DE1414664C

DE1414664C - Thermohärtbarer Kitt zum Festkitten des Sockels einer Glühlampe am Lampenkolben

Info

Publication number: DE1414664C
Authority: DE
Inventors: Willem; Janssens Henri Hubert; Eindhoven Westerveid (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Publication date: 1972-02-24

Description

Die Erfindung betrifft einen thermohärtbaren Kitt zum Festkitten des Sockels einer Glühlampe am Lampenkolben, der aus einer Mischung von PoIysiloxan und einem weiteren Harzbestandteil, einem Härtungsmittel, Füllmitteln und Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln besteht.

Unter Polysiloxanen sind aus Silicium-Saucrstoff-Ketten aufgebaute Verbindungen zu verstehen, deren Siliciumatome aliphatische oder aromatische Gruppen tragen, wie Methyl-, Äthyl- und Phenylgruppen, und die wegen der erforderlichen Temperaturbeständigkeit der Verbindungen keinen oder nahezu keinen unmittelbar an Siliciumatome gebundenen Wasserstoff tragen. Polysiloxane können z. B. durch Hydrolyse der entsprechenden Halogensilane hergestellt werden; sie können aus Molekülen mit geraden oder verzweigten Ketten bestehen oder zyklisch sein. Als Beispiele sind Dimethylpolysiloxan und Methylphenylpolysiloxan zu erwähnen. Im Rahmen der Erfindung sind auch Gemische von Polysiloxanen, ζ. Β. aus hochviskosen Flüssigkeiten, harzartigen Körpern oder festen Stoffen verwendbar, vorausgesetzt, daß sie mit den verwendeten Lösungsmitteln mischbar oder darin löslich sind.

Es sind bei gewöhnlicher Temperatur abbindende wasserdampfundurchlässige Kitte aus Siliconharz, einem mineralischen Füllstoff und einem Gemisch aus z. B. Bleiphenolat und Bleistearat bekannt, die unter anderem in der Elektroindustrie eingesetzt werden können (deutsche Patentschrift 831 724). Die Geschwindigkeit der Durchhärtung von kalthärtendem Siliconharz, das Bleisalz enthält, ist jedoch nicht genügend genau regelbar. Diese Geschwindigkeit ist entweder sehr groß oder sehr klein.

Ferner ist bekannt, daß hochmolekulare Dimethylpolysiloxane bei höherer Temperatur mit oder ohne Katalysatoren, z. B. Metallseifen, zu gelartigen Stoffen gehärtet werden können und daß aus einem Gemisch eines flüssigen Methylwasserstoffsiloxans mit Dimethylpolysiloxan und gegebenenfalls Metallseifen Filme hergestellt werden können, die eine gute Haftfestigkeit auf keramischen Stoffen und Metallflächen besitzen (deutsche Patentschrift 888 614). Wegen der hierbei erforderlichen langen Härtungszeiten sind jedoch derartige Massen für das maschinelle Verkitten von Glühlampensockeln nicht geeignet.

Ein Verfahrensschritt bei der Herstellung einer Glühlampe besteht im Festkitten des Sockels am Kolben. Ein meist metallischer Sockel wird dabei an dem mit dem Glühfaden versehenen Kolben festgekittet. Die erzielte Kittverbindung muß temperaturbeständig sein, da die Temperatur des Sockels beim Brennen der Lampe in vielen Fällen etwa 150 bis 300"C beträgt. Ein in solchen Glühlampen verwendeter Kitt muß daher längere Zeit bei diesen Temperaturen beständig sein. Bei der maschinellen Herstellung von Glühlampen ist es aus Nutzleistungserwägungen erwünscht, daß die Herstellung so schnell wie möglich erfolgt. Die je· Verfahrensschritt beanspruchte Zeit beeinflußt die Lampenquantität pro Stunde, die pro Maschine erzielbar ist. Andererseits ist es erwünscht, die Qualität der Lampe zu verbessern und den Produktionsausschuß möglichst zu beschränken.

Vom Standpunkt der Herstellung aus ist es daher erwünscht, daß die Kittverarbeitung möglichst kurz dauert und bei möglichst niedriger Temperatur erfolgen kann. Weiterhin ist es notwendig, daß die Festigkeit der Kittverbindung eine weitere mechanische Behandlung der Lampe sofort nach dem Kitten ohne zwischenzeitliche Abkühlung gestattet. In diesem Zusammenhang sind bereits Kittsorten auf Basis eines Siliconharzes und eines Phenol-Formaldehyd-Harzes beschrieben worden (französische Patentschrift 1014117). Solche Kittsorten haben sich aber für den beabsichtigten Zweck als weniger geeignet erwiesen. Die Kittverbindungen waren häufig nicht genügend wasserundurchlässig, und ihre Temperaturbeständigkeit war oft unbefriedigend. Außerdem ergab sich in vielen Fällen eine unzulängliche Haftung bei erhöhter Temperatur sofort nach der Durchhärtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen thermohärtbaren Kitt zu schaffen, der bei Zimmertemperatur eine lange Lebensdauer besitzt und bei erhöhter Temperatur schnell aushärtet und der eine Kittverbindung ergibt, die wasserabstoßend und wasserundurchlässig ist und die bei erhöhter Temperatur bereits sofort nach dem Kitten widerstandsfähig genug ist, um eine mechanische Behandlung der Lampe zu gestatten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Kitt der eingangs erwähnten Art der weitere Harzbestandteil ein Aminoplast und das Härtungsmittel eine Metallseife ist.

Als Aminoplaste können Harnstoff- oder Melaminharze verwendet werden, die durch Reaktion von Harnstoff oder Melamin mit dazu geeigneten Aldehyden, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Furfurol und ähnlichen Verbindungen, hergestellt werden. Vorzugsweise werden niedermolekulare Produkte nach Art der Novolake verwendet, gegebenenfalls deren Reaktionsprodukte mit Alkoholen, wie Butylalkohol.

Als Härtungsmittel kommen ausschließlich Metallseifen schwerer Metalle, wie Blei, Barium und Wismut, oder mittelschwerer Metalle, wie Eisen, Kobalt, Nickel, Kadmium und Zink, in Frage, die in den verwendeten Lösungsmitteln löslich oder mit diesen mischbar sind, je nach dem Verwendungszweck. Als Beispiele können die Oktoate, Hexoate, Stearate, Oleate und Naphthenate dieser Metalle genannt werden. Insbesondere die Wirksamkeit von Mangannaphthenat ergab sich als sehr befriedigend. Ein Mangannaphthenat enthaltendes Kittgemisch hat bei normaler Temperatur eine besonders lange Lebensdauer (in der Größenordnung von einigen Monaten bis zu einem Jahr), härtet aber bei erhöhter Temperatur sehr schnell durch.

Als Füllmittel sind sämtliche für die Kittbereitung bekannten Füllmittel verwendbar, vorausgesetzt, daß sie in hinreichendem Maße hitzebeständig sind. Als solche kommen z. B. Titanweiß, Lithopon, Marmorpulver, Siliciumdioxyd, Kalkspat und ähnliche Produkte in Frage.

Als Lösungsmittel sind organische Flüssigkeiten, wie Kohlenwasserstoffe und Halogenkohlenwasserstoffe, verwendbar. Es werden meist noch kleine Mengen an Ketonen, wie Aceton, und Alkohole und Aromaten zugesetzt, um die Löslichkeit und Mischbarkeit der verwendeten Harze und Metallseifen zu erhöhen.

Es wurde festgestellt, daß bei einem Gewichtsverhältnis des Polysiloxans und des Aminoplastes zwischen 0,5 und 4 die günstigsten Kitte erzielt werden. Die Wasserbeständigkeit der Kitte ist zwischen diesen Grenzen optimal, und die Kittverbindungen haben sofort nach dem Aushärten und vor dem Abkühlen bereits eine sehr große Festigkeit für weitere Behänd-

lung. Die Festigkeit der Kittverbindung nimmt zu Beginn der Lebensdauer der Lampe noch zu. Die erforderliche Menge an Härtungsmittel liegt gewöhnlich zwischen 0,5 und 3,0 Gewichtsprozent der Aminoplastmenge.

Kitte mit guter Verarbeitbarkeit ergeben sich durch Verwendung von etwa 3 bis 15 Gewichtsteilen Füllmittel.pro Gewichtsteil Harz.

Die erfindungsgemäßen Kitte härten bei Temperaturen zwischen 180 und 300°C nach 100 Sekunden zu einer festen Kittverbindung durch.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiell

Kitt A wurde durch Mischung folgender Bestandteile hergestellt:

83,5 Gewichtsteile Füllmittel (Marmorpulver, Titanweiß und Kalkspat zu gleichen Teilen), 5,4 Gewichtsteile Polysiloxan, 2,1 Gewichtsteile Melaminformaldehydharz, 0,008 Gewichtsteile Eisenoktoat, 6,6 Gewichtsteile Trichloräthylen, 1,1 Gewichtsteile Butanol,
0,4 Gewichtsteile Aceton,
0,5 Gewichtsteile Toluol,
0,2 Gewichtsteile Terpentin.

Dazu wurden zunächst die Harzbestandteile und das Härtungsmittel gelöst, und dann wurde zu zwei Drittel der Lösung allmählich unter Rühren das Füllmittel zugesetzt. Nach Zusatz des gesamten Füllmittels wurde der Rest der Harzlösung dem Gemisch zugegeben. Gewünschtenfalls kann die Konsistenz des Kitts durch den Zusatz einer weiteren Menge an Trichloräthylen oder eines anderen geeigneten Lösungs- und/ oder Verdünnungsmittels, wie z. B. Xylol, Toluol oder ähnlicher organischer Flüssigkeiten, abgeändert werden.

Beispiel 2

Kitt B wurde dadurch hergestellt, daß im Kittgemisch nach dem ersten Beispiel 0,008 Gewichtsteile Eisenoktoat durch 0,018 Gewichtsteile Mangannaphthenat ersetzt wurden.

Die Lebensdauer dieses Kitts betrug 3 bis 6 Monate.

In Tabelle I sind die Festigkeiten der mit den Kitten A und B erzielten Kittverbindungen angegeben. Die Messungen wurden an Glühlampen durchgeführt, deren Sockel mit Hilfe der erwähnten Kitte am Kolben festgekittet war. Die Festigkeit wurde durch Tordieren des Sockels gemessen. Die angegebenen Festigkeiten stellen die Größe der zum Lösen des Sockels vom Kolben erforderlichen Kräfte in kg/cm dar. Die angegebenen Werte sind Mittelwerte von zehn Prüfungen.

Tabelle I

Kittemperatur

Kitt A 210⁰C
Kitt B 210⁰C

Festigkeit der Kittverbindung, gemessen in kg/cm

sofort nach
dem Kitten

gut

ausgezeichnet

trockene Torsion

104 131

97 129

Es ergab sich, daß die Festigkeit der Kittverbindung auch von der verwendeten Menge an Mangannaphthenat abhängt. In Tabelle II sind Ergebnisse von Messungen an Kittverbindungen angegeben, die mit dem Kitt B und verschiedenen Mengen an Mangannaphthenat erzielt wurden.

nach 30 Tagen im Salzwasserbad (3¹VoNaCl in Wasser)

	Kittemperatur	Tabellen	der Kittverbindung	nach 30 Tagen
IO		Festigkeit		im Salz wasserbad
			trockene	(3% NaCl
Kitt B	sofort nach	Torsion	in Wasser)
0,010 Gewichts	dem Kitten
prozent
121O^JC\| Mn-Naph-
²⁰ thenat
0,36 Gewichts			108
prozent		114
210°C	gut
			129
	131
aus
gezeichnet

B e i s ρ i e 1 3

In der Tabelle III ist die Festigkeit der Kittverbindung bei sich änderndem Verhältnis zwischen dem Polysiloxan und dem Melamin-Formaldehyd-Harz angegeben.

Dazu wurde ein Kitt folgender Zusammensetzung hergestellt:

84,5 Gewichtsteile Füllmittel,
7 Gewichtsteile Harz (Polysiloxan + Melaminharz),

0,020 Gewichtsteile Mangannaphthenat,
8,5 Gewichtsteile Lösungsmittel.

Das Verhältnis zwischen dem Polysiloxan und dem Melaminharz wurde gemäß den Angaben in der Tabelle III geändert.

	Harzanteil	Tabelle	III	in kg/cm	nach 200 Stun	79
45	des Kitts		nach 30 Tagen	den im Ofen
		Festigkeit der Kittverbindung	im Salz	bei 285 ³C
			wasserbad
			(3% NaCI		57
	5,6 Gewichtsteile		in Wasser)	85 99
5o	Polysiloxan	trockene
	1,4 Gewichtsteile	Torsion
	Melaminharz			<IO
	4,2 Gewichtsteile		80
55	Polysiloxan	119
	2,8 Gewichtsteile
	Milaminharz
	2,8 Gewichtsteile		69
	Polysiloxan	131
6o	4,2 Gewichtsteile
	Melaminharz
	1,4 Gewichtsteile		64
	Polisiloxan	114
	5,6 Gewichtsteile
65	Melaminharz

	109

Zum Vergleich sei hier erwähnt, daß bei Glühlampen nach einer Brenndauer von 1000 Stunden bei einer Sockcltemperatur von etwa 300⁰C, bei denen die Kittverbindung mit Hilfe eines 2,8 Gewichtsteile PoIysiloxan und 5,6 Gewichtsteile Melaminharz enthaltenden Kitts hergestellt worden war, die Festigkeit der Kittverbindungen durchschnittlich 108 kg/cm betrug (die Messungen wurden an 20 Lampen durchgeführt, höchster Meßwert etwa 150, niedrigster Meßwert 65). Eine mit einem Kitt, der 2,2 Gewichtsteile Schellack, 2,2 Gewichtsteile Phenol-Formaldehyd-Harz und 2,6 Gewichtsteile Polysiloxan enthielt, erzielte Kittverbindung hatte unter gleichen Verhältnissen eine durchschnittliche Festigkeit von 21 kg/cm (20 Lampen, Höchstwert 49 kg/cm, niedrigster Wert etwa K) kg/cm).

Aus Siliconharz und Melaminharz bestehende Harzgcmischc sind zwar zum Wasserdichtmachen von Textilgewcben an sich bekannt, Daraus kann aber nicht abgeleitet werden, daß die Verwendung eines solchen Gemisches zu einem Kitt mit den geschilderten günstigen Eigenschaften führt.

Claims

Patentansprüche:

1. Thermohärtbarer Kitt zum Festkitten des Sockels einer Glühlampe am Lampenkolben, der aus einer Mischung von Polysiloxan und einem weiteren Harzbestandteil, einem Härtungsmittel, Füllmitteln und Lösungs- und/oder Verdünnungsmitteln besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Harzbestandteil ein Aminoplast und das Härtungsmittel eine Metallseife ist.

2. Kitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Polysiloxans und des Aminoplastes zwischen 0.5 und 4 liegt.

3. Kitt nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminoplast ein Melamin-Formaldehyd-Harz ist.

4. Kitt nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtungsmiltel aus Mangannaphthenat in einer Menge von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent der Menge an Aminoplast besteht.