DE1259488B - Stabilization of the thixotropy in epoxy resin coating agents - Google Patents
Stabilization of the thixotropy in epoxy resin coating agentsInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
C09dC09d
Deutsche KL: 22 g-10/01German KL: 22 g-10/01
Nummer: 1 259 488Number: 1 259 488
Aktenzeichen: G 30964IV c/22 gFile number: G 30964IV c / 22 g
Anmeldetag: 18. November 1960 Filing date: November 18, 1960
Auslegetag: 25. Januar 1968Opening day: January 25, 1968
Die Erfindung betrifft thixotrope Überzugsmittel auf der Grundlage von Epoxyharzen mit Füllstoffen, die ihre thixotrope Eigenschaft über längere Zeiträume beibehalten.The invention relates to thixotropic coating agents based on epoxy resins with fillers, which retain their thixotropic properties over long periods of time.
Epoxyharze sind wohlbekannt und bestehen aus einem Polyätherabkömmling einer mehrwertigen, organischen Alkoholverbindung, wobei dieser Abkömmling 1,2-Epoxygruppen enthält und aus der Klasse der mehrwertigen Alkohole und Phenole mit wenigstens zwei phenolischen Hydroxylgruppen ausgewählt wird. Das USA.-Patent 2 324 483 beschreibt beispielsweise Epoxyharzmassen, welche aus dem Reaktionsprodukt von Phenolen mit wenigstens zwei phenolischen Hydroxylgruppen und einem Epihalogenhydrin, z. B. Epichlorhydrin, bestehen. Das Erzeugnis besitzt wenigstens zwei Epoxygruppen und wird in der Wärme durch ein- oder mehrbasische Carbonsäuren oder -säureanhydride, z. B. Phthalsäureanhydrid, zu einer unschmelbaren Masse gehärtet. Die Verwendung von organischen Stickstoff basen- oder aminartigen Stoffen zur Härtung der Epoxyharze ist ebenfalls wohlbekannt und wird beispielsweise in dem USA.-Patent 2 444 333 beschrieben. Solche Stoffe liefern schon bei Zimmertemperatur oft eine schnelle Härtung der Harzmassen.Epoxy resins are well known and consist of a polyether derivative of a polyvalent organic Alcohol compound, this derivative containing 1,2-epoxy groups and from the class selected from polyhydric alcohols and phenols having at least two phenolic hydroxyl groups. U.S. Patent 2,324,483, for example, describes epoxy resin compositions made from the reaction product of phenols having at least two phenolic hydroxyl groups and one epihalohydrin, e.g. B. Epichlorohydrin. The product has at least two epoxy groups and becomes hot by mono- or polybasic carboxylic acids or acid anhydrides, e.g. B. phthalic anhydride, to a hardened infusible mass. The use of organic nitrogen base or amine-like substances for curing epoxy resins is also well known and is described, for example, in U.S. Patent 2,444,333 described. Such substances often provide rapid hardening of the resin masses even at room temperature.
Um die schnelle Härtung durch die Amin-Härtemittel zu verzögern und gleichzeitig die weichmachenden Eigenschaften dieser Stoffe zu erhalten, hat man häufig Bortrifluoridkomplexe mit einer organischen Base, die ebenfalls wohlbekannt sind, verwendet. Diese Stoße werden in herkömmlicher Weise durch Zusatz einer Ätherlpsung eines Bortrifluorid-Äther-Komplexes zu einer Ätherlösung oder, je nach Wunsch, zu einem basischen Amin bereitet. Man kann sie auch herstellen, indem man einfach Bortrifluoridgas durch eine Ätherlösung einer Base schickt. Bevorzugt werden: Alkyläther, z. B. Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyläther u. a., oder gemischte Alkyl- oder Aryl-, Alkaryl- und Aralkyläther. Zu den verwendbaren Aminen zählen: Methylamin, Äthylamin, Propylamin, Butylamin, Anilin, Diäthylanilin, Toluodin, Chloranilin, Nitroanilin und Piperidin. Erfindungsgemäß verwendbar sind außerdem Komplexe, welche, wie oben angegeben, mit Bortrifluorid und anderen Stoffen, z. B. Phenol- und Ätheratkomplexen, bereitet werden. Derartige Stoffe sind im Handel erhältlich.To delay the rapid hardening by the amine hardeners and at the same time the softening agents To obtain properties of these substances, one often has boron trifluoride complexes with an organic one Base, which are also well known, is used. These shocks are carried out in a conventional manner Addition of an ether solution of a boron trifluoride-ether complex to an ethereal solution or, as desired, to a basic amine. You can do it too by simply passing boron trifluoride gas through an ethereal solution of a base. To be favoured: Alkyl ethers, e.g. B. methyl, ethyl, propyl, butyl ethers and others, or mixed alkyl or aryl, alkaryl and Aralkyl ethers. The amines that can be used include: methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, Aniline, diethylaniline, toluodine, chloroaniline, nitroaniline and piperidine. Usable according to the invention are also complexes which, as indicated above, with boron trifluoride and other substances, e.g. B. phenolic and etherate complexes. Such substances are commercially available.
Um thixotropische Harzmassen zu liefern, die an dem zu überziehenden Material in gleichmäßiger und
merklicher Stärke haften, besonders an den Kanten und Ecken, werden derartige Epoxyharze mit verschiedenen,
die Thixotropie herbeiführenden Füllstoffen gefüllt. Man hat jedoch festgestellt, obwohl
derartige, feinzerteilte Füllstoffe die Thixotropie der Stabilisierung der Thixotropie in
Epoxyharz-ÜberzugsmittelnIn order to provide thixotropic resin compositions which adhere to the material to be coated with a uniform and noticeable strength, especially at the edges and corners, such epoxy resins are filled with various fillers which cause the thixotropy. However, it has been found, although such finely divided fillers the thixotropy of stabilizing the thixotropy in
Epoxy resin coating agents
Anmelder:Applicant:
General Electric Company,General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. M. Licht und Dr. R. Schmidt,Dipl.-Ing. M. Licht and Dr. R. Schmidt,
Patentanwälte, 8000 München 2, Theresienstr. 33Patent Attorneys, 8000 Munich 2, Theresienstr. 33
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Joseph Rosenberg,Joseph Rosenberg,
Walter Niels Larsen, Erie, Pa. (V. St. A.)Walter Niels Larsen, Erie, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. November 1959
(854223)Claimed priority:
V. St. v. America November 20, 1959
(854223)
Überzugsmassen fördern, daß diese nach einer gewissen Zeit ihre thixotropische Eigenschaft einbüßen und also unbrauchbar sind, wenn sie nicht sofort nach der Herstellung verwendet werden.Coating compounds promote that they lose their thixotropic property after a certain time and are therefore unusable if they are not used immediately after manufacture.
Unerwarteterweise wurde nun gefunden, daß die Thixotropie von Überzugsmitteln aus Epoxyharzen, Härtern und thixotropierenden Füllstoffen stabilisiert werden kann, wenn man kleine Mengen eines PoIyalkylenglycols zusetzt. Gewöhnlich beträgt der Zusatz von Polyalkylenglycolen zwischen etwa 0,06 und etwa 6,0 Gewichtsteile auf je 100 Gewichtsteile des Epoxyharzes.Unexpectedly it has now been found that the thixotropy of coating agents made from epoxy resins, Hardeners and thixotropic fillers can be stabilized by adding small amounts of a polyalkylene glycol clogs. Usually the addition of polyalkylene glycols is between about 0.06 and about 6.0 parts by weight for every 100 parts by weight of the epoxy resin.
Es sind bereits härtbare Überzugsmassen aus Epoxydharz und Härtern, die neben Pigmenten, Füllstoffen u. dgl. auch Polyglycole enthalten können, bekannt. Diese bekannten Überzugsmassen weisen jedoch durchweg keinen thixotropen Charakter auf.There are already hardenable coating compounds made of epoxy resin and hardeners, which in addition to pigments, Fillers and the like that can also contain polyglycols are known. These known coating compositions have however, consistently no thixotropic character.
Die in den Überzugsmitteln verwendeten Äthoxylinharze besitzen mehr als eine Epoxygruppe je Molekül. Sie können durch Reaktion eines mehrwertigenThe ethoxylin resins used in the coating agents have more than one epoxy group per molecule. You can react by a multivalent
709 720/500709 720/500
Alkohols oder Phenols, z. B. Hydrochinon, Resorcin, Glycerin und den Kondensationsprodukten von Phenolen mit Ketonen, z. B. Bis-(4-oxyphenyl)-2,2-propan, mit Epichlorhydrin bereitet werden. Auch epoxydierte Olefine und andere bekannte Epoxyharze sind verwendbar.Alcohol or phenol, e.g. B. hydroquinone, resorcinol, glycerine and the condensation products of phenols with ketones, e.g. B. bis- (4-oxyphenyl) -2,2-propane, can be prepared with epichlorohydrin. Also epoxidized Olefins and other known epoxy resins can be used.
Als Härter kann der oben erwähnte im Handel erhältliche Bortrifluoridaminkomplex verwendet werden. Selbstverständlich können andere Härter verwendet werden, die während der Bereitung und normalen Lagerung des Überzugsmittels keine allzugroße Aushärtung verursachen.As the hardener, the above-mentioned commercially available boron trifluoride amine complex can be used. Of course, other hardeners can be used during the preparation and normal storage of the coating agent does not cause excessive hardening.
Um den erwünschten Grad der Thixotropie in den Überzugsmitteln herbeizuführen, kann jeder bekannte, die Thixotropie herbeiführende Füllstoff verwendet werden. Bevorzugt werden die feinzerteilten, siliciumhaltigen Füllstoffe, z. B. sublimiertes Siliciumoxyd, feinzerteiltes Siliciumdioxyd, Siliciumdioxydaerpgel, ein feinzerteiltes, niedergeschlagenes Siliciumdioxyd und Diatomeenerde. Andere bekannte inaktive oder nicht thixotropierende Füllstoffe, z. B. gröbere SiIiciumdioxydfüllstoffe, gemahlene Glasfasern von etwa 0,8 bis etwa 1,6 mm Länge und noch andere Stoffe können in Verbindung mit den thixotropierenden oder aktiven Füllstoffen verwendet werden.In order to bring about the desired degree of thixotropy in the coating agents, any known, the thixotropy inducing filler can be used. The finely divided, silicon-containing ones are preferred Fillers, e.g. B. sublimed silicon oxide, finely divided silicon dioxide, silicon dioxide powder, a finely divided, precipitated silica and diatomaceous earth. Other known inactive or non-thixotropic fillers, e.g. B. coarser silicon dioxide fillers, ground glass fibers of about 0.8 to about 1.6 mm in length and still other substances can be used in conjunction with the thixotropic or active fillers are used.
Zu den verwendbaren Polyalkylenglycolen zählen z. B. Polyäthylenglycol, Polypropylenglycol, oder PoIybutylenglycol. The polyalkylene glycols that can be used include, for. B. polyethylene glycol, polypropylene glycol, or polybutylene glycol.
Gewöhnlich werden etwa 1 bis 10 Teile des die Thixotropie herbeiführenden Füllstoffes auf je 100 Gewichtsteile des Epoxyharzes zusammen mit bis zuUsually about 1 to 10 parts of the thixotropic filler is used for every 100 parts by weight of epoxy along with up to
ίο etwa 200 Teilen von anderen erwünschten Füllstoffen, je nach den Erfordernissen, verwendet, wobei gemahlene Glasfasern in einer Menge von etwa 1 bis 30 Teilen, Härtemittel in einer Menge von etwa 1 bis 10 Teilen und Polyalkenylenglycol in einer Menge von etwa 0,06 bis 6,0 Teilen eingeschlossen sind.ίο about 200 parts of other desired fillers, as required, using milled glass fibers in an amount of about 1 to 30 parts, hardener in an amount of about 1 to 10 parts and polyalkenylene glycol in one Amounts from about 0.06 to 6.0 parts are included.
Die nachstehenden Beispiele sollen verschiedene verwendbare Überzugsmittel beschreiben. Alle Angaben beziehen sich auf Gewichtseinheiten. In allen Beispielen wurde handelsübliches flüssiges Epoxydharz mit einem Epoxydäquivalent von 190 verwendet.The following examples are intended to describe various coating agents that can be used. All information relate to units of weight. In all examples, commercial liquid epoxy resin was used with a Epoxy equivalent of 190 used.
Beispiele 1 bisExamples 1 to
2 I 32 I 3
Epoxyharz Epoxy resin
Bortrifluoridmonoäthylaminkomplex Boron trifluoride monoethylamine complex
Siliciumdioxyd (Teilchengröße unter 177 μ) ..Silicon dioxide (particle size less than 177 μ) ..
Lithiumaluminiumsilicat Lithium aluminum silicate
Sublimiertes Siliciumdioxyd Sublimated silica
Gemahlene Glasfaser von 0,8 mm LängeMilled glass fiber of 0.8 mm length
Glycerin Glycerin
Polyäthylenglycol (Molekulargwicht 400) ....
Polyäthylenglycol (Molekulargewicht 500 000)Polyethylene glycol (molecular weight 400) ....
Polyethylene glycol (molecular weight 500,000)
100100
5050
7
0,127th
0.12
100100
5050
3,5
73.5
7th
0,060.06
100100
100100
2525th
4 74th 7th
100100
25 4 725th 4th 7th
Die Stoffe der angegebenen Beispiele wurden in folgender Weise miteinander vermischt: Das Epoxyharz und das Härtemittel wurden durch Zusatz des Härtemittels zu etwa 10 Teilen des Epoxyharzes bei annähernd 80 bis 90° C vereinigt, bis eine Lösung erreicht war. Diese Mischung wurde dann dem Rest des Harzes zugesetzt, und die Gesamtmischung auf einer 3-Rollen-Walze gemahlen. Der Rest der Bestandteile wurde nachfolgend mit dem ersten Teil vermischt, und dann wurde die ganze Mischung erneut auf einer 3-Rollen-Walze gemahlen. Diese Mischung kann in beliebiger Reihenfolge jvorgenommen werden. _The materials of the examples given were mixed with one another in the following way: The epoxy resin and the curing agent were added by adding the curing agent to about 10 parts of the epoxy resin combined approximately 80 to 90 ° C until solution was achieved. This mixture then became the rest of the resin was added and the total mixture was ground on a 3-roller roller. The rest of the ingredients was subsequently mixed with the first part, and then the whole mixture was again ground on a 3-roller roller. This mixture can be made in any order will. _
Die Stabilität der Thixotropie der Überzugsmittel kann durch folgende Methode erkennbar gemacht werden:The stability of the thixotropy of the coating agent can be made recognizable by the following method will:
Stahlplättchen von etwa 7,6 cm2 und 0,08 cm Stärke wurden in die Mischungen der Beispiele 1 bis 5 an verschiedenen Tagen getaucht. Die dabei gebildeten Überzüge wurden sofort 3 Stunden lang bei 150°C gehärtet. Die Stärke der Überzüge wurde an der gleichen Stelle mit einem Mikrometer gemessen, um daraus die Abnahme der thixotropen Eigenschaften der Mischung mit dem Alter festzustellen.Steel plates about 7.6 cm 2 and 0.08 cm thick were immersed in the mixtures of Examples 1 to 5 on different days. The resulting coatings were immediately cured at 150 ° C for 3 hours. The thickness of the coatings was measured at the same point with a micrometer to determine the decrease in the thixotropic properties of the mixture with age.
Die Ergebnisse der Prüfungen werden in Tabelle I aufgeführt.The results of the tests are shown in Table I.
beim ÜberziehenAge of the crowd
when pulling over
Aus diesen Angaben kann man ersehen, daß bei den Massen, die kein Polyäthylenglycol enthielten, die Überzugsstärke schnell abnahm, so daß die Messungen mit solchen Massen nach 31 Tagen abgebrochenFrom this information it can be seen that in the masses which did not contain polyethylene glycol, the The thickness of the coating decreased rapidly, so that the measurements with such compounds were discontinued after 31 days
wurden. Andererseits nahm bei den Polyäthylenglykol enthaltenden Massen die Stärke des Überzugs mit dem Alter der Massen nur langsam oder gar nicht ab. Ein Polyäthylenglycolzusatz zu solchen Massen wirkt sich als dahingehend aus, daß die thixotropen Eigenschaften auch bei höherem Alter der Masse noch vorliegen.became. On the other hand, in the case of the compositions containing polyethylene glycol, the thickness of the coating with the Age of the masses only slowly or not at all. A polyethylene glycol addition to such masses has an effect than to the effect that the thixotropic properties are still present even when the mass is older.
Es wurde, wie oben, eine Masse hergestellt, die, in Gewichtsteilen, aus 100 Teilen Epoxyharz, 3 Teilen Bortrifluoridmonoäthylaminkomplex, 50 Teilen SiIiciumdioxyd unter 177 μ Teilchengröße, 3 Teilen sublimiertem Siliciumdioxyd, 7 Teilen gemahlener Glasfaser von 0,8 mm Länge und 6 Teilen Polyäthylenglykol (Molekulargewicht 600) bestand. Auch nach 8 Tagen wurde noch die ursprüngliche Überzugsstärke von 1,1 mm erhalten. As above, a composition was prepared which, in parts by weight, consisted of 100 parts of epoxy resin, 3 parts Boron trifluoride monoethylamine complex, 50 parts of silicon dioxide below 177 microns particle size, 3 parts sublimed silica, 7 parts ground glass fiber 0.8 mm in length and 6 parts of polyethylene glycol (molecular weight 600). Even after The original coating thickness of 1.1 mm was retained for 8 days.
Die nachstehenden Beispiele sollen die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung anderer Härtungsmittel beschreiben. Alle Angaben beziehen sich auf Gewichtseinheiten.The following examples are intended to illustrate the implementation of the process according to the invention Describe the use of other hardeners. All data relate to weight units.
Beispiele 7 bis 10Examples 7-10
Epoxyharz 100 100 100 100Epoxy resin 100 100 100 100
Dicyandiamid Dicyandiamide
Pyromellitsäureanhydrid — — 30 30Pyromellitic anhydride - - 30 30
Siliciumdioxyd
(Teilchengröße unter
177 μ) 50 50 50 50Silicon dioxide
(Particle size below
177 μ) 50 50 50 50
Sublimiertes Siliciumdioxyd 3 3 3 3Sublimated silica 3 3 3 3
Gemahlene Glasfasern
von 0,8 mm Länge ....Milled glass fibers
0.8 mm long ....
Polyäthylenglycol
(Molekulargewicht 400)Polyethylene glycol
(Molecular weight 400)
Wurden die angegebenen Stoffe vereinigt und gehärtet wie in den vorangegangenen Beispielen, soIf the specified substances were combined and cured as in the previous examples, so
ergab sich die in Tabelle II aufgeführte Beständigkeit der Überzüge.the resistance of the coatings was shown in Table II.
OTageOTage
ITag.ITag.
5 Tage5 days
12 Tage12 days
1,17
1,091.17
1.09
Die Überzugsmittel sind für viele Verwendungszwecke geeignet. Beispielsweise können elektrische Spulen, die bisher auf umständliche Weise durch Auftragung von Folien oder Umwicklung mit Bändern isoliert und nachfolgend mit verschiedenen flüssigen Harzmassen imprägniert wurden, jetzt unmittelbar getaucht, gehärtet und benutzt werden. Durch diese Tauchverfahren können Läufer und Statoren isoliert werden, wodurch die Anwendung von Nutenauskleidungen, Nutenkeilen, Verschlußschienen u. dgl. überflüssig wird. Außerdem können die Stoffe ohne Bedenken darüber verwendet werden, daß die Stärke der Überzüge aus diesen Materialien ungleichmäßig wird und absinkt, wenn diese nicht sofort vollständig gehärtet werden.The coating agents are suitable for many purposes. For example, electrical Coils, which have so far been cumbersome by applying foils or wrapping them with ribbons were isolated and subsequently impregnated with various liquid resin compositions, now immediately dipped, hardened and used. This immersion process enables the rotor and stators to be isolated , whereby the use of slot linings, slot wedges, locking rails and the like. becomes superfluous. In addition, the substances can be used without worrying about the starch the coatings made of these materials become uneven and sink if they are not immediately complete hardened.
Claims (1)
österreichische Patentschriften Nr. 209 571, 210 144 bis 210147.German Auslegeschrift No. 1 062 008;
Austrian patent specifications No. 209 571, 210 144 to 210147.
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