigen Epoxydgruppen mit einem Epoxydäquivalentgewicht von etwa 500. Als Härtungsmittel wird üblicherweise Dicyandiamid verwendet.
Zur Verarbeitung werden Harze und Härter in geeigneten Lösungsmitteln gelöst, das Trägermaterial damit getränkt und nach Entfernen des Lösungsmitteils werden die trockenen, imprägnierten Bahnen zu Schichtpreßstoffen weiterverarbeitet. Hieraus hergestellte 5 chichtpreß stoffe besitzen bei Raumtemperatur ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, haben aber den Nachteil, daß die Werte, insbesondere für die Zugfestigkeit, Biege- und Knickfestigkeit bei erhöhter Temperatur, insbesondere über 1000 C sehr stark abfallen, so daß solche Schichtpreßstoffe, obwohl sie thermisch beständige Harze enthalten, im Temperaturbereich von 100 bis 1500 C nur noch bedingt einsatzfähig als Isoliermaterial, insbesondere für die Isolation von Maschinen der Klasse F sind.
Die Ursache ist anscheinend in dem geringen Vernetzungsgrad, bedingt durch die zu langen Ketten des Ausgangsmaterials, zu suchen. Man könnte daran denken, Epoxyharze mit kürzeren Ketten in der üblichen Weise (Imprägnieren, Trocknen, Zuschneiden und Verpressen) zu verarbeiten. Kurzkettige Epoxyharze sind aber je nach Kondensationsgrad flüssig bis zäh viskos, so daß mit solchen Harzen hergestellte Bahnen stark klebrig bleiben und sich infolgedessen nur umständlich verarbeiten lassen.
Es wurde gefunden, daß man Bindemittel für Schichtpreßstoffe auf Epoxyharzbasis mit verbesserten mechanischen Eigenschaften bei erhöhter Temperatur erhält, wenn man lineare Epoxyharze mit einem Epoxydäquivalentgewicht von 100 bis 400 mit mindestens trifunktionellen aromatischen Vernetzungsmitteln, wie mehrwertigen Phenolen, die mindestens drei phenolische Gruppen enthalten, bzw. aromatischen Aminen mit mindestens drei aktiven Wasserstoffatomen oder Verbindungen, die beide reaktive Gruppen enthalten, zu bei Raumtemperatur festen, noch löslichen und härtbaren Produkten vorkondensiert, wobei zur Vorkondensation pro funktionelle Gruppe des Vernetzungsmittels zwei Epoxydgruppen des Harzes zur Anwendung kommen.
Man erhält hierdurch bei Raumtemperatur feste Harze, die noch schmelzbar bzw. Iöslich sind und je nach Harzansatz ein Epoxydäquivalentgewicht von 350 bis 400 aufweisen. Mit diesen Harzen imprägnierte Trägerkörper, wie z. B. Glasgewebe, lassen sich nach Zusatz der üblichen Härter, beispielsweise Dicyandiamid, in an sich bekannter Weise zu Schichtpreßstoffen verarbeiten, die bei erhöhter Temperatur, z. B. 1500 C, mechanische Festigkeiten besitzen, die den 4- bis Sfachen Wert der eingangs genannten Schichtpreßstoffe erreichen.
Die zu Schichtpreßstoffen zu verarbeitenden imprägnierten Bahnen sind nach Verflüchtigung des Lösungsmittels klebfrei und gut lagerfähig.
Beispiel 1 Zur Herstellung eines Bindemittels nach der Erfindung werden beispielsweise 1000 g eines flüssigen Epoxyharzes auf Basis von Diphenylolpropan und Epichlorhydrin mit einem Epoxydäquivalentgewicht von etwa 200 mit 90 g Pyrogallol bei 1500 C 21/4 Stunden vorkondensiert. Man erhält ein bei erhöhter Temperatur festes Harz mit einem Epoxydäquivalentgewicht von etwa 380. Dem in einem Gemisch von Methylglykol und Methyläthylketon gelösten Harz werden pro 100 g Harz 7,5 g Dicyandiamid als Härtungsmittel zugesetzt.
Die mit dem Imprägnier- bzw. Bindemittel hergestellten Schichtpreßstoffe mit Glasseide als Trägermaterial weisen bei 1500 C eine Knickfestigkeit von etwa 3 kg/mm2 gegenüber den üblichen Schichtpreßstoffen auf Epoxyharzbasis mit etwa 0,7 kg/mm2 auf.
Beispiel 2 Entsprechend lassen sich Imprägnierharze durch Umsatz von Epoxyharz gemäß dem Beispiel 1 mit Phenylendiamin herstellen, wobei auf 1000 g Epoxyharz etwa 65 g Phenyldiamin kommen. Nach Vorkondensation von etwa 11/2 bis 2Stunden bei etwa 1500 C erhält man ein noch lösliches, bei Raumtemperatur festes Harz, das sich nach Zusatz des üblichen Härters als Bindemittel für Schichtpreßstoffe, wie im Beispiel 1 angegeben, verarbeiten läßt.
Atit einem Harz entsprechend Beispiel 2 impräguierte Bahnen sind nach Verflüchtigung des Lösungsmittels klebfrei, jedoch müssen sie innerhalb einiger Wochen verarbeitet werden, da die aus dem Phenylendiamin stammenden tertiären Stickstoffatome katalvtisch eine langsame Polymerisation der Epoxydgruppen hervorrufen. Dies bewirkt, daß die mechanischen Eigenschaften der Schichtpreßstoffe aus den vorimprägnierten Bahnen von der Lagerungszeit der imprägnierten Bahnen abhängig werden. Nach zu langer Lagerung bei Raumtemperatur wird im extremen Fall keine genügende Bindung der Lagen untereinander für die Schichtpreßstoffe bei der Härtung erreicht.
Die Anwendung von aliphatischen Verbindungen für die Herstellung der Vorkondensate ist auszuschließen, da der bei der Umsetzung entstehende tertiäre Stickstoff eine so starke katalytische Wirkung aufweist, daß die angestrebten, noch härtbaren Zwischenprodukte bei der beschriebenen Umsetzung nicht faßbar sind.
PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln für Schichtpreßstoffe auf Epoxyharzbasis, dadurch gekennzeichnet, daß lineare Epoxyharze mit einem Epoxydäquivalentgewicht von 100 bis 400 mit mindestens trifunktionellen aromatischen Vernetzungsmitteln zu bei Raumtemperatur festen, noch löslichen und härtbaren Produkten vorkondensiert werden, wobei pro funktionelle Gruppe des Vernetzungsmittels zwei Epoxydgruppen zur Anwendung kommen.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel mehrwertige Phenole mit mindestens drei Hydroxylgruppen Verwendung finden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gelçennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel aromatische Amine mit mindestens drei aktiven Wasserstoffatomen Verwendung finden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel mindestens trifunktionelle Vernetzungsmittel Verwendung finden, die sowohl Hydroxylgruppen als auch aktive Wasserstoffatome enthaltende Aminogruppen aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 500 600, 2 651 589.