DE1495364A1 - Verfahren zum Haerten von Epoxydharzen - Google Patents

Description

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PATENTANWALT OiPL.-ING. RICHARD MULLER-BÖRNER PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEV BERLIN-DAHLEM - PODBIELSKtALLEE GS MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE TELEFON: 76 29 07 - TELEGRAMME: PROPINOUS TELEFON: 22 55 6S · TELEGRAMME: PROPINOUS

16 450 Berlin, den 15. Juni 1964

Cpmpagnie Praneaise Thomson-Houston, Paris / Frankreich

"Verfahren zum Härten von Epoxydharzen"

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten von

Epoxydharzen, das darin besteht, daß man das Harz innig

mit mindestens einem Derivat eines trimerisieren Borazole mischt und diese Mischung durch Erhitzen härtet.

Es ist an sich bekannt, als Härter für Epoxydharze bestimmte Derivate trimerer Borazole zu verwenden, wie etwa Bis- !rimethylaraino-n-trimethylborazol und Bis-Iriäthylaminon-triäthylborazol. Es weisen jedoch die mit diesen Härtern gehärteten Harze nicht die für bestimmte Anwendungen erforderlichen Eigenschaften auf, insbesondere wenn sie als elektrische Isolationsstoffe verwendet werden, die höhere Temperaturen in der Größenordnung zwischen 200 und 25O⁰C aushalten müssen, *9tm der Erweichungspunkt dieser Harze liegt recht niedrig. Es ist dies eine Folg· der Tatsache, daß die verwendeten Härter unter den Reaktionsbedingungsn,

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die für eine ausreichende Härtung erforderlich sind, relativ leicht flüchtig sind.

Um gehärtete Harze zu erhalten» die eine ausreichende Wärmebeständigkeit und eine ausreichende mechanische Festigkeit haben, um als gegen hohe Temperaturen beständige elektrische Isolation dienen zu können, ist Torgeschlagen worden, als Härter Polyamine,

w Polyamidharze, Anhydride von Karboxylsäuren oder Metallphenolate zu verwenden. Nun haben zwar die mit diesen Härtern gehärteten Epoxydharze einen ausreichend hohen Erweichungspunkt, weisen aber andere Mängel auf, deren wichtigster in einer sehr geringen Biegsamkeit besteht« Außerdem zeigen solche Harze unter der Einwirkung hoher Temperaturen einen starken Gewichtsverlust und eine Verschlechterung ihrer dielektrischen Eigenschaften. Das Härtungsverfahren nach der Erfindung verwendet zwar auch ein Derivat eines trimeren Borazole, ermööglioht es aber, durch die Wahl dieses Derivats und der Reaktionsbedingungen insbesondere der Reaktionstemperatur - die oben erwähnten Mängel zu verhindern. Ss ist dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei diesem Derivat ua B-Tributylamino-n-tributylborasol handelt, und daß die Härtung dadurch erfolgt, daß man während einem bis zwei Tagen progressiv auf Temperaturen zwischen 100 und 27O⁰C erhitzt.

Das Verfahren besteht darin, daß man das Harz und den Härter innig uiteinander vermischt und daß man diese Mischung progressiv auf Temperaturen zwischen 100 und 270° C erhitzt, bis sie

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gehärtet ist. Die Härtezeit liegt εwischen einem und zwei Tagen. Is sei bemerkt, daß man gute Ergebniese dadurch, erzielt hat, daß nan die Mischung 30 Stunden lang erwärmte, und zwar etwa 20 Stunden auf 140°, etwa 5 Stunden auf 200° C, etwa 3 Stunden auf 230° C und etwa 4 Stunden auf 260° C..;

Zur Erleichterung der innigen Vermischung von Harz und Härter ist es vorzuziehen, es leicht - auf z. B. 60° C-zu erwärmen, um seine Viskosität herabzusetzen. Das kann, um die Entlüftung der Mischung zu erleichtern, unter eines unteratmosphärischen Druck erfolgen.

Die Mengen dee zu verwendenden Härters soll zwischen 2 und 20 Gew.# des zu härtenden Epoxydharzes betragen. Die besten Ergebnisse hat man mit Mengen zwischen 8 und 12 $> erzielt.

Der Härter nach der Erfindung eignet sich gut zum Härten aller Epoxydharze, auch solcher, deren Molekül Ioehr als eine Epoxydgruppe enthält, wie etwa eines epoxydierten "novolae", eines Grlycin-Polyäthers, eines epoxydierten Polyolefins, eines epoxydierten Cyolopolyolefins msw. Die besten Ergebnisse sind Jedoch mit epoxydierten "novolacs" und Glycin-Polyethern erzielt worden.

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Sank seines relativ hohen Siedepunktes (15B⁰C bei 0,005 Torr) verflüchtigt sich das B-Tributylamino-n-tributylbirraeQl während der Reaktion nur geringfügig, so daß man Epoxydharze erhalten kann, deren Erweichungspunkt oberhalb 250⁰C liegt. Sind diese Harze einer Temperatur dieser Größenordnung lange Zeit ausgesetzt, so behalten sie ihre mechanischen und dielektrischen Eigenschaften gut, und ihr Gewichtsverlust 1st relativ sehr gering.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens auf die Herstellung von gegen hohe Temperaturen beständigen elektrischen Isolierungen. Biese Anwendung kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Man kann z. B. einen anorganischen Artikel - s. B. ein glimraerhaltiges Band - mit der flüssigen Mischung von Harz und Härter tränken, dieses Band um die elektrischen Leiter herum anbringen und zum Härten erwärmen. Man kann auch die elektrischen Wicklungen in das in einer Pona befindliche flüssige Gemisch tauchen und dann so aushärten, daß man einen Isolator in Form eines Blocks der gewünschten Tora erhält.

Das oben beschriebene Terfahren kann z. B. in der folgenden Weise praktisch durchgeführt werdenι

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Beispiel 1

Mail mischt innig unter Erwärmen auf etwa 60° C und unter einem unteratmosphärischen Druck B-Tributylaraino-n-tributylborazol und einen epoxydierten "novolae" in einer Menge, die 10 Teilen Borazol auf 100 Teile ^wnovolae^M äquivalent ist. Diese Mischung wird dann progressiv folgendermaßen erhitzt: 20 h auf 140°C_f 3 h auf 200⁰C, 3h auf 230⁰C und 4 h auf 260⁰C. Man erhält ein hartes Epoxydharz mit einem Erweichungspunkt oberhall) 250° C ι
genschaften.

halb 250° C und sehr guten mechanischen und dielektrischen Ei-

Beispiel 2

Man mischt innig wie im Beispiel 1 B-Tributyl-n-tributylborazol und einen Glyein-Polyäther in einer Menge, die 8 Teilen Borazol auf TOO Teile Äther äquivalent let. Diese Mischung wird dann progressiv folgendermaßen erhitztι 18 h auf HO G₉ 3 h auf 200° C, 3 h auf 230° 0 und 4 h auf 260° C. Man erhält ein hartes Harz mit einem Erweichungspunkt oberhalb 250 C.

Beispiel 3

Man mischt innig wie im Beispiel 1 B-Tributylamino-n-trlbutylborazol und «in epoxydiertee Polydefin in einer Menge, dit 12 Teilen Boraaol auf 100 Teile Polyolefin äquivalent ist. Di··« Mischung wird dann progressiv folgendermaßen erhitzti 27 h bei 120° C_t 4h bei 1?5° C und 9 h'fctl 200° C. lan erhält •in hartes Hara alt «inen Irweichungspunkt oberhalb 200° C«

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Beispiel 4

Man mischt innig wie im Beispiel 1 B-Tributylamino-n-tributylborazol und ein epoxydiertes Cyelopolyolefin in einer Menge, die 14 teilen Borazol auf 100 Teile Cyclopolyolefin äquivalent ist. Dieae Mischung wird dann progressiv folgendermaßen erhitztϊ 30 h bei 120° C, 4 h bei 160° C und 10 h b«i 200°C. Man erhält ein hartes Harz mit einem Erweichungspunkt oberhalb 200° C.

Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten ist, einschließlich dessen, was abweichend von den konkreten Ausführungsbeispielen für den Fachmann naheliegt.

Patentansprüche:

Wb/Mü - 16 450

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Claims (1)

1. Patentansprüche t

   1. Verfahren zum Härten von Epoxydharzen, demgemäß man das Harz mit mindestens einem Derivat eines trimeren Borazole innig mischt und diese Mischung durch Erhitzen härtet, dadurch gekennzeichnet, daß das Derivat das B-Tributylamino-n-tributylborazol ist und daß das Härten dadurch erfolgt, daß man progressiv «inen bis zwei Sage lang auf zwischen 100 und 270° C liegende Temperaturen erhitzt.

   2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 .auf die Herstellung von gegen hohe Temperaturen beständigen elektrischen Isolatoren.

   5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Menge B-Tributylamino-n-tributylborazol zwischen 2 und 20 Gew.?6 des Epoxydharzes liegt.

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   4. Terfahren nach Anspruch 1 oat 3, dadurch gekennzeichnet, dme dii Mischung prögreeeir etwa 30 & läng ifhitii wird, und «war 20 h bei HO⁰ C, etwa $ & Dii 200° Q₁ etwa

   3 h bei 230° C und etwa 4 h bei 260° C.

   5. Terfahren nach Anepruch 1 und 3» dadurch gilcennxeichnet, daß Ub innig« Miiehin unter einem Druck erfolgt; der geringer al· der gewöhnliohe Luftdruck ist.

   BAD ORIGINAL