DE1520827A1

DE1520827A1 - Process for the production of molded articles

Info

Publication number: DE1520827A1
Application number: DE19631520827
Authority: DE
Inventors: Weigel Dr Rer Nat Fritz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-08-30
Filing date: 1963-08-30
Publication date: 1970-07-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern Die Verwendung von Epoxydharzen hat in den letzten Jahren stark zugenommen und ist auf zahlreiche Verwendungszwecke ausgedehnt worden. Sie dienen u. a. zur Herstellung von Gußkörpern, Schichtkörpern und Schutzüberzügen.Process for the production of moldings The use of epoxy resins has grown significantly in recent years and is available on numerous uses been stretched. They serve, among other things. for the production of cast bodies, laminated bodies and protective coatings.

Um die für diese Verwendungen gewUnschten Eigenschaften zu erzeugen, muß das Epoxydharz gehärtet oder vernetzt werden.In order to produce the properties desired for these uses, the epoxy resin must be hardened or crosslinked.

Die Härtung muS hierbei mit einer zufriedenstellenden Geschwindigkeit ablaufen. Ferner muß die Masse auch eine geeignete Topfzeit haben und die Produkte sollen gute mechanische, chemische und/oder elektrische Eigenschaften haben. Vielfach fehlen den handelsUblichen Epoxydharzmassen eine. 6der mehrere der gewtinschten Eigenschaften. Dies gilt insbesondere fUr den Einsatz auf dem Gebiet der Elektrotechnik, wo vielfach kriechstromfeste Isolierstoffe erforderlich sind. In solchen F§llen wurden meist noch keramische Materialien verwendet. Diese sind aber bekanntlich empfindlich gegen Stoßbeanspruchungen. Man ist so in den vergangenen Jahren immer mehr dazu übergegangen, die keramischen Stoffe soweit als mdglich durch Körper aus Kunstharzen, inabesondere GieBharzkörper auf Epoxydharzbasis zu ersetzen.The hardening has to take place at a satisfactory rate expire. Furthermore, the mass must also have a suitable pot life and the products should have good mechanical, chemical and / or electrical properties. Multiple The commercially available epoxy resin compounds lack one. 6 of the several desired Properties. This applies in particular to use in the field of electrical engineering, where leakage current-resistant insulating materials are often required. In such cases Ceramic materials were mostly still used. But these are known sensitive to shock loads. It's always been like that in the past few years more went over to the ceramic substances as far as possible by body To replace synthetic resins, especially cast resin bodies based on epoxy resin.

Nachteilig macht sich jedoch hier die häufig unzureichende Kriechstromfestigkeit bemerkbar. Die ungenügende Kriechstromfestigkeit tritt vor allem dann auf, wenn die Epoxydharze mit FUllstoffen wie z. B. Quarzmehl gefUllt werden, um die mechanische Festigkeit zu erhdhen oder den beim Hdrtan auftretenden Schwund zu verringern oder um die Anwendung dieser Harze durch Mitverwendung eines billigen Füllstoffes wirtschaftlicher zu gestalten. Oftmals hat ein ungefülltes Harz gerade noch ausreichende Kriechatromfestigkeit. Durch Vermischen mit z. B.However, the frequently inadequate tracking resistance is a disadvantage here noticeable. The insufficient creepage resistance occurs especially when the epoxy resins with fillers such. B. quartz flour to be filled to the mechanical To increase strength or to reduce the shrinkage that occurs with hardness or to make the use of these resins more economical by using a cheap filler to design. Often times, an unfilled resin still has sufficient creep resistance. By mixing with z. B.

Quarzmehl im Gewichtsverhältnis 1:1 bekommt es aber eine vdllig unzureichende Kriechstromfestigkeit.Quartz flour in a weight ratio of 1: 1 gets it a completely inadequate Tracking resistance.

Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man daher bereits aus gefUllten Epoxydharzen hergestellte Isolierkörper, die gute Kriechstromfestigkeit haben sollen, nachträglich mit geeigneten kriechstromfesten Überzügen versehen. Andererseits wurden auch bereits eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen, die unter Vermeidung der nachträglichen Oberflächenbehandlung zu kriechstromfesten Produkten führen. So werden beispielsweise gemäß früheren Vorschlägen bestimmte Metalloxyde auf einen inerten Fullstoff aufgebracht oder es werden Oxalate, Carbonate und Sulfate der Erdalkalimetalle oder auch Aluminiumoxydhydrat als Füllstoffe verwendet. Mit diesen zweifellos wirksamen Bestandteilen weisen jedoch die Produkte noch nicht die Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung auf.In order to avoid these disadvantages one has therefore already filled out Insulating bodies made from epoxy resins that are said to have good tracking resistance, Subsequently provided with suitable coatings that are resistant to tracking currents. On the other hand were a number of procedures have already been proposed that avoid the subsequent Surface treatment lead to products that are resistant to tracking. For example according to previous proposals, certain metal oxides are applied to an inert filler or there are oxalates, carbonates and sulfates of the alkaline earth metals or aluminum oxide hydrate used as fillers. With these undoubtedly effective ingredients, however, point the products do not yet have the benefits of the present invention.

Die genannten Stoffe sind beispielsweise entweder an sich kostspieliger als z. B. Quarzmehl. Ferner haben die vorgeschlagenen Mischungen aus Epoxydharz und Gips den Nachteil, daß ihre Viskositdt fUr viele Zwecke, bei denen es darauf ankommt, leicht gießfähige Massen zu verwenden, zu hoch ist. Die genannten Stoffe können so vielfach aus Griinden einer guten Verarbeitungsviskosität der Harz-Füllstoff-Mischung nur in einer begrenzten Menge dem Harz zugefUgt werden.The substances mentioned are, for example, either per se more expensive as z. B. Quartz flour. Furthermore, the proposed mixtures of epoxy resin and gypsum have the disadvantage that their viscosity is suitable for many purposes in which it is important arrives to use easily pourable masses is too high. The substances mentioned can in many cases for reasons of a good processing viscosity of the resin-filler mixture can only be added to the resin in a limited amount.

Ferner ist bekannt, daß man Cyanuraäuretriglycidyläther mit t Aminen in Gegenwart von inerten Füllstoffen unter Formgebung bei erhöhter Temperatur umsetzen kann.It is also known that cyanuric acid triglycidyl ethers with amines react in the presence of inert fillers with shaping at elevated temperature can.

Weiterhin ist bekannt, Reaktionsprodukte von CyanursOure und Epichlorhydrin in Gegenwart von ohlorwasserstoffbindenden Verbindungen (Cyanursäurepolyglycidyläther) unter Zusatz von Aminen in der Wärme umzusetzen.It is also known, reaction products of CyanursOure and epichlorohydrin in the presence of hydrogen-binding compounds (cyanuric acid polyglycidyl ether) to implement with the addition of amines in the heat.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkdrpern durch Umsetzen einer Mischung aus Triazin-triglycidyläther und einem Amin nach Zusatz von inerten Füllstoffen bei erhdhter Temperatur. Das Verfahren ist daduroh gekennzeichnete daß als Amin Anilin verwendet wird. Die nach dem erfindungagemalien Verfahren hergestellten Porakorper zeichnen sich neben einer ausgezeichneten Krieohatromfeatißkeit insbesondere durch eine hohe Warmformbeständigkeit aus. Die Warmformbeständigkeit nach Martens liegt über 170°C.The invention relates to a process for the production of molded articles by reacting a mixture of triazine triglycidyl ether and an amine after addition of inert fillers at elevated temperature. The procedure is marked daduroh that aniline is used as the amine. The manufactured by the process according to the invention Pora bodies are particularly notable for excellent war resistance by high heat resistance. The heat resistance according to Martens is above 170 ° C.

Der Zusatz des der Vernetzung dienenden Anilins kann in geringen Grenzen variiert werden. Es kannsowohlstöchiometrisch, d. h. in solchen Mengen, daß pro Epoxydgruppe ein Aminwasserstoff verfUgbar ist bzw. bis zu einem 10 %-igen Überschuß zugesetzt werden.The addition of the crosslinking aniline can be used within small limits can be varied. It can be either stoichiometric, i. H. in such amounts that per Epoxy group an amine hydrogen is available or up to a 10% excess can be added.

Das Härten des Cyanursäuretriglycidyläthers wird vorzugsweise durchgefUhrt, indem man Anilin mit dem Cyanursäuretriglycidyläther vermischt, mit FUllstoff versetzt und erhitzt. Die Aushärtung erfolgt bei erhöhter Temperatur rasch, z. B. bei 130°C in zwei Stunden. Gemäß der Erfindung hergestellte Gießkdrper kdnnen so bereits nach kurzer Zeit der Form entnommen werden.The hardening of the cyanuric acid triglycidyl ether is preferably carried out by mixing aniline with the cyanuric acid triglycidyl ether, adding filler and heated. The curing takes place rapidly at elevated temperature, e.g. B. at 130 ° C in two hours. Castings produced according to the invention can already be reduced in this way can be removed from the mold in a short time.

Die Durchführung der Härtung ist einfach und bequem, da die Harz-Härter-Füllstoff-Mischungen eine überraschend niedrige Viskosität auch noch bei hohem Füllstoffanteil haben.Curing is easy and convenient because the resin-hardener-filler mixes have a surprisingly low viscosity even with a high filler content.

Es ist ein besonderer Vorteil, daß die erfindungBgemäße Harz-Härter-Füllstoff-Mischung eine lange Topfzeit (Lagerfähigkeit) bei Raumtemperatur hat. Das flüssige Gemisch, das bereits den Härter und Püllstoffe enthält, kann geraume Zeit bei Zimmertemperatur aufbewahrt werden und schließlich als Einkomponentensystem angewendet, insbesondere vergossen werden.It is a particular advantage that the resin-hardener-filler mixture according to the invention has a long pot life (shelf life) at room temperature. The liquid mixture, which already contains the hardener and fillers, can be kept for a long time at room temperature are kept and finally used as a one-component system, in particular to be shed.

Den Ansätzen können erfindungsgemäß erhebliche Anteile an fein verteilten inerten FUllstoffen zugesetzt werden, die eine bestimmte Streckung'der Harzsubstanz bieten bei gleichzeitiger Verbesserung bestimmter Eigenschaften, wie z. B. vermindertem Schwund bei der Härtung und hohe Härte der Endprodukte.According to the invention, the approaches can contain considerable proportions of finely divided inert fillers are added, which stretch a certain amount of resin offer while improving certain properties, such as B. reduced Shrinkage during hardening and high hardness of the end products.

Als FUllstoffe kommen z. B. in Frage : Anorganische Mineralien, wie Schiefermehl, Quarzmehl, Glimmer, Kaolin, Gips, Schwerspat, Talkum, Kreide oder fein verteilte Kieselsäure (Aerogel).As fillers such. B. in question: inorganic minerals, such as Slate flour, quartz flour, mica, kaolin, gypsum, barite, talc, chalk or finely divided silica (airgel).

Die hitzehärtbaren Harz-Härter-Füllstoff-Mischungen eignen sich beispielsweise zur Herstellung von Gießteilen und Einbettungen. Weiterhin laßt sich die ungefUllte hErtbare Mischung vorteilhaft als Klebmittel verwenden. Infolge ihrer niedrigen Viskosität können die flüssigen Harz-Härter-Mischungen auch als lösungsmittelfreie Bindemittel oder in Verbindung mit Glasfasern, Glimmerplättchen oder Geweben aus Glas-oder Textilfasern zur Herstellung von Schichtkdrpern insbesondere elektrischen Schichtstoffisolationen aus Glimmerpapier und organischem Folienmaterial verwendet werden. Ferner sind die Harz-Härter-Mischungen ausgezeichnete Imprägniermittel mit denen sich elektrische Spulen und Wicklungen blasen-und lunkerfrei in kurzer Zeit imprägnieren und zuverlässig isolieren lassen.The thermosetting resin-hardener-filler mixtures are suitable, for example for the production of cast parts and embeddings. Furthermore, the unfilled Use hardenable mixture advantageously as an adhesive. As a result of their low viscosity The liquid resin-hardener mixtures can also be used as solvent-free binders or in connection with glass fibers, mica flakes or fabrics made of glass or textile fibers for the production of laminated bodies, in particular electrical laminate insulation made of mica paper and organic film material can be used. Furthermore, the Resin-hardener mixes excellent impregnating agents with which to become electrical Impregnate coils and windings reliably and without bubbles and voids in a short time let isolate.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 038 752 ist bekannt, als Härtungsmittel für Epoxyharze Anilin-Formaldehyd-Harz mit primären Aminogruppen zu verwenden. Aus solchen Massen gepreßte Platten haben eine Kriechstromfestigkeit von A2 gegenüber A3c bei Platten, welche aus GieBmassen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind.From the German Auslegeschrift 1 038 752 it is known as a hardening agent use aniline-formaldehyde resin with primary amino groups for epoxy resins. the end Plates pressed in this way have a tracking resistance of A2 compared to this A3c for plates which are produced from casting compounds by the method according to the invention have been.

Weitere Einzelheiten sind dem folgenden Beispiel zu entnehmen.Further details can be found in the following example.

Beispiel 1 300 g Cyanursäuretriglycidyläther (Epoxydäquivalent 105) werden bei 110°C geschmolzen. Dann werden 138 g Anilin (5 % mehr als Theorie) zugegeben und gut mit dem geschmolzenen Harz vermischt.Example 1 300 g of cyanuric acid triglycidyl ether (epoxy equivalent 105) are melted at 110 ° C. 138 g of aniline (5% more than theory) are then added and mixed well with the molten resin.

Hierbei sinkt die Temperatur auf ca.-90°C ab. Dann werden 800 g Quarzmehl zugefügt und mit dem Harz-Härter-Gemisch ebenfalls gut verrührt. Mit dieser Mischung werden in einer Form Normstäbe gegossen und bei 120°C 4 Stunden gehärtet. Die ausgehärteten Produkte haben eine Kriechstromfestigkeit der Stufe T 5 (DIN 53480) und eine Warmformbeständigkeit nach 24-stündiger Temperung bei 180°C von 183°C.The temperature drops to about -90 ° C. Then 800 g of quartz flour added and also stirred well with the resin-hardener mixture. With this mixture Standard bars are cast in a mold and cured at 120 ° C for 4 hours. The hardened Products have a tracking resistance of level T 5 (DIN 53480) and a heat resistance after tempering at 180 ° C from 183 ° C for 24 hours.

1 Patentanspruch 0 Figuren1 claim 0 figures

Claims

Claim Process for the production of moldings by converting a mixture of triazine triglycidyl ether and an amine after the addition of inert Fillers at elevated temperature, characterized in that the amine is aniline is used.