DE1107400B

DE1107400B - Verfahren zum Haerten von Epoxyharzen

Info

Publication number: DE1107400B
Application number: DEE16615A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Ruestig
Original assignee: METALLOCHEMIE ETS
Current assignee: METALLOCHEMIE ETS
Priority date: 1958-10-21
Filing date: 1958-10-21
Publication date: 1961-05-25
Also published as: FR1223785A; BE583868A; LU17818A1; GB930511A; NL244517A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

E 16615 IVb/39 b

ANMELDETAG: 21. OKTOBER 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. MAI 1961

Soweit bisher bekannt ist, gehen Silikonöle ohne Erwärmen von außen her keine chemische Bindung mit Kunstharzen ein. Man gibt z. B. Silikonöle Kunstharzen als rein inerte Beimischungen zu, die lediglich die äußere Beschaffenheit des Kunstharzes, zumeist wasserabstoßend oder als Trennmittel, beeinflussen. Sonst werden organische Siliziumverbindungen Kunstharzen nur dann zugesetzt, wenn die Kunstharze eingebrannt werden.

Auch bei in den verschiedensten Lösungsmitteln gelösten organischen Siliziumverbindungen tritt ohne äußeres Erwärmen nur eine Emulgierung von Kunstharzen oder deren Lösung ein, bestenfalls eine Mischung. Die Teilnahme von gelösten Silikonölen an Reaktionen zwischen Kunstharzen und den jeweils speziell erforderlichen Härterkomponenten ohne äußeres Erwärmen ist bisher nicht bekannt.

Die Erfindung besteht nun darin, Epoxyharze mit ausgewählten organischen Siliziumverbindungen bei gleichzeitiger Anwesenheit von harzartigen Reaktionsprodukten aus dimeren und polymeren Fettsäuren und überschüssigen Polyaminen bei Raumtemperatur zur Reaktion zu bringen. Die Reaktion findet nicht statt, wenn diese organischen Siliziumverbindungen mit einer der beiden Komponenten, nämlich mit Epoxyharzen allein oder mit den erwähnten Reaktionsprodukten allein, zusammengebracht werden. Die gleichzeitige Gegenwart aller drei Komponenten führt zu einer exothermen Reaktion, die nötigenfalls durch einen Wärmestoß eingeleitet werden kann.

Epoxyharze finden bekanntlich in Verbindung mit den erwähnten harzartigen Reaktionsprodukten ζ. Β. als Metallkleber Verwendung. Es wurde gefunden, daß ein solches Gemisch eine Zugscherfestigkeit von 0,76 kg/mm² ergibt. Werden einer solchen Mischung sonst völlig gleicher Zusammensetzung erfindungsgemäß etwa 8 bis 15 Gewichtsprozent der ausgewählten Organosiliziumverbindungen zugesetzt, so ergibt sich bei Verwendung als Klebemittel für Metalle unter sonst gleichen Bedingungen eine Zugscherfestigkeit von 1,54 kg/mm². Also wird praktisch die Zugscherfestigkeit verdoppelt.

Die ausgewählten Organosiliziumverbindungen sind am Kettenende nicht blockierte, kettenförmige, niedermolekulare, ölartige Silikonverbindungen der allgemeinen Formel

Verfahren zum Härten von Epoxyharzen

Anmelder:

Etablissement Metallochemie,

Vaduz (Liechtenstein)

Vertreter: Dr. G. Nickel, Patentanwalt,
ίο München 22, Isartorplatz 8

Reinhold Rüstig, München,
ist als Erfinder genannt worden

(n bedeutet ganze Zahlen) oder ringförmige Verbindungen der Formel

(CH₃)₂
^SL

er

.Si(CH₃),

CH₃

HO —Si —O

CH₃

CH,

Si-O

CH₃

CH,

— Si —OH

CH₃

bzw. deren Gemische.

Niedrigere Zusätze von diesen Organosiliziumverbindungen, z. B. Zusätze von nur etwa 2 %, führen lediglich zu einer Verbesserung der Zugscherfestigkeit von 1,09 kg/mm². Höhere Mengen als 15% nehmen an der Reaktion nicht teil, sondern beeinflussen die Zugscherfestigkeit ungünstig.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung dieser organischen Siliziumverbindungen ist es zugleich möglich, die Aushärtezeit der Epoxyharz-Bindemittel zu beeinflussen. Bei geringeren Zusätzen als etwa 8 % ist die exotherme Reaktion intensiver als bei höheren Zusätzen. Die Reaktion bzw. das Aushärten kann bereits nach etwa 30 Minuten beendet sein. Bei einem Anteil von etwa 8 bis 15% erfolgt die Reaktion langsamer und unter geringerer Erwärmung, so daß das Aushärten mehrere Stunden benötigt. Bei noch größerem Anteil der organischen Siliziumverbindungen ist beispielsweise ein ganzer Tag zum Aushärten erforderlich.
Von wesentlicher Bedeutung ist, daß Zusätze von Füllmitteln, wie z. B. Metallpulver, die Zugscherfestigkeit selbst dann noch verbessern, wenn der Anteil der drei Reaktionskomponenten, also des

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Bindemittels, nur etwa 20 Gewichtsprozent beträgt. Messungen ergaben eine Steigerung der Zugscherfestigkeit auf z. B. 1,65 kg/mm².

Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.

Ausführungsbeispiel I
Mischungskomponente A
Bei Raumtemperatur werden

39,5% Epoxyharz, Epoxydwert 0,53,
5,7% Epoxyharz, Epoxydwert 0,6, und
4,8 % Organosiliziumverbindungen

miteinander vermischt.

IO

Mischungskomponente B
Ebenfalls bei Raumtemperatur werden

45 % Polyamidharz, Aminzahl 305, und _zo

5,0 % Organosiliziumverbindungen

vermischt.

Nach dem Vermischen der beiden Mischungskomponenten A und B bei Raumtemperatur ist die Mischung zum Aushärten gebrauchsfertig.

Ausführungsbeispiel II
Mischungskomponente C
Bei Raumtemperatur werden

51,0% Epoxyharz, Epoxydwert 0,35, und
4,0 % Organosiliziumverbindungen

miteinander vermischt.

Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dann besonders wichtig, wenn schwach dimensionierte Werkstücke repariert werden müssen, die z. B. bei Wärmeeinwirkung deformiert werden. Auch Beschichtungen mit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltem Material haben sich als haltbar erwiesen, z. B. bei undicht gewordenen Behältern und Kesseln. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Material ist auch praktisch nicht anfällig gegen Korrosion.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Härten von Epoxyharzen in Gegenwart von harzartigen Reaktionsprodukten aus dimeren und polymeren Fettsäuren und überschüssigen Polyaminen und in Gegenwart von Organosiliziumverbindungen, dadurch gekenn zeichnet, daß als Organosiliziumverbindungen solche der Formeln

Mischungskomponente D
Ebenfalls bei Raumtemperatur werden

37,0% Polyamidharz, Aminzahl 340, und
8,0 % Organosiliziumverbindungen

vermischt.

Nach dem Vermischen der beiden Mischungskomponenten C und D bei Raumtemperatur ist die Mischung zum Aushärten gebrauchsfertig.

Durch das vorliegende Verfahren wird es möglich, ohne äußeres Erwärmen Gemische von Epoxyharzen, harzartigen Reaktionsprodukten und Organosiliziumverbindungen herzustellen, die ohne Erwärmen als Metallkleber und für die verschiedensten Reparatur- und Ergänzungszwecke benutzt werden können. Es lassen sich dadurch mechanische Verbindungen und Reparaturen vornehmen, die mit anderen Mitteln nicht unter so geringem Aufwand oder überhaupt nicht durchführbar sind. So kann man z. B. falsch eingesetzte Bohrlöcher oder unbrauchbar gewordene Gewinde mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Material ausfüllen und neues Gewinde hineinschneiden, wobei sich gezeigt hat, daß das neue Gewinde eine kaum geringere Haltbarkeit hat als ein direkt, z. B. in Gußeisen hineingeschnittenes Gewinde. Die Vermeidung von Wärmeeinwirkung bei

35

40

45 CH₃

HO —Si —O —

CH,

CH_S

Si-O

CH_a

CH₃

— Si —OH

CH₃

(n bedeutet ganze Zahlen) oder

(CH₃)₂

..SL

(CHg)₂-Si,

.Si-(CH₃),

Ό'

verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 8 bis 15 Gewichtsprozent der Masse an Organosiliziumverbindungen angewendet werden.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten des Reaktionsgemisches in Gegenwart von Füllmitteln erfolgt.

4. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten in Gegenwart von Metallpulvern erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 937 554, 954 456,
035 897;

französische Patentschriften Nr. 1130032, 1130033; »Journal of Soc. Plast. Eng.«, 14 (1958), Nr.

5, S. 34/35;

Druckschrift »Versamid Technical Bulletin«, 11 -F-I, vom Juni 1957 der Firma General Mills, Kaukakee, Hl., USA., S. 9.

In Betracht gezogene ältere Patente:

Deutsches Patent Nr. 1 050 051.