DE1955524C2 - GieDharzformmassen zur Herstellung von nichtbrennbaren elektrischen Bauteilen - Google Patents
GieDharzformmassen zur Herstellung von nichtbrennbaren elektrischen BauteilenInfo
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Description
Für viele spannungsführende, elektrische Bauteile ist
die Nichtbrennbarkeit oder das Selbstverlöschen nach Entzündung eine unumgängliche Forderung für den
Einsatz.
So darf z. B. nach der VDE-Bestimmung 0860 H für
netzbetriebene Rundfunk- und verwandte elektronische Geräte die Hochspannungseinheit eines Fernsehgeräts
weder für die Umgebung des Gerätes noch irgendeine andere Gefährdung der Sicherheit im Sinne dieser
Bestimmung verursachen.
Derartige Bauteile dürfen bei elektrischem Durchschlag
und nach Befunken und/oder nach Flammeinwirkung von außen nicht brennen, bzw. es müssen
eventuelle Fliimmen innerhalb von 30 Sekunden verlöschen (VDF. 0860 H § 14.4 und Semko-Vorschrift
101 - 1966. Abschnitt 14.4).
Es ist bckarni. Gießharzmassen, wie ungesättigten
Polyester-, Phenol-, Epoxid·. Polyurethan- oder Siliconharzmassen,
flammhemmende Zusätze, z. B. halogenhalligc Sior'fe. beizufügen oder die Gießharzmassen aus
halogenhaltigen Harz· und/oder Härterkor'.poncnten aufzubauen. Um eine ausreichende I lammschulzwirkung
zu erzielen, müssen bekanntlich die Gießharzmassen verhältnismäßig große Mengen chemisch gebundenes
Halogen enthalten. Hierdurch werden jedoch häufig wesentliche Eigenschaften nachteilig beeinflußt. Schädigende
Wirkungen treten vor allem bet empfindlichen elektrischen' Bauelementen, beispielsweise bei einzugießenden
Scieriglcrchrichlern, auf, Sehr nachteilig sind die;
Köfrösiönsschäderi benachbarter elektronischer BaU^
teile oder ganzer Einheiten durch das bei Flammeinwirkung auf halogenhältige öießharzmässeri entstehende
Chlor- oder Brömwasscrstöffgas,
Es ist außerdem bekannt» Alüminiurfioxidlrihydrat
(AI2O3 · 3 H2O) als einen die Brennbarkeit hemmenden
und flammlöschenden Zusatz anzuwenden. Aber selbst Bauteile, die mit hohem AI2O3 · 3 H2O-Zusatz vergossen
sind, lassen sich nach dem Entformen an den oberen äußeren Vergußrändern entzünden, weil die Oberfläche
durch Sedimentieren des spezifisch schwereren AI2O3 · 3 HjO an flammhemmenden Füllstoff verarmt
ist und durch Hochziehen der flüssigen Gießharzbestandteile an den Wänden der Gießform fast füllstofffreie
Zonen gebildet werden.
Mit einem größeren Zusatz an AI2O3 · 3 H2O
und/oder einem Zusatz bekannter Thixotropiermittel um eine Sedimentation zu verhindern, z. B. durch Zusatz
von amorpher Kieselsäure, kann nicht gearbeitet werden, weil dann die Vergußmasse bei der Verarbeitungstemperatur
zu hoch viskos und nicht oder nur noch schwer verarbeitbar ist. Ein Zusatz von Antimontrioxid
— ebenfalls empfohlen für flammhemmende. vVirkung
— war bei diesem Ansatz wirkungslos.
>o Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen im
Sinne der VDE-Bestimmung 0860 H §14.4 nicht brennbaren, bis >20kV spannungsfesten, temperaiurwechselbeständigen
(von -20 +900C) leicht verarbeitbaren Gießharzformstoff auf der Basis von Aluminiumoxidtrihydrat
enthaltenden Epoxid-, Polyester-, Phenol-, Polyurethan- und Silicongießharzmassen zu entwickeln,
der die obengenannten Nachteile nicht aufweist.
Erfindungsgenstand sind nach Zusatz von Härtern und gegebenenfalls Beschleunigern härtbare Gießharz-
jn formmassen zum Herstellen von ninhtbrennbaren
elektrischen Bauteilen auf der Basis von Aluminiumoxid und ein Fossil enthaltenden Epoxid-, Polyester-, Phenol-,
Polyurethan- oder Siliconharzmassen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie auf 100 Gewichtsteile der
>■> ungefüllten Gießharzmasse 80 bis 160 Gewichtsteile
eines Gemisches aus AI2O1 · 3 H2O (Aluminiumoxidtrihydrat)
und einem feinstruklurierten aus Bryozoenkolonien gebildeten Fossil enthalten, wobei der Anteil des
Fossils zum Gesamtfüllstoffgehalt zwischen 6 und 12%
■ίο liegt.
Unter Fossil versteht man pflanzliche und tierische Versteinerungen. Diese zeichnen sich durch eine große
Oberfläche aus. Die Teilchengröße kann bis zu 20 μιη,
vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3 μ<η. liegen.
■fj Die Feinstruktur des Fossils ist ein aufgelockertes
Haufwerk, und es werden bei der Verarbeitung Vorteile erreicht, die bei Stoffen mit Blättchenstruktur oder
körnigem Aufbau nichi auftreten. Es läßt sich besonders
leicht einmischen, ohne die Gießharzmasse zu sehr zu
Μ thixotropieren. neigt selbst kaum zur Segmentation und
verhindert in besonders hohem Maße die Sedimentation ande;er Füllstoffe wie ζ. Β des flammhemmenden
AIjO, 3 HA
Das AIjO 1 3 HjO liegt pulverförmig vor. Der
>"> Hauptanteil weist eine Korngröße <
100 μπι auf. Weilerhin können die erfindungsgemäßen Gießharzformsioffe
übliche Zusätze, wie z. B. Alterungsschutzmiitet
und Farbstoffe, enthalten.
Besonders vorteilhaft hinsichtlich der dielektrischen
6« und mechanischen Eigenschaften sind Oießharzformstoffe
auf Kpoxidharzbasis, die durch Umsetzen von
Epoxidverbiilciuhgen mit wenigstens zwei Epöxidgrup'
pen im Molekül üricl einem Gemisch aUs einem
monomeren sauren Ester und einem Säureanhydrid
f>i gemäß deutscher Offenlegungsschrift 15 20 769 herge*
stellt Worden siridi
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert,
100 g eines Bisglycidyläthers auf der Basis von Bisphenol-A mit einer Epoxidzahl von etwa 0,52 wird
mit 42 g Hexahydrophthalsäureanhydrid und 116 g des sauren Esters — hergestellt durch Veresterung von I
MoI Ricinusöl mit 3 MoI Hexahydrophthalsäureanhydrid — bei 800C homogen gemischt. In diese Mischung
werden 375 g Al2O3 · 3 H2O und 25 g eines feinstrukturierten
aus Bryozoenkolonien gebildeten Fossils eingemischt. Der Ansatz wird bei 800C und etwa 1 Torr unter
langsamem Rühren etwa 15 Minuten entgast. Nach Zugabe imd homogener Verteilung von 0,4 g 2,4,6-Tri-[dimethylaminomethyl]phenol
als Reaktionsbeschleuniger ist die GieBharzmasse vergußfertig.
Farbfernsehvervielfacherkaskaden werden bei 80°C mit dieser Masse vergossen und bei 800C 16 Stunden im
Umluftofen gehärtet und dann ausgeformt. Die Kaskaden sind nach VDE 0860H nicht entzündbar.
Zum Beweis der Temperaturwechselbeständigkeit werden sie einem Test unterworfen. Hierzu werden die
Kaskaden einem mehrfachen Temperaturwechsei von + 90 bis -2O0C unterzogen. Nach 5maligem Durchlaufen
dieser Temperaturschleife zeigen die vergossenen Kaskaden weder Risse noch Sprünge. Sie sind
hochspannungsfest (>20kV) und elektrisch einwandfrei.
Die feuerfesten Gießharzformstoffe können überall dort angewendet werden, wo Schwerentflammbarkeit
gefordert wird, insbesondere auf bestimmten Gebieten der Elektroindustrie. Besonders interessant und günstig
ist ihre Verwendung beim Einbetten und Eingießen von hochspannungsführenden Bau»eilen vnd Baugruppen,
wie z. B. bei Farbfernsehspannungsvervielfacherkaskaden, Verstärkerröhren und Stromversor-?ungsbaugruppen.
Ein Gemisch aus
100 g eines Bisglycidyläthers von Bisphenol-A mit einer
Epoxidzahl von etwa Ü,56
150 g AI2O3 ■ 3H2O
150 g AI2O3 ■ 3H2O
10 g aus Bryozoenkolonien gebildetes Fossil,
3 g 2,4,6-Tri(dimethylaminomethyl)phenoI
3 g 2,4,6-Tri(dimethylaminomethyl)phenoI
wird unter den im Beispie] 1 angegebenen Bedingungen
verarbeitet und 6 Stunden bei 800C ausgehärtet,
Man arbeitet entsprechend Beispiel 1, jedoch unter Verwendung von
125 g eines cycloaliphatischen Epoxidharzes mit einer
Epoxidzahl von etwa 0,53,
100 g Hexahydrophthalsäureanhydrid,
320 g AI2O3 - 3 H2O,
100 g Hexahydrophthalsäureanhydrid,
320 g AI2O3 - 3 H2O,
40 g aus Bryozoenkolonien gebildetes Fossil,
15 g handelsüblicher Beschleuniger.
Die Aushärtung erfolgt durch 24stündiges Erwärmen auf 80° C und 1 Ostündiges Erwärmen auf 120° C
30 g eines handelsüblichen Polyurethans,
40 g handelsüblicher Härter,
35 g handelsüblicher Beschleuniger,
106 g Al2O, -3H2O.
7 g aus Bryozoenkolonien gebildetes Fossil
40 g handelsüblicher Härter,
35 g handelsüblicher Beschleuniger,
106 g Al2O, -3H2O.
7 g aus Bryozoenkolonien gebildetes Fossil
werden bei Raumtemperatur gemischt, entgast und vergossen. Es wird 4 Stunden bei Raumtemperatur und
4 Stunden bei 8O0C gehärtet.
Beispiel 5
Bei Raumtemperatur werden beispielsweise
Bei Raumtemperatur werden beispielsweise
100 g handelsübliches Siliconharz,
10 g handelsüblicher Härter,
85 g AI2O3 · 3 H2O,
6 g aus Bryozoenkolonien gebildetes Fossil
10 g handelsüblicher Härter,
85 g AI2O3 · 3 H2O,
6 g aus Bryozoenkolonien gebildetes Fossil
gemischt, entgast und vergossen. Die Aushärtung erfolgt durch lOstündiges Erwärmen auF60°C
Die Verarbeitung ist in jedem Falle einfach und wirtschaftlich. Auch mit den in den Beispielen 2 bis 5
angegebenen Gießharzformstoffen werden Formkörper mit ausgezeichneten Eigenschaften erhalten. Die
■ Körper zeigen gute dielektrische Eigenschaften, z. B. Spannungsfestigkeit bis zu 30 kV, geringe Wasseraufnahme,
äußerst geringe Eigenschaftsänderungen unter dem Einfluß von Wärme und hohe Beständigkeit gegen
•c; schockartigen Temperaturwechsel.
Claims (3)
1. Nach Zusatz von Härtern und gegebenenfalls Beschleunigern härtbare Gießharzformmassen zum
Herstellen von nichtbrennbaren elektrischen Bauteilen auf der Basis von Aluminiumoxid und ein Fossil
enthaltenden Epoxid-, Polyester-, Phenol-, Polyurethan- oder Siliconharzmassen, dadurch gekennzeichnet,
daß sie auf 100 Gewichtsteile der ungefüllten Gießharzmasse 80 bis 160 Gewichtsteile eines Gemisches aus AI2O3 · 3 HjO (Aluminiumoxidtribydrat)
und einem feinstrukturierten aus Bryozoenkolonien gebildetes Fossil enthalten, wobei
der Anteil des Fossils zum Gesamtfüllstoffgehalt zwischen 6 und 12% liegt.
2. Gießharzformmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Fossils
bis zu 20 μ, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3 μ. Hegt.
3. Gießharzformmassen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gießharzmasse
auf Epoxidhasis, die durch Umsetzen von Epoxidverbindungen mit wenigstens zwei Epoxidgruppen im
Molekül und einem Gemisch aus einem monomeren sauren Ester und einem Säureanhydrid gemäß
deutscher Offenlegungsschrift 15 20 769 hergestellt worden sind, verwendet wird.
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