DE2156700A1 - Pressmassen auf der basis von epoxyharzen - Google Patents

Pressmassen auf der basis von epoxyharzen

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Description

SIEMENS AETIElTGESELLSCHAi1T Erlangen, 12.November 1971
Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.50
- YPA 71/7589 Td/Dm
Preßmassen auf der Basis von Epoxyharzen
Es sind bereits Preßmassen bekannt, die durch Hitze gehärtet werden und Epoxyharze und die zur Reaktion mit diesen erforderlichen Härter, z.B. Amine, Säureanhydride enthalten.
Je nach der Verwendung der Preßmassen werden bestimmte Anforderungen an sie gestellt. Epoxyharz-Preßmassen für elektrische i Bauteile sollen bestimmte elektrische Werte- aufweisen. So sollen z.B. Ringe für die Löschfunkenstrecke in Hochspannungsschaltern einen .definierten elektrischen Widerstand besitzen und ihre Herstellung soll möglichst einfach sein. Der Isola-
9 10 tionswiderstand der ausgehärteten Preßmasse soll 10 bis 10 a betragen.
Es ist bekannt, daß durch Zusatz von elektrisch leitfähigen Füllstoffen oder Verstärkungsmaterialien leitfähige Kunstharzmassen hergestellt werden können. Man kann damit auch Massen mit einer definierten Leitfähigkeit erhalten. Solche Massen eignen sich aber beispielsweise nicht für den oben erwähnten Anwendungszweck, da es bei den vorkommenden hohen Spannungen - J über 5 kV - zu elektrischen Teildurchschlägen kommt.
Dadurch tritt häufig Yerrußung bzw. Kohlebildung auf und die erforderlichen halbleitenden Eigenschaften des Materials werden verschlechtert. Die gebildete Kohle verändert sich mit der Zeit, d.h. sie altert und ist gegen Hochspannung nicht mehr beständig.
Es ist ferner bekannt, Epoxygießharze mit Siliciumcarbid als Füllstoffe für bestimmte Zwecke zu verwenden. Bei den meist erforderlichen langen Härtungszeiten zeigte sich aber, daß es infolge der großen Dichteunterschiede von Harz und Füllstoff zur Sedimentation des Siliciumcarbids kommt und daraus hergestellte Teile sehr unterschiedliche elektrische Leitfähigkeiten aufweisen. . ■ -2-
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— 2 - VPA 71/7589
überraschenderweise wurde gefunden, daß Preßmassen mit definierter elektrischer leitfähigkeit auf Basis von Epoxydharzen, üblichen pulverförmigen Füllstoffen sowie Aminen als Härtungskatalysatoren erhalten werden können, wenn sie erfindungsgemäß reines Siliciumcarbid enthalten. Es sind fließfähige Epoxyharz-Preßmassen.
Vorzugsweise werden Epoxy verbindungen mit mehr als einer Epoxygruppe pro Mol eingesetzt, beispielsweise Polyglycidyläther mehrwertiger Phenole, wie Diphenylolpropan ("Bisphenol A")s Diphenylοlmethan, Polyglycidyläther von Oxyarylcarbonsäuren.Es ist auch möglich, Mischungen der vorgenannten Polyepoxide untereinander zu verwenden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden nacngereinigte Epoxyharze mit einem Chlorgehalt von höchstens 0,1 Gew.-#, vorzugsweise unter 0,05 Gew.-%, eingesetzt.
Die Umsetzung der verschiedenen Epoxyverbindungen kann grundsätzlich mit allen mehrwertigen Aminen erfolgen, welche mindestens zwei mit Epoxygruppen reaktionsfähige Wasserstoffatome besitzen, wie z.B. aromatische mehrwertige Amine, insbesondere 4,4f-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, Phenylendiamine, ' die teilweise, alkyliert sein können, entweder jedes für sich allein oder als Mischung mindestens zweier von ihnen.
Die Massen können sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter Temperatur ausgehärtet werden. Die verwendeten mehrwertigen Amine werden hierbei vorzugsweise in sol.chen Mengen eingesetzt, daß jeweils auf ein Aminwasserstoffatom eine Oxidgruppe vorhanden ist.
Bs liegt ferner im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß die beschriebenen Massen übliche Zusätze, wie z.B. Pigmente, Füll- und Gleitmittel enthalten. Als Füllmittel können beispielsweise Glasfasern, Glimmer, Quarzmehl, Kreide, Kaolin oder feinverteilte Kieselsäure (Aerosil) verwendet werden. Der Füllstoff anteil kann 70 fo betragen, vorzugsweise 50 -.Ό.
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- 3 - ■ VPA 71/7589 '
Eine besonders vorteilhafte Mischung ist zusammengesetzt aus 100 Gew. T'. eines Epoxyharzes auf der Basis von Bisphenol A und/oder eines nächgereinigten Epoxyharzes mit einem Chlorgehalt von höchstens 0,1 Gew.-^, 24 Gew.T. eines aromatischen Diamins, 16 Gew.Ϊ. !Füllstoff und 110'Gew.T. reinem Siliciumcarbid.
Aus den erfindungsgemäßen Preßmassen hergestellte Produkte, beispielsweise Formkörper, weisen gegenüber den bekannten Produkten eine deutliche Verbesserung in Bezug auf die Homogenität der Siliciumcarbidverteilung auf. Gleichzeitig wird die elektrische leitfähigkeit verbessert. Bei Einsatz von nachgereinigtem Epoxyharz wird außerdem,die Gefahr korrosivwirkender Zersetzungsprodukte gemindert. Aufgrund der günstigen Eigenschaften, insbesondere der definierten elektrischen Leitfähigkeit, werden aus den erfindungsgemäßen Preßmassen z.B. Isolierringe für Hochspannungsschalter, Kathodenfallableiter hergestellt.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. . .
Beispiel 1
200 Gew.T. Epoxyharz mit einer Epoxidzahl von 0,51-0,53 werden bei 5O-55°C mit 48 Gew.T. 4J41-Diaminodiphenylmethan, 2,5 Gew.T. Zinkstearat als Gleitmittel, 50 Gew.T. Oberflächenbehandelter Kreide als verschleißmindernder Zusatz, 2,0 Gew.T. I hochdisperse Kieselsäure und 250 Gew.T. reines Siliciumcarbid gut vermischt. Der Zusatz von Pigmenten kann erfolgen. Die noch gießfähige Mischung wird zu einem flachen Kuchen ausgegossen. Nach 24-36 Stunden bei Raumtemperatur ist die Mischung hart und kann nach bekannten Verfahren zerkleinert werden.
Diese Masse kann bei 150-1600C und einer Härtungszeit von 90 sec/mm Wanddicke zu Normteilen mit guter mechanischer Festigkeit und einem elektrischen Widerstand von 1-5*10 η verpreßt werden.
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- 4 - VPA 71/7589
Beispiel 2 . _ .
312 Gew.T; nachgereinigtes Epoxyharz mit einer Epoxyzahl von 0,55-0,58 und einem Chlorgehalt weniger als 0,1 werden "bei 45-550C mit 88 Gew.T. 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 2,5 Gew.T. Zinkstearat als Gleitmittel, 80,5 Gew.'2. einer oberflächenbehandelten Kreide als verschleißminderhder Zusatz, 1,5 Gew.T. hochdisperser Kieselsäure und 500 Gew.T. reinem Siliciumcarbid gut vermischt. Der Zusatz von Pigmenten kann erfolgen.
Die gießfähige Mischung wird zu einem flachen Kuchen ausgegossen. Fach 24-36 Stunden bei Raumtemperatur ist die Mischung hart. Die Zerkleinerung kann nach bekannten Verfahren erfolgen.
Diese Masse kann bei 150-1600C und einer Härtungszeit von 90 sec/mm Wanddicke zu Formteilen mit einem elektrischen
Q ■
Widerstand von ca. 5·10 ω verpreßt werden.
5 Patentansprüche
0 Figuren
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Claims (5)

  1. - 5 - · VPA Ti/7589
    Pa t e nt ans ρ rü die
    (J> Preßmassen mit definierter elektrischer Leitfähigkeit auf der Basis von Epoxyharzen, üblichen pulverförmigen Stoffen sowie Aminen als Härtungskatalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß sie reines Siliciumcarbid enthalten.
  2. 2. Preßmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Epoxyharz auf der Basis von Bisphenol A, mindestens ein aromatisches Diamin,. Füllstoffe und reines Siliciumcarbid enthalten.
  3. 3. Preßmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein nachgereinigtes Epoxyharz mit einein Chlorgehalt von höchstens 0,1 Gew.-$, vorzugsweise 0,05 Gew.-$, mindestens ein aromatisches Diamin, füllstoffe und reines Siliciumcarbid enthalten.
  4. 4. Preßmassen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 100 Gew.T. Epoxyharz oder nachgereinigtes Epoxyharz, 45-50 Gew.I. mindestens eines aromatischen Diamine, 20-25 Gew.T. Füllstoff und 100-150 Gew.1. reines Siliciumcarbid enthalten.
  5. 5. Verwendung der Preßmassen nach den vorangegangenen An-. Sprüchen zum Herstellen von elektrischen Bauteilen.
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