DE2042786A1 - Verfahren zur Herstellung von verstärkten Laminaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von verstärkten LaminatenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf verstärkte Laminate oder
zusammengesetzte Kmaststoffgtibilde mit einer vejcDesaereten
•fctiermischen S tabl litest und einem geringen Porengehalt,
\w.ä euf. ein Veivfahren aiir Herstellung demselben«, Tjei welchem verschiedene ?85.aatärkungsraaterialiüjii- wie ausa Beispiel
CrJ ßS" i*.M ICohj.eiis fcoffasern« mit einer wirfesamen Menge einer
organischen Lösung imprägniert warden? die ein PoSyataidsäure«
Vorprodukt enthält. Sin Teil des organischen Lßaungaiaittelar;
bäiapieleweiae biß zu ungefähr 8^ ^0 wird vom imprägnier-can
Material dadurch entfernts daaa das Material auf eine
jpatar bis κα ungefähr 1500C erhitzt wirü:.. wobei ein
sctenprodukt erhalten wird,, das eich durch eine gute Hebi'igkeit
und Drapierfähigkeit auszeichnet-. Hierauf wird die
Polyamidsäure in situ bei Temperaturea im Bereich von ungefähr 120 * 3700C imidi&iert.. und.2war »miäohst in Xmidvorpolymere mit einem vergleichsweise niedrigen Mo-.ekularge«*
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BAD ORIGINAL
tux* aa-wi'h'i 'tev, vv;s.r^ei\ Jis3u rf'X-Lc-i-^-nnv^u -la^t :!r· ■■..·; ./in.r-jn'.·
fix.« s.rV3 . zaüs-irinsnges■':■»;:? r.-i!. verstärkte .".!-!-istafcofXSVfhiLtle
jDi.fi PolyaTRxlisauren.. die in. aer ^cIg,; als '/o.eprodukte ;.:·:■
IEcLaVOi1V)Ol^ hier au oexeichaat werdea..' wßi':f.&n 1H a da:·: oh ier^sütellt
aase ma,.i annäL^rüc! stochioffiet^l■.·;■; hn MsngeA raxn.fl?·
öteiiS eines polyrimk-cioraallea Amins mis urinee Misf:ian,2 v-'-t;
Anhydriden iime^bsc. vsloiie im vresentlicaeii aus miccHotens
eJnam polyfunkt1 ο aelian Anhydrid waä einem Mo.ao.-anr·,-· tr A cl-3r
if I"!
besteht,- wojvIe. -1 sin r/af? Gärstoffs torn odar ein niedrig««; Λλ·
ky !radikal ait \ bis l} ίί nil ens toff atomen lieseioh
Die Erfindung t)»z:.ehi sich insbeboncers aaf eii·- ziAsam«·
niengesetEfce« ve^acarek^Hfj G-eniläe, wie z\m Bei.3p.i.el iin CT.mf·-
laminatr aua siii3i;i Po.-.yiuiiähs.rx.; welchen diidaich nt
Ä-iMp daES ma α ein YerstarkungB.naterial mit·, einem You
5\ϊ£ί eines Pclyim-j.dvoj-'poLymara imprägniere. Wiilchee in situ
t-yr-olytiseh An ;5ΐη honhmuLekulures . hei^.ri gehfirtetea Poly·'
iwi.ä mit einem d^rclischnittlicheL- Molekui^.rgev/ioht voa minde
?!"fc-'m3 IO 000 pol;'raei"iE;i:.;:!.'t wenden kann, Diese Polyiniduarna
werden in guter Terte:? Lung in deu Vera fciv.ekungnmater ι alien
aarlurol! hergeatnlX'c casn man eine orgai I ehe Löv^uri{.; ö,-»r P
iyaittideäure aui «las Fi iier.Taate.rial aufbr: ugt und hieratx' dieni
au!" aims rj:i}in]f'ßrotu:'? Im Bereich, /v: ■·:. Raumton,· svn'cm*
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'br* r- IiHi uüigff{ihr 15OCC zrvaz-mti v/odurel;. ein 2s.ι 1 äee LÖsungs--'n::t-;eX3
O-^e:»ΐ-lgt -ϊΐ.τ-ΐ and eir. Zwisoheiaprc-'iKlif· entstehtc öae
e :■.».© gate lilebrigfeeif und gute Dr-ipierfehigkelt. aufweist- Abstelle
einer direkten Härtung dee Zwisciienprcdulrss bei Tempe·*
raturea im Bereich bis im 3?O°Ö feönnen dzese 2vr.3ohsnprod»ticte
auf Temperaturen bis zn 26O0C erhitzt weräans, wobei die g©«·»
nannten Polyamidsäuren in verhältni&ißäasiLg nj.edrige
lare PoIyimidvorpoI^Mere imidiaiert. wer-iea.· die ein
schal ttliches Molekulargewicht von ungefähr .500 bis 6000 aof°»
weisejii u:a<3 bei Eaumtemperatui* üocbstabil sind. Bei weiterer
Anwendung von W&rete* wie zum Beispiel bs:<
Aav.-i?nduna "von Tem-peraturen
im Bereich voe. angcfäli-i· 3TO0C.- wercer- die Pc-lyi.iaicl·--
Forpolymeren ir slta ausgehärtet« wobei susawmengesets'.te rer-
-s r.ärkte Polyimickunststoffgebiide alt eins:? rerbesiertes thermischem Stabilität and einem geringen Forengehalt von weniger
a>,£ 2 1^ erhaltet, werden-
6-egej.iwärtig find die Tei-üc" ·.·"".tea. Pf^^
3'ichljcli wegen, ihrer aEis-serg^v-ih^Xloh.«.?. '~,bv?^t&±2z-:huv vmd
i-i-.emiiichan Eig^i^cichafter und in^bssondf.: e ts£jsd. ?.):-sr hob«:?.
Bcif^bi'i:; tat bei erhöhten (Pemparararen tciXünnt- Vreger dieses3
lu:c! anderer atrekt:?.ver Sigensoaaften. hsViii d:-e '-sas-^iaaenge·--
Bircstea verstärktem Po3yimidgeo:ilis: w:l«:- sum Bexrpjsl Glas--·
Γ.-.ftaiiiate.-' sehlrcd.ohe Airrrendnagen gefuncl·?.·!, \v· hoe't-iey-.e u.:.id
■ v.-örm^btiSfcäncligc ■iii3vö/':.i,;.---lii?ri. arforderlich a:iVxc iv/c;- t^-nc j u·
gc^ftK^ärtiß aar ?e:ff -igung stehaüisu. Pol^iardc· ε^ΐιΐ örväipsoa-,.
ai&r si« sind trotsdera mit Nachteilen I- na.fwc i, - ve !'. ed.e.
" ejf 1 !Wi«-.rig in Laminate verapoeicet »varöf-a liöra:.?srv-
Oie bisher hoi*f;c-9telj-fcen Polyimide ViU'd?*! "'ei^r^lfWiu
fl- x-'m-oh erhaltMir dass «,an. Diai;:yaridii n^d ij*.-3B»ULii uaif'Ctat;
<:■.. bsi untej? Ausbildung einer £/jtte PoI^ er;.däLur ro. «ncGtelviZi·,
M- <,eria.lier.r d..o mit O.iesea Pol;,.amid se r «'en iruprägnrjert εΐηά
ai'Baer· hBraetiEch abgesohlosaeii und gek'.'-ilt vorder.- wenn fsiß
u"f:h-': xnae:?ha3.b kurzer Zeit au.g~ehär-i;f ■. '.-erdrri. aullen= da
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sie bei Hanmtempe.rat«r instabil sind ο Weun die mit Polyamidaäuren
imprtigniieiten Materialien später bei erhöhten Temperaturen gehärtet wi>jrden? dann wurden, beträohtliche Mengen f j Hob,-tiger
Materieller. a5;if Irand der Verdampfung vo& lösungsmitteln and der Imiäislerung der Aiaidsäure In das entsprechende
Polyimid gebildet. Aas diesem Grunde wares zur Härtung der mit
Amidsäuren imprägnierten Materialien nötig, ein spezielles
Verfahren vor»usehen9 bei welchem eine beträchtliche Menge der
fluchtigen Stoffe entweichen konnte * um die Zwischenproren zu
rsrmeiden, ö.ie acsoasten im Endprodukt entstehen-, Ea wurde
gemäss de? Erfindung festgestellt^ dass verstärkte Polyimide
laminate mit einem niedrigen Porengehalt hergestellt werden
können, wenn sian eine organisch« Lösung der X'cjlyamida&iAre
als Imprägnierungsmittel für das Fasermaterial verwendet und
hierauf das Lösungsmittel teilweise entfernt mad ein« Härtung
folgen lässt« welches die Araidsäure in s. tu 3η das entsprechende
Polyiinid umwandelt-,
Z:!.a! der Erfindung Ist es v.i.n Verfahren ζ »ar He? stellung;
voEt heiBs ge bär ύβ tea... ^eratarktfcn Polyim "latins tstofi'gebllder.
S-;en !sä aohaffsar. welche sich 'lurch eine '^er
ißcfeö 8tao. ','-.itat: and einen niedr:.^«u V
rt ■ ··- Ία«α
:.::'mi we±t:;'ceb :5?e'-. (".fci1 Erfindung ist ca e.x 1
vuT iHerstellutig eil.nea imprägnierter.-. Fagev-wf;or;-.a. s ?^a c^jh&fioi
v.'j,i.;'.nea eine 'fclyamidsaur^ enthältt die } .·.':·'·:·.'j/iifsoh 'Vn das
..jnt^'jj-enhende Po.I*/3mid pülymeriaiert wer -ro. lraim r^. ein Ter--ε-r.ru'kteB
Rars".! arainai; heraus teilen.
j-lii.. weitersö r.i.el dar Erfindung ist tvs: ein Verfahren
a:j. üoheff env. bei wej ohem ein yaaermaterit . mit eins*· organ:».-γ
;1τ il Lösung imprägniert wird., die ein« v'rkaame Menp;e einer
P:)l;-.-rjm3di:Jäwre enthält, die in b5 tu in eji -i:*. ed rig riio*!.e!ru"ja?-c>a
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SAD ORIGINAL
p Imidisiert werden kann, welches durch die Anwen
dung von Warms in ein fceiasgehärtetes Polyimidhara3aminat
ausgehärtet werden kanno
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren
sat schaffen, bei welchem ein fasermatsrial mit eines? orga~
nischen Lösung einer Polyamidsäure imprägniert und an«
schliesaend getrocknet wirds um ein Zwischenprodukt
stellen?, das klebrig und drapierfähig ist-,
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einhärtetes verstärktes Harzlaminat mit einer verbesserten
thermischen Stabilität und einem geringen Porengehalt zu schaffenρ welehes dadurch hergestellt wird, dass man ein
Faaermaterial mit einem AfflidsäureVorprodukt imprägniert 9
das in situ in ein Imidvorpolymer imidioiert werden kaüttj
daa pyrolitisch' in ein heisa härtendes Polyimidhariü ttber·
führt werden kann.
Diese und andere Ziele werden durch die vorliegende Erfindung «rreieht und in der Polge
Die Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren Herstellung von zusammeHgesetzteni' heisagehärteteiij verstärk---'
ten PoiyimidkuEiBtstoffgebilden, wie aum Beispiel GrXaöIami·*·
natej mit einer verbesserten thermische).;. Stabilität., wel»
chea dadurch ausgeführt wird? dass man ein Verstärkungs·«·
material mit einer organischen Lösung.imprägnierts die
ein«? wirksame Menge einer Polyamiclaäure . daa heisst den
Vorläufer des Imidvorpolymers„ enthält* worauf eich eine
teilweise Trocknung boi einer Temperatur von. Haumtßnipeiratui
bis ungefähr 1500O annohliesst, um eine beträchtliche Menge{
beaapifeiaweise "rla au ungöfähi» 83 Gewv°»f'», des organischen
LÖuungsMjttels aa Qiit.fernen, bis die gewünschten KIe-
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brigksiba- und Brapie^eigenschaften erhalten sind-, AIa
Alternative kann das mit Amidsäure imprägnierte Zw.iaehan~
proda'iü in aitu bei ieraperatartja im Bereich von. 120 - 370" C
imidiaiert werden-, Haohdsm die Iniidisisrung weitgehend zu«
ande ist; kann dia Temperatur iintea? einem Druck bis 70 at
vcm 26O0C auf ungefäh'? '3700C erhöht werden» wobei cas tmiä-
vorpolymer ausgehärtet wird irnd ein heisagehärtetteis
stärktes Harzgeoilds entsteht-. Dieses zuöammeageeetKte Ge-*·
bild« oder Lamiaat kann natürliche; synthetische8 organischeς
anorganische ode:? metallische lauern enthalten-; welche, dureh
W eine Harzmatris: rait eineia niedrigen Purengehalt zaeammengö«
halben werden, wobei diese Harzmatrix ai;a dem Vorprodukt
clea Polyimidö entstanden ist-.
Dieses "/erfahren eignet aic;h zar Hei·«teilung einea kle·--*
br igen» drapisr.fähigea ZvriachenprodukteB welches leicht, riai
die Anwendung von Wferaos :iu ain .aa-s-immfc'ngKriötatÄE, heiaago'-iiä-rteteS;«
veratäi-ktes Eunatscuf igebilöe Loarrtihr'.; w:urd»n
kann0 Die Polyamidsäuren:. die ait^ Imprägnierung des Fm se !materials Tsrv/endet werden., werae.i in. aitu. in niedx'ig-oo!;. eku'.i.a·»
re Polyimidvorpclym.ei?e iiöidiaaert>
wenn Wärme an^fwindet
7/ird, welohe die Cyelisierungfcreaktion ztendeftihrt iac die
fluchtigen Bestandteils entfernt- Die ?aiurlaniinate- waiche
Sie Imidvorpolymereti e:at;'i9lben.: werdeü d-ritä dadurch ge'iür-tet
■iasa man die Vorpolyme..ei,; die :-λ\ dam Fa.t.e.ira.vit
LsiIt sind, auf Israperatui'en im Bereich "bia :-··«.
iTO°ö erhitzt und dabei!, einen Druck iiü B *re:loh bis n\\
fjihi? 70 at anwendet In^lisaoridei'e iönnsr! brfiapieJewels«
Triascticher mit eiae'' cr^riischsn I.tisuag «j-ne.r AALd3EiUt1H ?m
t und bei Hauei;"<«!ap«ratur oder be... u'eHipärafc'uen bis
»u ungefähr 150°0 teilwaiae gsttockaeh wjrdea.:. Diesen SwI«■■
achenprodukt wird auf ei.ae Porfiicberflächf gevlsgtj worauf
d -J2u). ein fceisiier Yakuuiai-ianli: Ubar tlia Lagf & siegt wird, wobei
d-Tinr.t die- Luft au.fi den Vakuumaack avHkni.fti ^; v,'irdf b.ia ein
D/.'Uc4:. von ungefähr O1 Yi bis 1<05 at eutst iitden. "U»t..
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Die Auflage wird durch eine ungefähr 30 m:la daaerade Er·
hit^mig auf eine Temperatur von annähernd 1900C i
h beendeter Imidisierung wird die A&tüklavenetmosphäre
unter einem Druak von 14 at versetztt und die Temperatür
ward von ungefähr 290 auf 3400C erhöht, wodurch das Imid»
irorxjoljmer während eines Zeitraums von ungefähr einer Stunde
gehärtet wird-
Es wurde gefunden, dass verhöltnismäsaig hochmolekular«
Polyiniidharxe in den Fasermaterialieas beispieleweise Glas«=
oder £ohleiistoffaseraf verteilt angeordnet werden können£
iüdem man die Im:Ldvorpolymereiar die aus den Polyamidsäure»
Vorprodukten erhalten worden Bind* pyrolytisch polymerisiert->
Die in situ hergestelltem Vorpolymeren besitzen Molekularge«
•vicihte ία Bereich von ungefähr« 500 bis 6000 und insbesondere
von ungefähr 1000 "bis 3000. Die erfindungsgemässen,. heiaegehärteten,
verstärkten· auBarameiigesetaten Gebilde
durch einen Härtimgwmechatiismiis erhalten der als
an^fjsehen w-srden muss.- He η:*oirfc mir eiße Aashärtung der j
amidsäure ia ej.nor eiüKigen ü';ufe; sonde?ti eine Polymerisa=
tion von niederer mcleku":,aren TorpoIyme.>: en hex der Yerarbei~
uimg stattfindet; wenn Viärm».- das heisst.. 3?.κβ pyrol.y tische
Polymer:· satioa. öngeweiidet wirds wobei ke5.ne grogsea Mengen
flüssiger Materialien entwickelt werden- Diese heisagehärtetenverstäi'kteB.
Poiyimiogebiloa sind tn!\'?miach stabil und
köjir.sD aus fiieeeiii (Grunde füi· die vre:'sch:ledeD.sten Zwecke ver«·
v^e-idet werfen., und zwar- insbeso-idere ?.n ier Luftfahrtindustrie
Die Vorläufer der lm:ldvorpolymeren? cas heisst die Po«=
I.yßmidsäuren« verden daö:iar-ch hergestellt, dass man ra
■^"chnn ein ptOyfüE.ktionslIes Amin'.ai-'r einin Anbyäp.
ras im weaeirfclxcben aus polyfu».ktionelle-:i Anhydr:Löe-i und r .uis:s :-De:3ielleD Maaoeahyar-jd boaxehtt i;1 annöherntl st.3«
■^"chnn ein ptOyfüE.ktionslIes Amin'.ai-'r einin Anbyäp.
ras im weaeirfclxcben aus polyfu».ktionelle-:i Anhydr:Löe-i und r .uis:s :-De:3ielleD Maaoeahyar-jd boaxehtt i;1 annöherntl st.3«
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3b 3 ©metrischen Mengen unter Bedingungen muse tat», die in eier
Technils: der Herstellung von Polyimiden allgemein "bekannt
sind.. Insbesondere wird mindestens ein polyfoaktioaellee
Amin mit dem Anhydridgemiseh umgesetzts welches im wesentlichen
aas dem pclyfunktionellen Anhydrid und einem speziellen
Monoanhydrid besteht, wobei das Monoanbydrid im Anhydrides«
misch in einer Menge im Bereich von ungefähr 5<.O bis ungefähr 60 MüjU«# anwesend ist„
Dieses spezielle Monoanhydrid s welches als Bndabschluss«
gruppe von Imidvorpolymeren auftritt t kann durch die folgern·*·
de Formel dargestellt werden;
worib R -sin Wasserstoff atom oder eine niedrige Alky!gr
mit 'i "bis I: Kohlenstoffatomen darstellt.
Die aus .den Polyamidsäuren hergestellten Vorpolymeren
sind kettenverläng'srta Pclyimide mit einem
niedrigen Moleku.Iargewicht? das hais-st mit
im Bereich von ungefähr 500 bis 6000? und enthalten ein a'/r»-
phatisohes and/oder· aromatisches (irnndgsrlist mit spsaiollen
Briöabschliissgruppsn^ wie aum Beinpiel 3 o-BndometixrlenO.?.,.
3 .6-'»tetrahydrophthalLsäureenhydrid.- Biosa epeaieiltJD. Endab·*-
:?cbluesgruppen sind bei Raumtemperatur and mS.esig .:■;.·höhten
Ti-.-iTiperaturc'?! Btabil.. können aber ciar^h 'lie Anwendung; vcn
Wärme chemisch reaktionsfähig genacht werden» wobe.i gsbärtete
entstehea., Ea wird angenomiren, dass die
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BAD ORIGINAL
anhydride? welche die Eiadabschlussgruppen bilden, miteinander
reagieren, wodurch auf pyrolytisehern Wege Makromoleküle mit
durchschnittlichem Molekulargewicht von mindestens XQGOO gebildet wird= Diese hochmolekularen Harze können in situ
aus den Amidsäuren hergestellt v/erden» wie es in der Folge
erläutert wird, wobei η einen Wert von 1 bis 30 und vorzugsweise
-von bis 15
109843/1828 BAD
-R-JfH,
ΛΑ
ν ν
D G
Diamln
Dianhydrid
Monoanhydrid
- 50V Lösungsmittel
-»
ο ·"* cc
Γ"
I Il
-OH
μ—0 O
HO
K. 8
Il
-OH
ίί
HO—KJ—
HO—KJ—
-L* 0—
41
Torpolymere aus Amineäor«in oder 'Polyamidsäuren and Isomeren
Po lyiraiGl vorpolymere 1250C - 20O0C
2OQ0Q -
a Poly-
}ai der Etir-stelliiug dei· Polj-imidvOrgolymeffsn, die für
cii'3 He^HtellRiig dsiv verstärkten !»Gmlnata der Erfindung dienen sollen* kicimen die vsx'SGhl&dGUsteii "jelyfonktionällön H ao.- wie EUBi Beispiel DiamineÄ liiamine .lid Tetraaaaiüe-; ver·=· v-endet \ve3?as.Q. Dis be^or'äugten polyf unkuionellea Amlnfi si-zcl jedoGli die Diamina.. Beispiele hierfür aiMi
cii'3 He^HtellRiig dsiv verstärkten !»Gmlnata der Erfindung dienen sollen* kicimen die vsx'SGhl&dGUsteii "jelyfonktionällön H ao.- wie EUBi Beispiel DiamineÄ liiamine .lid Tetraaaaiüe-; ver·=· v-endet \ve3?as.Q. Dis be^or'äugten polyf unkuionellea Amlnfi si-zcl jedoGli die Diamina.. Beispiele hierfür aiMi
2ϊ !5-Dim«thylb.eptamethjrle:a«-äiamlns 5-ri®e
s-iyl,.'4=;:;aÄtnoJ3:asaiöiäi; meta-^ßer^rlezk-txaminj pare-Pheny
4S 4 '-Biaisiino-dipheiiyl-propaEic- 4--.4 ^Di^mino-ai
■ei3.-phe^I=--aaIfoni 3 ? 3' ■"Diamiücjodiphenyl«^ulfonv 4,- -;■'' Uiamiiit
en^leather;. 2 e^Difia.tQ.c-pyr-idin? bi(-.i /-««Affiino^pl..:inj^N-:
EiB' j ^'Gminn-pht-^Xl^E^pheKylaitiaj Bis i
t by !--ami ß j ι 5«3):i.i?.irdno-*-naphtha:iin? 5r'5ri-;O:lii3
m^
do('^:C8ijj U.-"2-"BiE"'1 -3"ä
n?an":ari 3^3 -Oianiuoiaethyl-:-^ '!"--!!!.'.!--''tHas.■· :--*:n.
m in? ifQ^icaK^hhy.'.»'·:?;-- ■ ^lx-i ut\ö
Beispiele für- Anydride slndi Bis (5,4)
-d.ifiiihyärld; Bis(3,4-dicarlDoxyphenyl)-Bulfχτ-dianhydrid; Benzol». 1,S.3,4-tetracarbonsäure-dianhyar-ldj 3,4,^',ij--' Bensopher.on-tetraoarfconsäure-dlanhydridi Pyromellitsäure- ci.-?nhydride; 2,^,6,7-Bacgfcgateub ,tefcraoarbibffozre c duabgydruä'4fc-p'"t&alin-tet: aesr-
-d.ifiiihyärld; Bis(3,4-dicarlDoxyphenyl)-Bulfχτ-dianhydrid; Benzol». 1,S.3,4-tetracarbonsäure-dianhyar-ldj 3,4,^',ij--' Bensopher.on-tetraoarfconsäure-dlanhydridi Pyromellitsäure- ci.-?nhydride; 2,^,6,7-Bacgfcgateub ,tefcraoarbibffozre c duabgydruä'4fc-p'"t&alin-tet: aesr-
1 09843/1828
Jfaphthalia-tetracarbonsäurs-dianhydridiü ι 3 P 3r ? 4»4f
phenyl« te traoarboneäure-dianhydrid | 1 ? 2«5 s; 6«Haphthalia
eänre-dianhydrids 2?2P
anhydridj 3 *4 % SrlO-PeryXen-i
Bis (3 9 4-dioarboxyphenyl) -»äther-dianhydrid % Naphthalin-·?! f 21 45,5«tetracarbonaäure*dianhydridj Naphthalin«*l,4» 15f8*-tetra« carbonsättre-»diaiihydrid% Decahydronaphthalin<«lp4»5i8-tetra·" carbonsänre-dianhydrid \ Phenanthren-l^e^g s.: sänre-dianhydrid; 2,2~Bis (2 1 3-dicarboxyphenyl)j-*j anhydrid s 1 ?1«>Β:Ιβ( 3; 4»dicarb02:yphei\yl) äthan-dianhydrid j Bis(2 j?3*diGarboxyphenylJ-metlmn-dianhyärid j, 4«8«>Dimethyl<» 1, 2*e 3 ? 5 * 6»T-hexahydronaphthal'|;n«l 9 2 * 5 * e-tetraearbofsfläare^ dianbyö.rid ? 2,6—Dichloronaphthalin«l ? 4 5- 5 s S—tetracarboasäu.re»-dianhydrid; 2,6-Dichloronaphthalln-»! ? 4». 5«8-tetracarbonsäiire-dianliydrid und 2,3»6 ? ?~Tßtraehloronaphthalio«! 5 4 1 5 ϊ S-tetracarbonisiiure-diaiihydrid ^
anhydridj 3 *4 % SrlO-PeryXen-i
Bis (3 9 4-dioarboxyphenyl) -»äther-dianhydrid % Naphthalin-·?! f 21 45,5«tetracarbonaäure*dianhydridj Naphthalin«*l,4» 15f8*-tetra« carbonsättre-»diaiihydrid% Decahydronaphthalin<«lp4»5i8-tetra·" carbonsänre-dianhydrid \ Phenanthren-l^e^g s.: sänre-dianhydrid; 2,2~Bis (2 1 3-dicarboxyphenyl)j-*j anhydrid s 1 ?1«>Β:Ιβ( 3; 4»dicarb02:yphei\yl) äthan-dianhydrid j Bis(2 j?3*diGarboxyphenylJ-metlmn-dianhyärid j, 4«8«>Dimethyl<» 1, 2*e 3 ? 5 * 6»T-hexahydronaphthal'|;n«l 9 2 * 5 * e-tetraearbofsfläare^ dianbyö.rid ? 2,6—Dichloronaphthalin«l ? 4 5- 5 s S—tetracarboasäu.re»-dianhydrid; 2,6-Dichloronaphthalln-»! ? 4». 5«8-tetracarbonsäiire-dianliydrid und 2,3»6 ? ?~Tßtraehloronaphthalio«! 5 4 1 5 ϊ S-tetracarbonisiiure-diaiihydrid ^
Die folgernden Beispiele erläuterr die
die box der Errate llung der 3?ol;ranii
dukte gemä,°a der Erfindung verwende'; vrcä&n kdnnen-
ä.onäheruä 4-ü- "7 Oew.^-ü'eile 4, 4r'j Mc^.i'l
3-i :8 C'-ew «*fJleilt- '5, € ^Ji,nä ome thy'Lan' -l.y 2.';; !--tc -
ria \7tii?d3a. Id. <} tj-er -!CcS.'".en
Bime-hylfor-mauiic aufge3ίίϋΐ
109843/1828
Eine Lösung wurde dadurch hergestellt,Saß
eile Dimethylformamid und 100 Sew*-Teile folaol gemischt
wurden» worauf dana 12297 Gewo*3?eilö 4|4-Qxyäis-,nilia
zugesetzt wurden,= Die Lösung wurde gerllhrt, bis dae
gesamte Diarain, in Lösung war» worauf SS5,4 Sew.-feile
3 $ S^Endome thy le&«»l»2 9 3 ? 6~tetrahydrophihalsäareanhydrid und
100»8 öewo-Teil0 3?3S4?49«BemsQpheiioiitetraq!erbonsäuredianhydrid
langsam unter lahrea suges^tat" wurden» iris eine
Lösung erhalten worden warc
BEISPIEL III
Annähernd 8?p0 ßewo-ieile 4»4i-023rdianilia wurden in.
einem Lösangsmittelgemiach aas 700 Q-ew»-Seilen Dimethylformamid und 700 Q-ew,feilen l'eluol aufgelöst „ Zn dieser Lösung
wurden 65?6 Gew,-Teile 3p6»EndGmethyleB«*li293ji6·*tetra·
hydrophthalsäureanhydrid und 63t-Q
Ijhthalintetracariionßäuredianhydrid
Ijhthalintetracariionßäuredianhydrid
Zwei Lösungen wurden hergestellt ο Die er;3te bestand
aus annähernd 57^43 ßöwö-Seilen 4j4f"»Methylendianilin and
753O Sew„»Teilen Dimethylformamid s und die «weite bestand
aas annähernd 35j58 ßew,-Teilen 3p6-Endomethylea-l92.39 6-tetrahydrephthalsäureanhydrid
und 40*0 öeWo-iEeilen Dimethylformamid ο Ba word« noch ein drittes Gemisch hergestellt,
das aus annähernd 58936 öewo*5eilen 5f3i i4»4'*BenEophenoa-«
tötraearbon^äoredianhydrid und 43» 5 öew.-,«»3ieilea Dimtthyl*
formamid beätaado Diese Lösungen wurden dann sasammeng«-' -
tmä tfeagesttst, am eine yplyamidsMure-Lösaag berz«,«
10014371821 bad original
Die obigen Polyamidsäuren warden daza verwendet» V er—
. ■_ etärkungsmateriallens, wie sum Beispiel ein Slastuoh, daran
ein Verfahren *u imprägnieren*, bei welchem beispielsweise das !Euch mit dem Vorprodukt des Vorpolymere, das heiset
der Amidsäure 5, vor der volletändigen Imidisierung imprägniert
wurde und dann später die Vorprodukte aaf dem faon
in ein stabiles Vorpolymer* imidisiert worden^ Das mit Vor«
polymer imprägnierte Tuch würde dann anschliessend eine
Stande oder länger auf Semperaturen im Bereich von
260 — 57O°C erhitst, wobei ein Laminierungsdruck im Bereich
von ungefähr 14 ** 42 at angewendet wurde, Ee wurden Lami«~
" . f . nate mit einem niedrigen Porengehalt» das heisat weniger
als 2 # gesamte fnichtige Stoffe» hergestellte wenn beispielsweise
Härtungseyelert von ungefähr 60 min bei einem
Druck von ungefähr 14 at (für ein 3 mm dicke» Laminat)
und bei einer ^temperatur von ungefähr 34O°C verwendet wuräen
Bei eisern diäterem Laminat sollte jedoch eine zusätzliche
Härtungszeit von ungefähr 30 min für eine zusätzliche Stäiv
ke von jeweils 25 mm verwendet werden, beispielsweise können 5 - 25 mm dicke Laminate ia annähernd 90 mia gehärtet
werden0 Heben dem Glastuch können natürlich aach andere Ver«·
stärkongsmaterialien^ wie zum Beispiel Kieselsäurer Sraphit v
Asbest aew^ ?bei der Herstellung der laminierten Q-egenstän«»
ψ de verwendet werden3 welche besonders brauchbar bei der
Herstellung von Produkten wie Wärmeschilde und Austritts-*
düsen für verschiedene hohe Temperatux'zwecke aindf>
Bei der Herstellung vo». Lösungen aus dan Amidsäuren
können verschiedene organische Lösungeinittel An Mengen im
Bereich von 20 bis 65 G-ew,«^ verwendet werden* Beispiele
für aolche Lösungsmittel sind organische Flüssigkeiten,,
|; deren funktioneile Gruppen nicht mit den Vorprodukten r«e*·
gitren-, Die ϊ»31 *-Dialky!carboxylamide sind brauchbar* Di»
bevorittgtea Lösungsmittel sind jedoch die niedriger
109843/1828
BAD
molekularen Materialien* wie zum Beispiel H«K-Dimetaylfore*·
amid s sr9H~Dimethylaoetamidf Η,Η-Diäthylformamid, N9K-Di- . äthylaoetamid,
NslfcDimethylmethoxyaeetamid usw. Weitere
Lösungsmittel» die verwendet werden können, sind Dimethyl·* sulfoxydr N-Hethy!«2-pyrrolidoHj, Pyridln9 Formamid, H-Äethylf
ormamid, Butyrolacton aaw., Diese Lösungsmittel können
entweder alleine oder in Mischung mit anderen organieohen
flüssigkeiten verwendet werden, wie earn Beispiel Beneolj
Dioxan8 Btttyrolactone Toluol3 Xylol, Gyclonesan und Mischungen daraus-
Bei der Imprägnierung der Pasermaterialien können die
Fasern mit bis zu ungefähr 85 Gewc-$s bezogen auf die fasern,
mit einer Lösung der Polyamidsäure imprägniert werden. Wenn Jedoch die Fasermaterialien aus (J'Las and/oder
Kohlenstoff bestehen« dann kann die Polyamidsäurelösung im
Mengen von ungefähr 40 bis 60 (iew*·^ beaogen auf die fasernj
verwendet werden. Die Paserveratärkungsinaterialien
können aus den verschiedensten bekannten organische!*, oder
siiorganischeja Materialien ausgewählt "/erden.» wie zum Bei·=
spiel Fasern aus Kohlenstoff ?-Metall, Bort Si3-ikateEi? Aa«=-
bestj. synthetischen Materialien, Metalloxiden und iasbeBon«
dere Glasfasern^ beispielsweise Glasmatten usw;. Unter ande«
rem können die Kohlenstoffasern verwendet werden: öle in
den US-Fatent schrift en 3 053 775 und fi OD.I 981 beschrieben
sind= Diese Kchlenstoffasern werden aas Rayon--» und AefyImmateriellen durch" Pyrolyse erhalten
Um die "V orteile der Erfind uns. z-i demons triar.er:c wurde
ein (ilastucb in. geeignete Platte« geshnitten und durch
Eintauchen der Platten in eine organische Lösung der Polyamid säure imprägniert ο Eine Harzgehsli^-Kontrolle wurde da~
durch erzielt, daß Ausquetschsehienen verwendet wurden,
die auf einen Abstand von 0*4-5 mm ein-raste lit waren- Ban
imprägnierte Tuch vrurde bei einer lern·:er?tür von un.s:ef£h2?
109843/1828
"■6
65°C getrocknet;· IUa ward2 festgestellt, dass es einen
Harsr.gehalt im Bereich von ungefähr 30 G&w-.--*§6 und eioeu. flQeh-·-
tlgen Gehalt im Bereich you ungsfähr 15 G-ew, =$ aufwies
Ea wurden Platten hsrgeatellt: indem 13 i-agea des imprägnier*
ten Grlastextilstox'fs übereiria&öergelege wurden Diese Plattest
wurden bei einer- temperatur von ungefähr 2O5c0 während 60 bia
90 min imjd:l.s:ie.rt und wäteend 60 min bei einer Temperatur
. von 3330C au.d unter einem Druck vo& 14 at gehärtet und dann
in Streifen für diese Tests geschnitten.. Diese Proben wurden
dazu verwendet, dia annähernde Biegefestigkeit und iie Mod tu «····-
^ wer.te bei Eeumüfömpar-atur' eu beBt-immen.-. Έ-ι wurde eins Biege«
P 2
festigkeit in der G-egend von 5460 kg/cm (bei den 60 min iraidisierten
Flatten: und τοη 5320 kg/cm'"1' ·; oe.1. den 90 min behandelten Plattenv ^emeösen., Die Biegemodulen dieser Proben
lagen im Bereich von 28? 000 bev/n 273 00.) }Eg/cm2. Die durch
60 min dauerndes Imidisieren hergesteilten Platten
noch näher untersuchte Die Ergebnisse siM in Tabelle XI
angegeben-
109843/1828 bad original
TABELLE II
you Torgeliärtetea Xsaai
welche ΐ< ,Letrig &.αά drapier fähig aiM
- Style 181,: "B" fype Gflastueh.- AIlOO
weiches
»THW-P13H Polyimid
g dea „,
l'mprägnats - 12 miß. 'bei 654O
#ormbeäingunges --· 60 miß bei 2O5ö0 - ohne Druck
60 mim bei 0
Biegefestigkeit nach ASTHD79O
bei Haumtempe^atttr
Bei 290°e n&cii einer 30 rnlja
aUfd Oi bei 29O1O
Biegemodal nach ASMi D79O
bei Haumtemperator
Bei 29O°C nach eiaer "30 BiHi
den Tempermig bei 290"C
Barcol-Härte·
Heragebaltrf G-ew.·-^
Porengeha 11 p ?ol n -^ ? (errec hne t ■
mit | 14 at Brack | 8 kg/oin | 4 |
5T6X kg/om2 | 300 kg/em2 | 5 | |
4Tl | 800'kg/oBft2 | ||
272 | |||
254 | |||
29* | |||
4 s |
Die Resultate aeigea, dass bei Terifirendung -/on kleb"
rigen AmidBä?ju»eimppägaatea Eigfjnachaften srehaltea werden
könnens die denjenigen τοη imidisisrten iniprägnaten ver«
gleiohbar siad!; wie sie in Tabelle in angegeben s,:Lnd->
109843/1828
T a b e I 1 e TU.
Endeigsnscha.f-i.;en von Laminatenr die in der
Presse imidla' ert wurden
verstärkung
Harz
Harz
Kontitionisrung dsa
!imijrägnats
Formbedingungen
Style 181,-11E » Type (Uastu.-e A; 100
weiches finish
TRW P13H Polyimid
- 4 min bei 163DC
4 min bei 2460C
4 min bei 2460C
- 6ü min bei 3150O » ait U at
Biegefestigkeit naoh ASfMgD79O
bei Raumtemperatur kg/cra
£ei 29O0O nach einer
•jü mrin daueriiufin Xecv- o
bei 29O°0- kg/etnd
6384
Biegeffiodttl nach A3TM D79CU
bei Raumtemperatur3 kg/cm
.öei 29O0G naoh ainei· 30 min
dauernden Temperong bei 290 0,at
4642
84294-»Ο
526t-s00
:0?9ΰ0
Bareol-Här-i;* | Sew V-1^ | 24 .5 | als | ;5 | »0 |
Bacssgehalt? | Vol.«1 | weniger | 54 | 0 | |
Porengehalt, | |||||
^(errechnet) | |||||
W ir_ " '>
ι IW 'n
Wenn man die Datf-in in den Tabei...<su vergleit!htv so iai
ersiohtlichj dasa man gleiche Eigenschaften erhalten ka^t
wenn taan die klebrigen Imprägnate anstelle der imidisie:?ted.
Imppägnate von Tabelle ITI verwendet, weiche nioht ftine.f teilweisen
irookming vor der Imidisierung unvorwor-fen worden waren..
Diese klebrigen Imprägnate sind Yeratärkiuigsfaserinaterialien,
die mit den Amidsäuren der Erfindung imprägniert sind,
109843/1828
bei das Lösungsmittel teilweise vor der IiaidiBierung der
Araidsäure zur Herstellung des Imids entfernt wiröU Me
letztere Entwicklung in Richtung auf ein Arbeiten bei
erhöhten Temperaturen auf dem Gebieten der Elektrizität und der Flugkörper hat die Aktivität zur Entwicklung von wärme«
beständigen Harzen, stimuliert, die bei der Herstellung von
laminierten Strukturen mit einer hohen Thermostabil!tat und
einem niedrigen Poren-gehalt verwendet werden können. Die
erfindungsgemässen laminierten Gebilde wurden für diese und
andere Zwecke entwickelt-, Sie besitzen eine aassergewöbs«*
liehe chemische j, physikalische und thermische Stabilität
zusätzlich i.'i einea niedrigen Porengehait«, der weniger als
ungefähr 2 7ο1τ«^ be trägt ^,
1098A3/1828
Claims (1)
- Patentansprüche ι1- Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Laminats mit Verbesserter Stabilität und niedrige» Porengehalt r dadurch gekennzeichnet is dass man X,} ein Fasermaterial mit einer wirksamen Menge einer organischen Lösung imprägnierts die eine Polyamid« säure enthältε2-} einen Teil des organischen Lösungsmittel« aas dem imprägnierten Pasermaterial entfernt,, um ein Zwischenprodukt herzustellenf das aich durch Klebrigkeit, und Drapierfähigkeit auszeichnet? uad 3? J hierauf die Polyaraidaäure härtet, indem man das mit der Polyamidsäure imprägnierte Material Tempe~ raturen bis es α ungefähr 37O0G und Drucken bis zu 70 at unterwirftϊ bis ein verstärktes Polyimidlaminat erhalten ist ; wobei die Polyamidsäure dadurch berge« stellt worden ist, dass man annähernd stSchiometrisehe Mengen mindesteas eines polyfunktionellen Amins und eines Gemisches aus Anhydriden umsetzt« welches im wesentlichen aus mindestens einem polyfunktionellen Anhydrid und einem Monoanhydrid der Formel?B -" I^ worin H ein Wasserstoff atom oder ein niedriges Alkylradikal mit 1 bJ3 5 Kohlenstoffatomen bedeutet ^109843/1828BAD ORIGINALJ2, =-_,Verfahren nach Anspruch .1. dadurch gekennzeichnet dass das fasermatsrial s>as Glasfasern besteht*I. Verfahren nach Anspruch I1 dadurchgekennzeichnetr dass die Polyamidsäure in der organischen Lösung in einer Menge von ungefähr 20 bis 65 GeWo-^. be~ zogen auf das Lösungsmittel-, anwesend ist*4- Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet? dass daa Lösungsmittel eic. Njl^-Mallcylcarbexylamid ist,5- Verfahren nach Anspruch 3?> dadurch gekennzeichnet? dass das Lösungsraittei aas Dimethylformam.id besteht-β. Verfahren nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet; dass da3 polyfunfctionelle Amin mindestens ein aro=« matlsches Diamin εuBfa3^3tί, data polyfunktionelle Anhydrid mindestens ein arömatischea Dianhydrid um» fasst und das Monoanhydrid eine Verbindung dar in Anspruch 1 angegebenen Formel ist» wobei R ein Wasserstoffatom bedeutet.Τ-, Verfahren nach Anspruch ls; dadurch gekennzeichnet;, dass die Polyamidsäure dadurch erhalten worden ist; dass annähernd stcJchiometrische Mengen mindestens eines aromatischen Diamina und eine?Mischung umgesetzt worden sind» die aus einem aromatischen
Diazibydrid und dem genannten Monounhydrid besteht, wobei das Monoanhydrid 5-,O bis 60 Mol'-jS des Anhy«· dridgemische-a auBmacht-1 O 9 & Λ 3 / T 8 2 8 badVerfahren nach Anspruch .»., dfdui'ch ^ek^D-Lseio dass die Polyamidsäurs ein durühs«hnv$i:j,iciieE largewicht im ?3ereich νοα angefähr 500 bis 3000 Isesitsst,9,. Yerfahren nach Ansprueü '.u dadurch dass das 3?a a armatur! al mit biß au bezogen auf das Mate.r:i.al. mit der P lyaaüdsäiirelösung imprägniert wird;10-i Terfaaren nach Anspruch i'} daduroh gekecaieirhneb; .dass ungefähr 90 (t«?w -^ '3es organischen L*isw.-gsmitie]l -yor der Härtung von dem mit PolyaMidsäut-s nierten Pas8FiaateriaI entferntII. Verfahren na«h Anspruch 10- dauan:ii dass die Polyamidsäurs dadurch in Poly-iadLd opigawaadsi wird-;, dass das rni.% Amiösäare impriigriierta «äaveria* !Eemperaturen im Bereich von ungefiihjp 205 "ois 3-15 £ und Drücken im Bereicb tsh angefäh·' ".4 bis ausgesetzt wird..12. Terfahren nach Anspruch ?. dadurch ga dass das Paser-material aus KchXenr'äasrn feeateht;-1098*3/1828 bad ORiaiNAL
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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