DE1592987A1 - Starre,bruchfeste Vergussmassen mit hohem Fuellstoffgehalt - Google Patents

Description

Starre, bruchfeste VergußnüBöen mit hohem !»'üllatoft'^ohalt

Die Sr£intlung betrifft BinoraXiacha Füllöwieaen für harzartige Ver^ußraaesen* XnabeB'ondere betrifft die U feinvertei-Xto laineraXische HilXetoffe» die in unerwartet hohen »engen in bostitaiate fXUesige HiirB· eingearbeitet werden können, v/oduröh Xaoiierraaeoeii für oXuktrieöhe* iü oriiöiton werden· '

von eXiiktriiioiiön .iiinrichtungen in hareartigen ist in der BXektroteohnik schon eeit Jahren bekannt. In der iTuxlm treten Jedooh «ahXroiohe Problem· auf, die hauptöilehllch auf ä@n Betriebet»odingungen der ·ο ieoXiertun «Xek- llinvlchtungan beruhen* Diβü trifft besondere bei aXek- AnrlohtiMigan *u, die 'i^iaperaturwecheeXbeanepruchungen

wmmA UQWQhX ni«arige, ai» auch hohe Temperaturen auftr«t*!t· Beißpit3.*w«io· sind eXolctriaoiw trai.oformatoren» Luoheen, ul«ichrloht«r αηα dtri;loioh«n la Gebrauch sowohl β ehr niedrigon, aie nuch a«hr hoheai 1 araper»türen auageeetit.

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Eine der tmir/n "-"-Inletten von elektrischen Hinrichtungen in einer harzartigen loolierung auftretenden llauptschwierlgkeiten beruht auf den stark unterschiedlichen thermischen -ligonsehaften der verwendeten * etalle und cbr harssartigen Isolierung· Insgesamt haben die üblicherweise für elektrische lülnricbtunr.en verwen*» deten imetalle, wie Aluminium, Kupfer, Stahl usw., weit niedrigere lineare thermieohe Auadehnungakoeffieienten als iie harzartigen Isollermaseeiu öo reichen die bei Temperaturweehselbeonapruchungen der isolierten I'.inrichtungesi auftretenden physikalischen iWülaBtungen aus, um KioBe oder BrUohe der Isolierung und öchließlioh das Versagen der ganzen einrichtungen herbeiaufüJiren. .

Bs let bekannt, daß mlnoralisohe Füllstoffe iß einer harzartigen su olnop verhinderten theraiechön Ausdehnung der führen· Se. wurdo deshalb schon versucht, eine bessere

«wischen dan. thenBlaehen Aug t#n d«r 'Metalle m4 ümt Isolierung su ersltlen» In einem viimuMia ü^fimg m^änM während ämr letsteii «fahre Verbesserungen In dleaer'IJ.'chtttnf; uxgiult· Dt« Kenntnl* der GlyoidylpoJ.yäth«r,

große Vorteile für die

la f I Us ei «er f®m

werfen iM groSe» Vmtang eI* . Inbott*tt9«*n für eloktri&<& j'iohtung«n femitndet* Die Ug«rtaohmft dieser Klasse °wm bei» Zrhit**tt hart und etS4rr und bei sehr tiefen fsnperatitre*

BAD OfIiGlNAL

(etna -At⁰G und weniger) bruohfeat »u bleiben, ist von großer iohtigkeit. Jedoch traten» wenn die so oingebAteton elektrischen Bauelemente aus Metall Temporaturv/eeheelbeanepruchungen unterzogen wurden« unvermeidlich Kiese in der Isolierung auf· .)ies ist auch dann der Fall» wenn größere mengen an mineralischen Füllstoffen in die Epoxydharjs-Isoliermaeaen eingearbeitet wurden»

Hauptzweck der Erfindung ist deahalb die *scLaffung einee Bye terns aus mineralischen Fttlletoffen für flüaaige lipoxydharaRtassen als iinbettmaeaen für elektrieche Einrichtungen·

Ein weiterer /Zweck der Erfindung iet die Schaffung einer neuen fiiUmlgen- Harziaaeee mit einem vern&Xtnieoäßie hohen Piillstoff« gehalt» die beim Vergießen noch hinreichend' flüssig bleibt»

Ein weiterer Zweck der Brfindtaig ist die Schaffung von elektrieehöE Kinriöhtungen» die mit den neuen» mit mineralischen Mllßtöffen beladoneii HarKBiaßsen isoliert sind» ao daß sie auoh otai-ks 3)emporatttyweöh8©l auehalten können und trotsdera ihr· hervorragenden elektrischen IsoliöreigeriBChaften beibehalten.

Si« Erfindung iat naohetehend unter besonderer Berücksichtigung

.'BAD-ORIGINAL

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dor beigefügten Zeichnung, in der die einzige /bbildun^ ein additives logari thirds ches Diagramm (cumulative logarithmic jrraph) dee .Bereiches der Toilchongrößevert ilung der feinteiligen mineralischen Füllstoffe genäß der Erfindung darstellt» erläutert·

Ee wurde überraschenderweise gefunden, ti aß eine kritische Beziehung hinsichtlich der Verteilung der eliiEolnen Teilchen in mineralischen i'üllotoffen besteht, die es ermöglicht» daß diese Füllstoffe in viel größeren Mengen als bisher in flüssige harßartige fassen eingebaut werden ~können· Piese Beobachtung bringt eine Anzahl von erwünschten r.erk&alen.· ßretens kann eine größere Menge Füllstoff im flüssigen iiar« verteilt werden» wobei aber irainer noch eine verhältnisnüßig niedrige'Viskosität'und damit die erwünschten GfießeigenGchaften aufrechterhalten bleiben. Zweitens besitzen die mit den Mineralstoff en beladenen liaree nach dem Aushärten thermische AusdehnungBeigenschaften, die (ionen der verwendeten Metalle viel näher ll©gen als die von bekannten fassen, iTittens führt die Erfindung au eingebetteten elektrischen inrichtungen mit hervorragenden elektrischen Eigenschaften und einer stark verbesserten Bruchfestigkeit auch bei einer starken Temperaturvrecheelbeanspruchung·

allgyiriöinen !erknale der rfinduiv. Bind in den

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falschen Diagramm der Zeichnung abgegeben. Hiernach liegt die bevorzugtö Teilahengrößeverteilung der mineralischen Fullatofftoilchon im Bereich zwischen den ausgewogenen Linien das piagrapns, Der nutzbare Handbereich let durch xie Fläche außei'halb der ausgezogenen Linien und innerhalb uer geatriciiolten Linien urariaaen· Bas Diagramm aelbat 1st ein additives logarithriiqoheB Diagramm, bei dem auf der Ordinate die /!enge deo vorhandenen föinteiligon Materials in irozoiit und auf der Abiizieoe die durchschnittliche £eil~ chengröße det.· Kateriale angegeben lat» wobei (1) auf der unteren Achee iiikron und (2) auf der oberen Achse US-o und isikron aufgetragen sind«

i)aa Magraiam ißt in der im "Handbook" der W'.i), fyler Qo. ^ Ausgabe 1964 K-eite 20 - 22_t angogebimon V/eiae u interpre» tioren. Unter dem additiven ProBontgehalt (cumulative percent) vorsteht man die Gosaüitmenge an uineralisohem Füllstoff_t dl« auf ei non Vm; ta i üb eurUoJcbleiben würde_f nenn nur ein Teateieb für die gesamte JProbe verwendet wird. Um dio additiv· Men^« su erhalten» muß man das gesamt· Material» gas gröber als dl· fraglich· Größe let» zu der Meng· mit dieser Teilchengröflo iiii<li«r*n. /ndere geeagt, otellt auf einem additiven Juder itinkt die Oesuriitmenge Material dar» dl· asu*

werden wurd·» wenn bei der Analys· nur «in tii«b» Juroh dieaen bestimmten j^unkt dar(i#atellt 1st» vorwondöt

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iio sind, wie aus tem innrainia hervorgeht, erfiiidungagöraiiß vorzugsweise nicht mehr als etwa 35 f»ew.-$ dor Füllstoff— teilchen im Jurehschnitt kleiner als etwa 10 Kikrön· Veiterhin ist daraus zu ersehen* daß nicht mohr ala etwa 5 Gew.-5S der Füllstoff teilchen iivi i-urchaohnitt größer ale 300 Mikron und nicht mehr als etwa 1,0 Gew.-»' der PUllatoffteilchen im iurchachnitt größer ^als 420 "bis 500 Mikron sind· -ie let jedooh.aufgrund der Natur der Siebanalyseklar,-.daß für «ine bestiEUiita ieilqhengröße auch oine kleine henga '.aterial vorhanden Ist» das größer und/od«r kleiner als die·« boatlininti! Größe

Insofern die -»rfindung auf die Isolierung von elektrischen »iiiiricntuiißo« gerlohtet iat._t besteht eine weitere kritische ilinechräiikung darin, daß der tainerallsche Füllstoff einen linearen thermischen Ausdohnungekoeffieiynten von nicht woeentliüh über etwa 8 je 10 ⁰C" aufweist. Mineralische •toffe mit einer höhercri thürmlsohen Auedehnung ergeben in Kombination mit einer hariartigen elektrischen Ieolierung nicht die Auedeli&artiieeiganachaften, die den thermischen Aus-4ehnujigaei^tin»ohaften der Ublicherwelee Terwendeten Metall« en to pro oben. SIo sind bttiapieHtweia· Biliolundloxyd (8 χ 10 )_t geeohmoliener Quara (0,5 * 10** )» B»-!^lliumaluiuiiiiu»«iiikat (1,00 χ 10*⁶) und AlihiuMiluiaiiluadUikikt (O₁13 χ 10*⁶| die bevanuiiteii mineralleahe» Pülletoffe, obgleich mφ

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mineralische stoffe innerhalb dieses Bereiches verwendet werden körmen· Harzartiges Isoliermaterial, das ^: ineralötoffe mit einem linearen thermischen ''usdehnungsko effizienten von mehr ale etwa 8 χ 10 ⁰C enthält, scheint bei Q?einperaturwecheelbear>.ßpruchuni"tin auch leichter zu reißen. Beispielsweise hat AluiainiuEioxyd-Trihydrat (AIpO,.31IpO) in den drei achsen lineare thermische Ausdehnungekoeffizienten von 10,9» 15»4 bzw. 13» 1 3t 10 ⁰G"¹. Obgleich Aluminiunioxyd-Trihydrat ein ausgezeichneter Füllstoff mit gutem elektrischem Isoliervernögen und guter lichtbogen- und Kriechstromfestigkeit (track reeistance) ist, so ist eine damit gefüllte Isolierung hinsichtlich ihrer Bruchfestigkeit bei TeEiperatumvechselbea^Bpruchungen äußeret schlecht* Ia Idealfall kann der durch Hieben klassierte mineralische Füllstoff die nachstehend angegebene ungefähre Teilchengrößeverteilung habens

	0 - 10 >>	Tabelle I	Maschen (irs-sie
I*	5 - 20 >	Srööe (Mikron)	60
5 - 20>	250	100
10 - 20 >	149	140
10 - 20 >	105	200
35 - 55 <	74	270
53	270
53

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wobei etwa 30 # weniger ale 10 Hikrön groß sein können.

Wird ein mineralischer Ml!stoff mit etwa der in Tabelle I angegebenen TeilchengrÖßeverteilung in Mengen von 60 - 85 view.-'/' oder mehr φΐΐ einem flüssigen vpoxydhar« geeigneter Viskosität Yermisöhti so hat das Gemisch bei 100⁰C eine maximale Viskosität von etwa 45 000 ops· Kocimt es hauptsächlich auf eine niedrige Viskosität an, so muß man natürlich ein Verdünnungsmittel verwenden, wenn man den FMIlstöffgahalt außergewöhnlich hoöh wählen will. Monoglycidjfläthear sind geeignete Verdünnungsmittel für üpoxydharszse. Selbstverständlich können auch Ghemiache von mineralischen Stoffen verwendet werden «net selbstverständlich ist der füllstoff in einem gewissen MaSe auch isit raineralischen Stoffen sit einem linearen thermischen iusdehnungskoeffi« eientem von mehr als etwa β χ 10*" ⁰G verträglich. Auch ander· mineralische Stoff· asit einem größeren spezifischen Gewicht, wi* Zirkonsilikat* das einen linearen thermischon Au8dehnungsfcoeffisient<m ton etwa 4_f5 -. 4»6 χ 10 · ⁰Q aufweistt k&i\n®n verwendet werden«

Fast jede flüsoige Harssmasee würde beim Beladen mit den feinteiligen Mineralstoffe^ gemäß der »findung verbessert werden. Doch besitzen dl« Hpoxydhars· und die Bpoxyd-Kovo» lacke die best« TemperaturwechseibeatMüdigkeit« Aus diesem

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Grund wird in der vorliegenden lieechreibung die Kombination des neuen Jystems aus mineralischen füllstoffen mit diesen Harzen bevorzugt bahnndelt«

Bei don orfindungsgeuiäß verwendeten iipoxyd- und/oder Kpoxyd-iJovolackinaesen handelt os eich, wie schon gesagt« um iilüsHigküitöne bzw. boi .,poxyd-'.ovolacken um lelchtlöoliche tiubatanzen, Sie können durch ^Iraaetzuni; beetitaiater Mengun mindsütoria wiriee uiohrworti.fen . henolo und mindestens eines

in alkalischem Meium erhalten werdtn·

Phenole eignen eich für die lleröteilung der hai-«artigen polymeren Epoxyde aolche mit mindββtone swei phsnollsohen Hydroxylgruppen jo molekUl· i)esondere geeignet« siehrkernige phenole a.ihd solch*_# in denen die ihonolkerne Über Koiilenatoffbrücken miteinander verbunden sind« 8_#li· 4_t4·- yldiffiisthylnitithan (naohatehend el» Biephenol A

4^4'- ioxy-Diphonylui«thy!methan und 4»4'-Bio%-Di.phenylsicitha»· Xn G ami «oh mit den genannten a«hr-Phenol»n können auch eolcho Eaahrki;rnige Phenol« werden« in denen die j he«olkerne durch miteinander verbunden sind« k.ü. ^,^• Weiterhin können- auoh die oyclo»liphatieoh*n :;poxyde verwendet werfen, ■ . ' ' ■■■-.-..

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Zwar aieht man qq vor, bei der Herstellung der harzartigen polymeren üpoxyde gemäß der ürfindung Bpiehlorhyclrin ale u ihalogenhydrIn au verwenden, doch, können auch dessen Homologe, touispielöWöise Uplferöiahjdrin und dergleichen, mit Vorteil verwendet worden·

k IiBi der Herstellung der liarzarti^ «n polymeren Spoxyde vird

ein wäasrlgöü Alkali verwendot, daa sieii mit dem Halogen atm aia Koaktiqueteilnahmer verwöMiiten Epichlorhydrine 3ie verwendete i.'.eiige Alkali soll praktisch ÜQX· vorhanden en Halogeimenge »ein, vorsrngaweiee Boll dan Alkali in einem geringen UberschuS verwimdet werden. Wäiirig* 6«misoh9 Ton -Ukalihydroxydens wi« Kaliutiihydroxyd und Mthliuahydruxyä, köimen verwendet werden, obgleich man

luitriuMiyöroxyä verwendet, da e@ billig lat.

iteaktioiieprodukt ist keine *ln«ig*, einfach« Verbindung, aondern im ailgameinen ein kowplexea Gemieoh au· Qlycidyl- -um ii&uptp^udukt kmin 4ud$3h durch die

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dargestellt werden, worin η eine ganze Zahl aue der hoihe 0» 1» -2, 3 und-E den zweiwertigen Kohlcmwasserstoffrest dee ssweibasischen I henole bedeuten. Obgleich für ein beliebiges Eingelmolekül dee Polyäthers η gleich O »ein kann, so ist aufgrund der Tatsache, daß der erhaltene Polyether ein Gemisch aue mehreren Verbindungen darstellt, der aus Molekulargewichtsmeasungen bestimmte Wert für u ein Durchschnittswert, der nicht notwendigerweise O oder eine ganze Zahl zu sein braucht· Obgleich es sich bei dem Bolyäth-er um eine Eubstans handelt* die im wesentlichen die vorstehend angegebene Formel hat, so kami er auch !feinere Mengen anderer Substanzen enthalten» bei denen eine, oder beide endstiindige ülyeidylrfeete la hydratisierter Form vorliegen«

Bas erfindungsgeraäS Terwendbare harBartige polymers Bpöxyd öder d®r GlycidylpolyEtliea? eines zweiwertigen Phenols, hat eine 1*2-SpoxyStuiv«leas von mehr al».'1»0* Unter Bposy§quivalenÄ Tereteht >«» di« SurohsebnlttsÄeiil der 1,2-Bpozydgrtippeai

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die im iurohschnittsmoleküi des Glycid;,· lathers enthalt en sind· Aufgrund der Herütellungaweise der Glycidylpolyather und aufgrund der Tatsache, daß «ia gewöhnlich ein .'emisch, aus chemischen Verbindungen mit etwas unterschiedlichen iiolokularßßvfichton darstellen und «ine kleine ;-enge von Verbindungen enthalten, in denen die endständigen Glycidylreste in hydratiaierter Form vorliegen, ist die ^poxynquiv&lenz des Produktes nicht notwendigerweise- eine ganse 2ahl von 2,0· Die 1,2-,;poxyäquivalenz der ±olyäther liegt daher sswiachen 0 und 2,0,

Öle erfindungsgemäß verwendbaren harzartigen polymeren >jpoxyde oder Slyeidylpolyäther können durch Teriaiechen und tfeaetaen von 1 bis 10 Mol eines .ipihalogenhydrins, vorgsugaweiae von Tipichlorhydrin, mit 1 bis 3 Hol Bisphenol A in Gegenwart mindesteiis öines atöchiometrisöhen Überschusses an Alkali _f be sogen auf die iialogenmenge, erhalten werden·

Zur Herstellung der harsartigen polymeren .poxyde werden wäßriges lkali, Bisphenol A und Upichlorhydrin in ein üeaktionegefäS eingetragen und darin miteinander vermischt. Das wäßrige Alkali dient gum Auflösen des Fiaphenole A, wobei aioh dessen ülkalisalse bilden· falle gewünscht_s kann man das .wäßrige Alkali und das bisphenol A zusammen—

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_:wischen'und' dae . ,pichlorhydrin zu den '(riiralach geben; wan" kann abar auch■ υΐηο wäürige IiSsung dos /Ikalio und ü&a Lisphon Is Λ zu dem ^pichlorhydrin ^aben· In jedem .Fall wird dao -(ί-ϋπίβαΐι in dom ^efaß auf eine Temperatur von etwa 80 bia HO⁰J über einen Zeitraum von etwa 1/2 bie 3 tuiidcwi oder mohr erhitzt, wae von dor Mango der verabhängt·

JJach. dem .rhitzen. tro^nt aich das -.eaktionageatieeh In Scliichten· Die obere wäßrig« Uchiohfewird abgiiogon und verworfen, während man die untere achioht, die das gewünscht· npoxydliar« on.t" Kit» isife heißem 7/aeeer wäeoiit» um nic&t·· uiageaetztes Alkali und iialogonaal«·, in dlteeei Fall iiatriu»- QhIoTlU₉ XU ontfent^n* Fall· gewünscht» kann man ölt ferdiiiinten Üäuren» vie aeigeUure odar ']alaaäure Wfönchen, üb das übörachüealgö Alkali ¥u

Ide orfiiidungagemäß vorwondbaren flüölgen GIycidylpoly-Uthör körmiin auch aufgrund ihren Rpoxy«Äquivalentgowioht·· definiert worden* Bleuen Jert erhält man» wen» eau dt».«

der Mäb«· durcsh die ciurcinöhnittliohu üe* t'olyiltuere teilt* Im vorliegenden Fall mit ;ipoxyäquivalentgewicht©n im i)#reioh von etwa 170 bie 450 verwendet werden. Innerhalb Ήββββ liegt das .^ovoraigt· A(|ttlval«nt(£«wlolit' iwluclten

TOdftiO/1777:

ή%Ή&, 1?Ο mid *ϊ50·. Hoi .Vert©» vcm mete aiü 450 ©rhüli iaan v»jrh;.tltniöflu^;3iv, hohe Viskositäten» viras weiriger arw^iiscbt let·

lie w.u_>./cld_tyliiOl;;'

mit, κ-v-fculyeatovett küiabinlersm Wild dacluruh -au;]i

iovoluoi£k'ii»ü eineo «vldtttiydß wad ®&χι&& erl ladt miiuS#ßtyiia vier Kohlt in der Alkylgt-upi;«, «rti&X-t·!!» «fobfti βπβ li blu 12 yiuixiollaotHi ^|:jrdap©x^lsimi?|*·» Ja S

nlf biiä.ifiht ν lc Ii auf riiÄtiöl'-Aliitifcyii

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entfernt. Der erhaltene Epoxyd-liowolack, der in Form einer viskosen'Flüssigkeit oder eines Festkörpers anfällt, wird vom Reaktionär arniech abgetrennt und kann, falls nötig, gereinigt werden«

Die erhaltenen Spoxyd-Ciovolaekharze können bei Normal« temperatures (20⁰G) sehr viskose Plüsaigkeiten oder Feststoffe sein. Auch die normalerweise festen Harze sind sehntelabar« Die Harse haben einen sehr koföfiliaierten chemischen /ufbau« Ifie Analyse zeigt» daß die Mehrzahl, ü.lu etwa 60 bis 90. # oder mehr, der Wasserstoff atome der

Hydroxylgriippe des ursprünglichen Hovolackdtirch (rlysidylroste ersetat sind. -Die üpoxyd^liovolaclcharse entlialten auch einen nennenswerten Anteil von phenolischen Hydroxylgruppen_f die zum größten Teil in ?oni von Z₉ 5-Bioxypropylreeten vorliegen, die die tfaeserstoffatome der phenöllaöfeen Hydroxylgruppen des ursprüiiglichen Hovolacknarses ereeftet haben· In den Harten ist eiae kleine !enge Chlor enthalten, wobei «in Teil in For* von ^-Chlor-E-hyaroxyipropylgruppeR and ein Teil in von kG&iplisiert»r»n Gruppen, wie 3-Chlor~2-(3-csliloiw2-hydroxypropylosQrJ'-propyl'· und J-Ohlor-C pr©pylO3qr)-propylgruppen vorliegt, die eolien ithereauerstuffatomen im ^T^poxydhare verbunden sind· Das Produkt kann eine geringfügige Menge von phenolieoh*n Hydroxylgruppen, d.h· iia Höchstfall weniger al« etwa 0,3

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- 16 je DurchschnittemolökUl, enthalten.

Me Glycid; ipolyUther geaäß dof rfindung werden durch weitere Ut&setsung mit einem oder nehrerei: beotiuraten Härtemitteln ausgehärtet. Insbesondere können Anhydride, wie Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsilureanliydrid, und deren ftemiSehe oder Eutektika, verwendet werden. Die Anhydride werden Im !!engen von etwa 50 bis Gewichteteiien Je 100 G**iohtsteil« Epoxydhar« und/oder Epoxyd-^ovolack verwendet· Andere Anhydride» wie Phthalsäure·»» Maleinsäure- und Hethylnadinaäureanhydrid können ebenfalls in kleinen Meagea bis mx etwa 20 G@w·-^, besogezi auf die erstgenannten Anhydride» vorhanden e®in. Andere Härter, wie aromatische Polyamide, oder Härter auf der Baei· von. Äi&inen, köimen erfindungegeroöö ebenfalls verwendet werden· Insbesondere können o-Phenylendiamin» Bircethylanilin vxiä ähnliche Härter verwendet werden.

.iamit das Gemisch aus den Slyoidylpolyiither und de» Anhydrid innerhalb vernünftiger Zeiträume bei Temperaturen von etwa 130 bis 150⁰C ausgehärtet werden kann» ist oa erwünscht» eine kleine Menge, d.h. ungefähr 0,05 bis 2,0 Gewiohtsteile Beschleuniger je IOC Teile Glycldylpolyäther» su verwenden. Bei den Beschleunigern handelt es eich ua organieche .'uiine, Metallaninchelate» Aiainborate und

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Iolyborateater. Ba können mehr als ein Beschleuniger _f;löichaoitlg verwendet werden. Belopiele für geeignete Amine aind jiionoäthanolainin, Piperidin, Diäthanolamin, Triethanolamin, /«thylondlamln» DlhthyIentrienin, 1)1* laothylöii'dnopröpylaiain» Pyrrolidin und Birnethylaminoiae thy!phenol.

Ido Iletallaininchülate, die einen Toll des als Härter verwendeten Katalysators- goiaäö der KrilMung bilden können hergeetellt werden» indon man eueret ein LoI einae 'ü.'talleoters mit der allgomeinen I^onael _t!(L·*:)« eilt zwei liol trläthaiiolaEiln iraeetftt und swoi r.iol de« niedrigeiedenden 'Ikohols HOH_f in dem E den Heat des iutallaatera darstellt» abdeatillia.rt. Geeignete liotalliaainohelat«, dl» «rf JJidunyagetaiifl Turwoiidet werden könn«n* Bind Tltanauinchelat, Aluainiumaciiric)ielat und Siliciuaaraincheliit. llteon'ler« gut· i-rgebniuae erhält man, wenn man αϊβ üetallaminehelat Titanmninchelat verwendet·

Hie ί oiybormteeter» di· unatuaen Mit dea 'iltanfuninchelat verwendet werden» aind an eich tokarait, böiapleleweie· um a#Jf;VK^imUuA*4brii% t 94t $&% (Gibing et al).

«üiietig« ,r/^ebfilaie erhAlt man, wenn «an alt Trih< xylenglykolbiborat

IMitii mei$Mw&*%mffl rorgmmmmtm Vergieße« werden *uf

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- ίο -

100 Uewichtatoils auu^evrähltea po.ydhari etwa 400 bis 900 öewiehtstdlle dea vorstehend beschriebenen, nach seiner Teilch·.ngrü0e klassierten mineralischen Füllstoffes, etwa bö bis 90 Gewichtstell* Anhydrid oder Anhydridgüidoch und etwa 0_fü5 bis etwa 2,0 üewichtateile BiBci.leuiiigor Bins /uahärten dea Haries verwendet· Mit dieetr Kombination von Komponenten erhält wan beim ov hJLtsen auf etwa 10O⁰C ein !«ichtfltißigea System· Auch bei einem öehalt von mineralischen ffilllötoffen von 60 bi* 85 # ©de*· melur» geht die nskoaitä* bei 100⁰C normalemaiee nicht Über 45 000 cpe hinaus«

Ee murde auch g*fimdt;n_t daß der UlnechluB geringer !engen (d.h. von etwa 0,1 bis 2 ;.".) a ine β feinver toil ten thiiotropen Mittelo in die Hars-FÜlletoffmlichung ein läieigeo Absitften der Füllstoffteilchen verhindert« eignet· thixotrop* Mittel eind die 0xy<i·von Metallen» wie Titan, Antimon, Zirkund dergleichen, Bit einer

ton etwa O₉OI bis 40 Mikron· Das erhitzte öeaiech wird dann in einer ^,eeigjietsn ϊο» um das einiaibettende olektrieoh^ Element ge^oseen und bei etw* 10O⁰C etwft 4 bis 20 Stunden fitisgtheiftf.j ajiechlioOund erfolgt ein* !{ftohhlrtune bei 150 bis tmH über einen bmrsn 2»itrmuai. Aus dar ves«hältniem«aia Wltse· sits JSpo,xjdh*r» und !^!!»toffkoebinÄtiöß»

BAD-ORlQiNAL

su 80 $ oder mehr an mineralischen Füllstoffen enthält, erhält man ein auegehärtet··» starres Höre» das auogeeeich nete elektrische und' physikalische j.igenscliaften aufweist. Die ausgehärtete Isolierung hat einen linearen therraieohen /usdehnungskoeffizienten, der mit dem linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des elektrischen ;lemsnts in enger Besiehung steht, und die eingebettete Sinrlehtung hat eine auegeeeiehnete Bruchfestigkeit, auch wenn sie massive Metallteile enthält.

nachstehenden Beispiele sind «ur näheren Beschreibung Erfindung angegeben· BIe "'feile¹* bedeuten Gewichte teile»

falle nichts anderes geaagt ist« Die Beispiele dienen selbst· ▼orständlioh nur sur Erläuterung:·

fiaflügwr Olyeidylfolyäther wtrd duroh Bintrageti voa $15 Teilen (2,25 Hol) Βΐϋρίιβίιοί A_f 2081 Teilen (22,5 Mol) Igiohlörhydyin und 10_#4 Teilen Wejieer in ei» Bit HOhrer, Kühl« und HeisTorrlehtuagen» DeetlllatkUiiler und Vorlag· versehene« HeaktioiiegttfäS erhalten. Über einen ZeI trau* stunden werden isisgesaBit 138 Teile 97,5 ^ige«

d.h» 2,04 Mol (übereohufi 2 ^) Je Mol Kpiin Anteil«» hinittgefttgt. Die Temperatur in Ge-

f13 steigt nicht über 100⁰O und liegt in allgemeinen nloht

BAD CfSlGINAL

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Über 95⁰G* Umh Zugabe des geeataten üatriuithydroxyde werden das Uberealiü@eig® Wasser und iae £piohl«*rh$driat durch ^;:vakoieren b«i ©ia^a Druok «on 50 im Hg abs» bei 150⁰G entfernt· Da© QbTuB wird daisffi auf 90⁰G abgekühlte worauf ©an 36 Seile B©sis@l smgilst und weiter auf 40° C abkühlt, wobei das Ssslg gase iesc LÖetang abscheidet· Man. filtriert die

© u@ ims Sails g® «atferaaiii, land wäscht öse Bai« nccho sit 16 tsäiGSTs B©ks©3> ffiis_s ws^qI durch das Bensol auch

&2,3,og WsM^SMimSiMM¹^ sK&sg©i9äs@h®a wis*i_e Dann gibt man da« £Q2ä8©E sm lea Pil^siit ihsiä «@Mltt@t fe@ü® in da» Gefäß ssnijaeiSo Sm iostsSMäes-t i©g Bsas©I gl md erhitst da®

lotiert das ßefäS «si ©©^s^ #1© Bsstiliatios ^©iitiige fort, bi» der (tofäglnhalt bei 25 »β Mg abs® zi-H'i feaaperatur von 170⁰C erreicht. Imr Gl^cidylpolyäther. hat ein wicht Ton ettsa 180 bis 210*

'Mm naslsstfih^MiSt Bsispi-al b«sohr©ibt die Herstellung eines besonderen Metallamin-Polyborateeterkomplexe·»

imi M©1

«efÄB gebracht ttnd Über ei%i»a Isitraim f^m «tv» 3 feie 4 Stunden a»f eine Tea» perattt? ψ$η @twa 100 bis 135⁰C «rhitst·

109810/1777 ^BAD

!■as i.eaktionsirodufct stellt eine klar·» leicht gelblich· Flüssigkeit dar, dia sich zur Beschleunigung der Aushnrtung Ton Glyoidylpölyätherharsen nach der Lehre der rfii.Jung eignet.

Beiapi·! 3

üieaea Beispiel <rläutert die Herstellung «ines Epoxy-'.ovolackharses, indem der Norolaek ein Kondensat aus p.-tert.-Bu ylphenol und Foraaldehyd 1st· 328 Teile Novolackhors werden in 920 Teilen üplehlorhydrin und 5 Teilen Wasser ,.olüat. 82 Teil· Vatrluahydroxyd in Plätschenfom werden in sechs Anteile mit etwa dea gleichen Gewicht geteilt· Ώ9Γ erste Teil wird unter itfihren su der Lusung gegeben, und das Oeilsch wird schnell auf etwa fO°C erwärmt. Darm uxitυrbricht man das Krwäraen, wobei sich dl« Teaperatur durch die üeaktlonswäras auT etwa 100⁰O erhöht. In ständen γόη 10 Minuten werden die r«etlichen Anteil· üatriuahydroxyd sugerugt, wobei die Temperatur auf etwa 95 bis 100⁰O gehalten wird, Äaoh Zugabe des geeamten üatri hydroxy dt wird das (ieaisoh gerührt und eine Stund« unter hUckflua erhitst· Dann destilliert man da* ipiehlorhydrin und tlas vaseer bis auf eine Behälterteatperatmr von etwa 130⁰O unter Ataospharendruok ab. Koch während man erwiUmt, (ibt

10981071777 bad-oriqinal

»an etwa 450 Tell· Bensol tu dem Geialsoh und filtriert da· ausgefällte üatriumohlorid ab. Des Bonsol wird unter Vakuum (4 am Hg) bis auf eine Temperatur von etwa 140⁰U abdestilliert, wobei 398 Teile Kpoxyd-NoTolaekhars *urückblelben.

Beispiel 4

Man stellt »ine Gleßharsisass· her, indem man 100 Teile des nach Beispiel 1 hergestellten Bpoxydhars··, 80 Teil· ' Hexahydrophthalsäureanhydrid, O₉18 Teile Birnethylamlnomethylphenol, 5,4 Teil· Chrceioxyd pigment, 2B₉O Teil· Silloiumdioxyd in feinverteilt·? Form (durchschnittlich· Teilchengröße weniger als 1 u) und 506,0 Teil« Beryllium· aluminiumsilikat (Beryll) alt der nachstehenden Teilchen größenverteilung miteinander rermleoh*

2,5	* >	250 Mikron	(60 ι	!•ah)
12,0	**>	149 "	(100	Meah)
12,0		105 "	(150	aesh)
14,0		74 »	(200	aesh)
18,0		53 ·	(270	aesh)
41,5	* <	53 ·
wobei 50 £ kleiner als	10 Mikron waren·

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mti du ialiunnBliscAita .Ittlletoff gefüllte Har«aaese Cf5 J5-- 'FOllato*£> hat lNii 10O⁰G «in· Viskosität von 12 000 öp» (SroofeflelA feel. 10 U/ein)·. BIe tfaas« wird- ua loktrisölia® ia@®aiät gogpsseSe Di© gsg©ßs*a* Anordnung seilerei 1S- sircssAesi, bei tO§®S# tfiürsa ηοο&ΗβίΑ'ίδ Btendiui

bat

^& Mining sash einem *>

(bolt «aelier teat) auf ihre Alle Pr©b«a kamen gut dusroh die beiden

mm Stahl mit einer Stärke von

θ tem 6 »3 ei Cf/4 inslä) 'miQ. eines Buxrobsiesee? tö& etwa 33 an

Me amf ©tare, -»tS®Ö la eine»

Lq ISMl&fgwSSiBaiJs« wurzle in,

i* BIe

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Bei dem "Bolzen-BeilageGCheibentest" wird eine Keihe von rechteckigen Beiiageachelben auo Stahl mit s itliehen Abmeesungen von etwa 44»5 x 51 am (1 3/4 χ 2 inch) und einer Stärke von etwa 2 na (1/8 inch) zuaacuaen mit swei zwischengeschaltetem Tulkanf iberschei ben mit einer ".eitenlänge von etwa 38 atm { 1 1/2 inch) und einer Stärke von etwa 12_B7 am (1/2 inch) auf einem Stahlbolssen mit einer Länge Ton etwa 127 aim (5 inch) und einem Durchmesser von etwa

mit «in«r an sinesa ,iide angeeahraubtcn v©fnfesyl®i* Pie ans äeai Boise en, der Mutter

B@£lag©®eteife®ii tutftteheaa® Anordnung« die in etwa 63#5 ks (2 1/2 .tnöh) dicken Block aisa der ausgehärteten Harsaasse, m±% e#itlich@n Absßeseungm von etwa 102wbl (4 inch)» eingebettet sind» wlri aiaea 30 maligen Tempera— turwechsel swisohexi 150 und «30°G iiaterisogerA imd bsi Zyklua 6 Stunden auf diesen feistper&ftism g®helt@a_a Die har*arfcige - Einbettasase« dee- Syeteas wird bei äiesem 'T peraturoec·;vs<s!versuch «taricen Belastungen unterworfen.

Selepiel S

Dio Arbelteweise n&oh Beiepiel 4 wird mit der Abweichung

al» liarsartig^ TerguSmaese als Füllstoff Qu&rs nit naclietehendes Teilchen-

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2.5 /·>	250 Mikron	(60 mesh)
12,0 ;S >	149 "	(100 mesh)
12,0 5t >	105 "	(140 mesh)
15,0 ^ >	74 ■ "	(200 mesh)
16,0 >V	53 ■■	(270 Eioeh)
45,0 ;-i<	53 M
36 >*;<	50 ■"
95 $<	40 "
86 ?6<	30 ' '"
75 f'<	20 ■■
58 ?S<,	10 *
40 1K	5 M
14 £<	O tt

lie Ver<iuSmaea· hat bei 10O⁰O «in· VlakoeitMt ran 15 500 ope und ist sehr l<}iohfcflüi<jig. J)Ie ausgehärtet« hnrxartig· Vergußmasse hat in ein·» Teaperaturbereioh τοη 25 bin 125⁰C einen linearen theraieohen Auadehnungskoeffivon etwa ΙΜ,Ο χ 10 °c"'.

Die in der Torstehend genannten Ver^flaae·· eingebetteten oleic tr lachen Kleaente widerstehen allen Teaperaturweohaeiversuchen «it Hrfolg· ßeeonder· gute Krgebni··· erhält man mit eo eingebetteten elektrieohen l'raiieforaatoren-· •pulen·

BAD GfI)GlNAL

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der klassierte geschmolzene Quars derart abgewandelt₉ daß nur der Anteil alt uiner durchschnittlichen Teilchengröfle von weniger ale 53 Hikron verwendet wird, so können davon nur 70 ^l> verwendet werden; die Masse hat eine Viskosität von 14 000 ops und einen linearen thermischen /usdehnungskoeffisienten von 35 x 10~^{6 0}O""¹.

Beispiel 6

Die Arbeitsweise nach Beispiel 4 wird unter Verwendung von Sand als mineralische» Füllstoff wiederholt· Der verwendete Sand hat die nachstehend angegebene TeilchengrtiSeverteilungs

15 #>	210 Mikron	(70 mesh)	60 ?ί Füllstoff
16 J^	149 ■"	(100 nesh)
19 #> 24 $>	105 " 74 ."	(140 mesh) (200 mesh)
12 jt>	53 *	(270 mesh)..	40 56 «ui \ % ^ 4L-»φ
12 ',*<	53 "		FuXXStor
98 VK 80 >K	30 " 20 "
50 jK	10 "
20 Jt<	5 .

Kin· VercuBomcie ait 77 ö*w.«,< de· vorstehetid angegebeneii klsseitrten aandfttlletoffea h*t eine Vl»kositat tor nur

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BAD OfIiGINAL

10 000 ops und let äußeret leichtflüssig. Die ausgehärtete Gi@3har»Bias8e hat einen linearen thermischen Auedehnungekoeffi· von etwa 28»0 ι 10 ⁰G"¹.

Di© obige Arbelteweise wird pit einer Verguömaaee mit 83 Gew.-?' Sand' wiederholt* Bis. iSäea· hat bei 100⁰C eine Viskosität 45 000 ep», bleibt Jedoch leiohtflüoeig. Der Füllstoff-

nccfe. erhöht werdssn» weim ee auf die Viskosität so ©©ar aasksairati oder.wenn .ete IFüllestoff ®ine höhere belepielewei®· mm - Eirk©aeilikat verwendet wird·

Folien, die in die obige Vergußmasee eingebettet Bindρ haben gute elektrische Eigenschaften* Insbesondere hat al© ausgehärtet β Gleßharsmae»© eine außergewöhrtlieh gute und Kritehatroafestigkeit«

B«i»pi©l 4 wird nit der Abweichung wie-

als ssiE.ariällg'öiii®!'

Füllstoff hat

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- 2Θ -

295 lfi >	250 Mikron	(60 mesh)
10,0 * >	149 B	(100 raeah)
1290>>	105» «	(150 mesh)
14,4 SS^	74 *	(200 mesh)
18S3 £V	53 w	(270 mesh)
44,5 ^<	53 - ■
50 ?έ<	10 "

Bine Verguüaaes® nit 75 Gew.-»*'» dea oben angegebenen miiiera-

BIIl(BtOfΓ·· hat eine Viskosität τοη 10 000 cps und l®i©fetflUsi9ig» Die ausgehärtete Öi«Sharsaaeea hat einen linearen thermischen Auedeäung^coeffiiicnten τοη nur

Elektrische Elemente, die In diese Vergu&aaoa® eingebettet waren« widerstanden allen Temperatus^echeelfersitoheii· ί& eel bemerkt· daS dae ausgehärtete Hare einen linearen thermischen Ausd«hnungskoefÜzienten vergleichbar den von Stahl hat.

Beispiel 8

Mm Arbeitsweise von Beispiel 4 wird ait ä*r Abweichung wiederholt₉ daß als siner&liveher füllstoff ein ueedsoh aus 59,35 i» gos@h«olsenea Quars und 41 »65 i*

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Trihydrat verwendet wird. Die Füllstoffe haben die jiachatel.ende Teilchengrößeverteilungi

Geschmolzener uuar»

2,35 >	(60 mesh) "
12,0 £■	(100 mush)
12,0 5iN	(140 mesh)
14,1 "Ά-	(200 meah)
17,9 ^	(270 meah)_
94 - 99 ^"
56 - 67 -Jl^
28 - 40 # *
^- 250 iikron
> 149 "
^ 105 H
> 74.■■·.■■
>' 53 "
Alurainiumoxyd-Trihydrat
ν 30 Mikron ·
ι ίο »

Teiich*ngröß«i 6,5 bi· 0,5

«it 75 Oew.-^ ?til le toff hat «in« Viekoeltät 10 200 ope tsn4 l>»t leiohtflüeeig.

Die uue dite«r Verjgueiie*·» hergeetellteii cußeiüolte be«its9ii •ine atiegeieiQhnete Bruohfentiiikeit bei 20 Tetiper*turw*cheeln nach dem ^M, oJLsien-j3«slla^ssi:Gheib«ot«*t'^! te

■ - 30 -

Werden die vorstehend beschriebenen Vergußmassen nur unter Vorwondung von /lutainiumoxyd-Trihydrat als Füllstoff hergestellt, so enthält die Masse nur 70 # Füllstoff und beeilst eine Viskosität von 35 000 cpe, üußatücke aus dieser Masse besitzen eine sehr schlechte Bruchfestigkeit} sie voreagan im ersten Zyklus des Bolxen-Beilageschoibentests.

üeisplel 9

Sine Vergußmasse wird wie folgt hergestellte

50 Teile Kposydhar« nach Beispiel t 50 Teile ßpoxyd-ftovolack nach Beispiel 3 76ft$ Teile Hej^ydro phthalsäureanhydrid 0,5 feile Tetrahydrophthalsäureanhydrid 530 Teile ilerylliuiialuainiuaiellikat Bit einer Teilchen

gr30enverteilung wie nach Beispiel 4 0,10 Teile Γ/inothylaataoffietiiy!phenol 18 Teil« Silioluadloxyi Cfeinteilig)

Mi Vlskoeität dieser Yergußnaeae betritt 5 000 bie

7 000 op». Damit uBgosvenc elektrische ^inn t« über nt «hen all« TtKperaturweohielYernuohe alt guten Brfolg.

Eine Vergu@BAse« ähnlich der vorstehend unter Verwendung von 0₍^ feilw 4βι

- - 31.-

▼βπ Beispiel 2 ale Beschleuniger buib ...Auflh&rten des Horses hergestellt* Bei Terwendung dieses Beschleunigers werden ebenfalls gute Vereuoheergebnieee beobachtet·

J3i® Arbeitsweise naoh Beispiel 4 wird mit der Abweichung 'wiederholt* daß 100 felle bie~(3»4-22poxy«C^ethyleyelo<-

» 2 ϊβϋβ Äthylimglykol, 62 Teile

, O₉IB Teile Dlaethylamino» L« %% Ts.il« feinverteil ton Slliclimdloi^d und

werden«, ^:

Di© ?erguSma«se hat bei 100⁰C eine Viskosität τοπ 11 000 op· let sehr dünnflüssig· Üragoseen· elektrisohe Elemente beim Schrflmbe^^Beilageeehelbenteet mehr als 25 Te»»

An© ä®s Bescti^«i%%sig ergibt »ich, das erfiBdungsgeßäa Ilarii«

®lneai hoh*a Mlner«letoffgehalt erhalten

imd auegalilrtetea Maeaes haben in» )r»lfE2?i*2i den linearen

de? VesfgniBaeee ni&a des

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Claims (1)

1. /',,ft .1T .JLIL Jl fl fl.,.^a P ^ν.Μ ehe

   · Mineralische Füllstoff nase® für flüssige Harztnaasen, die für GieSswecke geeignet sind, dadurch ßekennsßichnot, daß die Füllstoff masse mindestens ein felnteiliges Material mit einem linearen thermischen Ausdehnungekoeffizitmten und nicht mehr ale 8 ac 10 ⁰Cf' enthält und daß dae mineral einen TellchengrößeTerteilurigsbereich hat, nach den nicht wesentlich mehr als 38 Gew«->t- der Teilchen eine DurohschnittsgröÖ« von weniger als 10 Mikron, nicht mehr als 5 Gew*-$ eine J^rchechaittsgröSe von isehr ale 300 Mikron und nicht mehr als 1»0 ßew.-^ eine Durchschnittsgröße von »ehr ale 420 bis 500 Mikron aufweisen.

   2. Mineralische Füllstoffmasse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine TeilckengrööeT*rteilung nach d«r 0 «10 Gewo-^ der Teilchen eine Durohsohnittsgröee von. mehr als 250 Mikron, 5 bia 20 CNnr»«-9b eine Buruhsohnittsgrufie von mehr als 149 Mikron» 5 bis 20 Oew·-^ eine })urchBohnittsgr63e von mehr als 105 Mikron» 10 bis 20 Gew«-> eine Durchschnitts« gröS« voü mehr aXm 74 Mikron, 10 bis 20 Gew.-¹^ eine r<uroh-•ohaiittsgröße ron sehr als 53 Mi^eon und 35 bis 55 Gew·-^ •la· Duroh»chnitt»grö3· toh weniger als 53 Mikareai aufweisen, wobei bis su 30 $ der Teilchen eine uurohsehnittsgruB« von weniger als 10 Mikron aufweisen können·

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   "5. ^itttrraliöche Füllstoff inaaee nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, diß sie ein Geraiach aus geschmolzenem \iuarz und Aluininiumoxyd-l'rihydrat darstellt«

   β .»iineraliBche RlllatoffraasBe nach Anspruch 3» dadurch gekermsolcimat, daß sie nindeetons 60 :>evr_#->$ geschmolzenen «uarz π!t uiiier ..urchacluclttlichen teilchengröße von 53 . i-*ron bis mehr ala 250 r.ikron und bis ζ 40 <1öv/#->5 AIu-

   'i'rih^drat mit uinor durchfjchnittliohon. Teilvon weniger ala 50 i'.ikron o

   ^rjt Inoraliaciie i'Ullatoffnanaenach /napi*uch 1 bia 4» in /-oiibinution wit ο inen flUaolgen liar«, z.L·· einem Ilpoxydharz, oinoia i-Jpoxyd—:<ovolackhars oder G mal sehen dieser iiarzo, ijokemiBelciuiHt durch sin Harx mit endotäiuligen ,-pox j d gruppen uiid einem ,poxyäquivalontgowioht von 170 bio 450, ein Härtemittel für das Harz und einen Beschleuniger zum Auehärten (Ha Hnrzoe, ale i:-eutandteile einer mit Fülletoffen beladenen flUsnigen llarzvorguflmaaee, wobei 21· Ver^uUmaaae auf 100 Teile flUouigee Hars 400 bis 900 Gewichtateile fflineralliiche I'tlllatoffe, 50 bis 90 Uowlchte-' teile nürtealttel für das Jlars und 0,05 bia 2 Gawlchtetolle i.oachlüunlger zum AuahHrten des .argon onthHlt.

   6. 'luktrisohe iuric tuny nlt einen olektriechen Hau lement,

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   BAD

   dae in einer vollstündig ausgeh arteten, mit Füllstoffen belad en on i:poxydharzma8oe eingebettet iet_f dadurch gekenn-' sselchnet» daß sie durch Umgießen des elektrischen Bauteile mit einer mit Füllstoffen böladeneu flüssigen iiarss~ masse nach Anspruch 1 bis 5 und durch ärhitsen der gegossenen Anordnung über einen zur vollständigen Aushärtung der Hara-Eüoaa auareichüiiden Zeitrauia hergestellt worden iat.

   li/y/b

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