DE2157265A1

DE2157265A1 - Encapsulating electrical components - using flame resistant mixt of hard epoxide resin and/or flexible epoxide resin, curing agen

Info

Publication number: DE2157265A1
Application number: DE19712157265
Authority: DE
Inventors: Bernd χ 8029 Dresden; Scheffel Harald χ 8142 Radeberg Möbius
Original assignee: ZENTRALLABORATORIUM RUNDFUNK
Current assignee: ZENTRALLABORATORIUM RUNDFUNK
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1971-11-18
Publication date: 1972-11-30

Abstract

Electrical components and functional units are embedded in epoxide resins by casting the building component with a mixt. of (I) a commercially available resin with a high modulus of elasticity and/or (II) a commercially available elastic resin, (III) an org. oxygen-phosphorus cpd. e.g. tricresyl phosphate, as flame proofing agent and (IV) a commercially available curing agent. Specif. a hard resin with a high modulus of elasticity, such as a crosslinked epoxide resin based on bisphenol A with an epoxide equivalent of 200-220, is mixed with 4,4'-diaminodiphenylmethane curing agent and 5-20 pts. wt. tricresyl phosphate.

Description

Verfahren Zur Einbettung elektrischer Baugruppen und Funktionseinheiten, insbesondere Hochspannungskaskaden fur Parbfernsehempfänger, in flammwidrige harte oder flexible Epoxidharze Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einbettung elektrischer Baugruppen und Funktionseinheiten in flammwidrige Epoxidharze. Es handelt sich um ein Verfahren zum hochspannungssicheren Verguß von kompletten elektrischen Baugruppen, zo B. Hochspannungserzeuger kleiner Abmessungen in Kaskadenschaltung fUr Farbfernsehempfänger, in flammwidriger, bei Beflammung nichttropfender und je nach Grundharz harter oder sohneidbarer AusfWhrung.Process for embedding electrical assemblies and functional units, especially high voltage cascades for color television receivers, in flame retardant hard or flexible epoxy resins The invention relates to a method for embedding electrical Assemblies and functional units in flame-retardant epoxy resins. It is a matter of a process for high-voltage-safe encapsulation of complete electrical assemblies, e.g. high-voltage generators of small dimensions in cascade connection for color television receivers, in flame retardant, non-dripping when exposed to flame and, depending on the base resin, hard or irrevocable execution.

Es ist bekannt, Hochspannung ftihrende Baugruppen in Kaskadenschaltung vor Klimaeinflüssen sowie gegen SprUh-und BerUhrungsgefahr mit gießfähigen Duroplasten zu schützen. Die komplett verschaltete Baugruppe wird in einer becherartigen Form mit einem flüssigen Harz-Härter-Gemisch vergossen. Die Härtung erfolgt anschließend zu einer mechanisch, thermisch und elektrisch stabilen und kompakten Masse.It is known to have high-voltage components in a cascade connection against climatic influences and against the risk of spray and contact with pourable thermosets to protect. The completely interconnected assembly is in a cup-like shape potted with a liquid resin-hardener mixture. The hardening then takes place to a mechanically, thermally and electrically stable and compact mass.

Weiterhin wurde ein Verfahren vorgeschlagen, welches Harzmassen benutzt, die bei einer bestimmten Temperatur schneidbar sind, und dabei den Vorteil der Wiedergewinnung von Bauelementen beinhaltet.Furthermore, a method has been proposed which uses resin masses, which can be cut at a certain temperature, with the advantage of recovery of components.

Weiterhin ist bekannt, daß Epoxidharze durch direkte Halogenierung oder Halogenbeimischung sowie Antimontrioxidzusätze, durch Triazine und durch eine Kombination von Diaminen mit chlorierten organischen Phosphorverbindungen flammwidrig ausgerUstet werden können.It is also known that epoxy resins can be produced by direct halogenation or halogen admixture as well as antimony trioxide additives, by triazines and by a Combination of diamines with chlorinated organic phosphorus compounds flame retardant can be equipped.

Der Nachteil der Epoxidhare ohne Zusatzstoffe besteht darin, daß sie nicht flammwidrig sind und daß schneidbare Harze außerdem noch brennend ab tropfen. Diese Eigenschaften widersprechen damit den Sicherheitsnormen fUr elektronisch betriebene Heimgeräte.The disadvantage of epoxy hairs without additives is that they are not flame retardant and that cuttable resins also drip off burning. These properties contradict the safety standards for electronically operated Home appliances.

Die Nachteile der Epoxidharze mit den genannten flammwidrigen Zusätzen bestehen darin, daß bei der Pyrolyse der halogenhaltigen Harze korrosiv wirkende Gase entstehen und daß bei Feststoffzusätzen die Verarbeitungstechnologie kompliziert wird, bei der Aushärtung Sedimendationserscheinungen zu verzeichnen sind und damit ein inhomogenes Gefüge entsteht. Bei elastischen Massen wUrde durch Feststoffzusätze die Schneidbarkeit stark vermindert bzw, unmöglich gemacht.The disadvantages of epoxy resins with the flame-retardant additives mentioned consist in the fact that the pyrolysis of the halogen-containing resins has a corrosive effect Gases arise and that processing technology complicates the addition of solids sedimentation phenomena are to be recorded during the hardening and thus a inhomogeneous structure arises. In the case of elastic masses, the addition of solids the cuttability greatly reduced or made impossible.

Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zum hock spannungssicheren Verguß von elektrischen Bauteilen mit handelsüblichen Harzen zu schaffen, die durch Zusätze flammwidrig ausgertistet werden, sowie bei den schneidbaren lassen das brennende Abtropfen zu verändern und damit den Sicherheitsbestimmungen fur elektronisch betriebene Heimgeräte zu entsprechen.The purpose of the invention is to provide a method for hock voltage-safe To create potting of electrical components with commercially available resins, which through Flame-retardant additives are thrown out, as well as the cuttable ones leave the burning one Drip change and thus the safety regulations for electronically operated Home appliances to match.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, Hochspannungserzeuger kleiner Abmessungen mit einem flammwidrigen Epoxidharz zu vergießen, das sowohl hart als auch schneidbar sein kann, aber folgende ulorderungen erfüllen muß. Es muß über gute elektrische und dielektrische Eigenschaften verfügen.The invention is based on the object of finding a method High-voltage generator of small dimensions with a flame-retardant epoxy resin too potting, which can be both hard and cuttable, but the following requirements must meet. It must have good electrical and dielectric properties.

Die bei der Härtung von Epoxidharzen auftretende exoterme Reaktion darf die Massetemperatur nicht wesentlich er die Betriebstemperatur der Baugruppe ansteigen lassen, die Topfzeit des Harzes darf nicht zu kurz ein und Alterungserscheinungen dürfen die Eigenschaften des Formstoffs nicht negativ beeinflussen. Um bei den schneidbaren Massen Kriecherscheinungen (Retardation) auszuschalten, ist es wichtig, daß die für einen SchneidprozeB erforderlichen mechanischen Eigenschaften erhalten und erst oberhalb der Betriebstempeiatur der Baueinheit erreicht werden.The exotic reaction that occurs when epoxy resins cure The melt temperature must not be significantly higher than the operating temperature of the module increase, the pot life of the resin must not be too short and signs of aging allowed the properties of the molding material. In order to eliminate creep phenomena (retardation) with the cuttable masses, It is important to have the mechanical properties required for a cutting process and can only be reached above the operating temperature of the structural unit.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren zur Einbettung elektrischer Baugruppen und Funktionseinheiten, insbesondere Hochspannungskaskaden fUr Parbfernseempfänger, in Epoxidharze harter und flexibler AusfUhrung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Baugruppe mit einem handelsüblichen Harz mit hohem Elastizitätsmodul oder mit einem flexiblen Harz oder mit einer Mischung eines handelsüblichen elastischen Harzes mit einem handelsueblichen Harz holmen Elastizitätsmoduls, durch dessen Masseanteil die Schneidbarkeitsgrenze variierbar ist, durch Zusatz einer organischen Sauerstoff-Phosphor-Verbindung, z. B. Trikresylphosphat, flammwidrig ausgerostet und unter Benutzung bekannter, handelsüblicher Härter vergossen wird.This task is performed with the method for embedding electrical assemblies and functional units, especially high-voltage cascades for television receivers, hard and flexible execution in epoxy resins, solved according to the invention, that the assembly with a commercially available resin with a high modulus of elasticity or with a flexible resin or with a mixture of a commercially available elastic Resin with a commercially available resin holmen modulus of elasticity, through its mass fraction the cutability limit can be varied by adding an organic oxygen-phosphorus compound, z. B. tricresyl phosphate, flame retardant rusted out and using known, commercial hardener is poured.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Baugruppe mit einem harten Harz hohen Blastizitätsmoduls, z. B. einem Init einem reaktiven Verdlinnungsnllttel versetzten Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A mit einem Epoxidäquivalent von 200 bis 220, unter Benutzung eines Härters auf der Basis von 4,4'-Diaminodiphenyl methan unter Zusatz von 5 bis 20 Masseteilen Trikresylphosphat vergossen wird, Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Baugruppe mit einem flexiblen Harz auf der Basis von Bisphenol-A mit einem Phthalsäuredialkylester als äußerem Tbiei¢hma¢her und einem Alkylglyoidäther als innerem Weichmacher mit einem Epoxidäquivalent von 450 bis 550, unter Benutzung eines Härters auf der Basis von 4,4'-Diaminodiphenylmethan unter Zusatz von 5 bis 20 Masseteilen Trikresylphosphat in einer verlorenen Porm zu vergießen.One embodiment of the invention provides that the assembly with a hard resin of high modulus of elasticity, e.g. B. an init a reactive dilution agent mixed epoxy resin based on bisphenol-A with an epoxy equivalent from 200 to 220, using a hardener based on 4,4'-diaminodiphenyl methane is poured with the addition of 5 to 20 parts by weight of tricresyl phosphate, a Another embodiment of the invention provides the assembly with a flexible Resin based on bisphenol-A with a dialkyl phthalate as the outer Tbiei ¢ hma ¢ her and an alkyl glyoid ether as an internal plasticizer with an epoxy equivalent from 450 to 550, using a hardener based on 4,4'-diaminodiphenylmethane with the addition of 5 to 20 parts by weight of tricresyl phosphate in a lost Porm to shed.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Baugruppe mit einer Mischung eines flexiblen Harzes auf der Basis von Bisphenol-A mit einem Phthalsauredialkylester als äußerem Weichmacher und einem Alkylglyeidäther als innerem Weichmacher mit einem Epoxidäquivalent von 450 bis 550, mit einem mit einem reaktiven VerdUnnungsmittel versetzten Harz auf der Basis von Bisphenol-A mit einem Epoxidäquivalent von 200 bis 220, und zwar im Mischungsverhältnis flexibles zu hartem Harz von 30 : 70 bis 80 : 20, unter Benutzung eines Härters auf der Basis von 4,4'-Diaminodiphenylmethan unter Zusatz von 5 bis 20 Masseteilen frikresylphosphat vergossen wird.Another embodiment of the invention provides that the assembly with a mixture of a flexible resin based on bisphenol-A with a Dialkyl phthalate as the external plasticizer and an alkyl glyde ether as the internal Plasticizers with an epoxy equivalent of 450 to 550, with one with a reactive Diluents added an epoxy equivalent to resin based on bisphenol-A from 200 to 220, in the mixing ratio flexible to hard resin from 30:70 to 80:20, using a hardener based on 4,4'-diaminodiphenylmethane is cast with the addition of 5 to 20 parts by weight of fricresyl phosphate.

Die Härtung erfolgt in jedem Fall bei erhöhter Temperatur in einem Ofen.The curing takes place in each case at an elevated temperature in one Oven.

Als niedermolekulare Verbindung ist Trikresylphosphat in Epoxidharzen gut lbslich, mit diesen gut lagerbestandig, schwer flüchtig verändert die optischen Eigenschaften und die Farbe nicht und wirkt erniedrigend auf die Einfriertemperatur, was sich besonders günstig auf die schneidbaren Epoxidharz-Kombinationen auswirkt.As a low molecular weight compound, tricresyl phosphate is found in epoxy resins easy to pound, with these well-stocked, hardly volatile changes the optical appearance Properties and color and has a lowering effect on the freezing temperature, which has a particularly favorable effect on the cuttable epoxy resin combinations.

Von den organischen Sauerstoff-Phosphor-Verbindungen ist Trikresylphosphat eine Verbindung mit relativ niedriger Dielektrizitätskonstante (f ca. 6,9), was für die elektrische Anwendung ausschlaggebend ist. Es verändert demzufolge bei einem entsprechend niedrigen Zusatz die elektrischen und dielektrischen Bigenschaften des Form, stoffes nur geringfUgig. Trikresylphosphat besitzt bei Raumtemperatur eine sehr niedrige Viskosität, was sich auf eine Kombination mit den relativ hochviskosen Epoxidharzen en stark viskositätserniedrigend auswirkt und damit die Vergußtechnologie positiv beeinflußt. Luftblasen können besser entweichen, und die Topfzeit der Vorratsmenge wird größer. Durch den Zusatz von Trikresylphosphat wird die durch die exotherme Reaktion sich einstellende Temperatur niedriger, wodurch die Härtetemperatur im Ofen erhöht werden kann. Diese Tatsache führt zu einer wesentlichen VerkUrzung der Aushärtezeit.Of the organic oxygen-phosphorus compounds is tricresyl phosphate a compound with a relatively low dielectric constant (f about 6.9) what is decisive for the electrical application. So it changes you correspondingly low addition the electrical and dielectric properties of the shape, material only slightly. Tricresyl phosphate possesses at room temperature a very low viscosity, suggesting a combination with the relatively high viscosity Epoxy resins have a strong viscosity-reducing effect and in order to positively influences the potting technology. Air bubbles can escape better, and the pot life of the stock will increase. By adding tricresyl phosphate the temperature resulting from the exothermic reaction is lower, whereby the curing temperature in the oven can be increased. This fact leads to an essential one Shortening of the curing time.

Trizesylphosphat bewirkt in Epoxidharzen nicht nur die für elektronisch betriebene Heimgeräte geforderte Flammwidrigkeit, sondern verhindert bei den schneidbaren Massen, daß uHhrend der BrandprUfung flüssiges Material durch die thermische Belastung brennend ab tropft.Tricesyl phosphate does not only act electronically in epoxy resins operated home appliances required flame retardancy, but prevented with the cuttable Masses that during the fire test liquid material due to the thermal load burning drips off.

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below using three exemplary embodiments explained.

BeistJiel 1: Die Baugruppe wird mit einem Harz hohen Elastizitatsmoduls, z. B. Epilox EGK 19, und der entsprechenden Menge Härter 105 unter Zusatz von 5 bis 20 Masseteilen Trikresylphosphat vergossen und bei erhöhter Te!lperatur ausgehärtet.Example 1: The assembly is made with a resin with a high modulus of elasticity, z. B. Epilox EGK 19, and the corresponding amount of hardener 105 with the addition of 5 Up to 20 parts by weight of tricresyl phosphate are cast and cured at elevated temperature.

Beispiel 2s Die Baugruppe wird mit einem flexiblen Harz, z. B. Epilox EK 219, und der entsprechenden Menge Härter 105 unter Zusatz von 5 bis 20 Masseteilen Trikresylphoshat vergossen und bei erhöhter Temperatur ausgehärtet0 Beispiel 3s Die Baugruppe wird mit einer Harzmischung aus dem flexiblen Harz Epilox EK 219, einem Harz mit hohem Elastizitätsmodul, z. 3. Epilox EGK 19, und der entsprechenden Menge Härter 105 unter Zusatz von 5 bis 20 Masseteilen Trikresylphosphat vergossen und bei erhöhter Temperatur ausgehärtet.Example 2s The assembly is coated with a flexible resin, e.g. B. Epilox EK 219, and the corresponding amount of hardener 105 with the addition of 5 to 20 parts by weight Tricresyl phosphate cast and cured at elevated temperature0 Example 3s The assembly is made with a resin mixture of the flexible resin Epilox EK 219, a high elastic modulus resin, e.g. 3. Epilox EGK 19, and the corresponding Amount of hardener 105 poured with the addition of 5 to 20 parts by weight of tricresyl phosphate and cured at elevated temperature.

Das Mischungsverhältnis Epilox 3K 219 und Epilox EGK 19 kann 30 t 70 bis 80 : 20 betragen. Mit steigendem Anteil Epilox EGK 19 und fallendem Trikresylphosphat-Anteil im Harzgemisch steigt die Temperaturerhöhung durch exotherme Reaktion und die Grenze der Schneidbarkeit. The mixing ratio Epilox 3K 219 and Epilox EGK 19 can be 30 t 70 to 80:20. With increasing proportion of Epilox EGK 19 and decreasing tricresyl phosphate proportion in the resin mixture the temperature increase increases due to the exothermic reaction and the limit the cuttability.

Claims

Claims: Method for embedding electrical assemblies and functional units, especially high-voltage cascades for color television receivers, in epoxy resins of a hard and flexible design, characterized in that the Assembly with a commercially available resin with a high modulus of elasticity or with a flexible resin or with a mixture of a commercially available elastic resin with a commercially available resin with a high modulus of elasticity due to its mass fraction the cutability limit can be varied by adding an organic oxygen-phosphorus compound, , e.g. 3. Tricresyl phosphate, made flame-retardant and using known, commercial hardener is poured.

2. The method according to claim 1, characterized in that the assembly with a hard resin of high elastic modulus, e.g. B. one with a reactive Diluent mixed epoxy resin based on bisphenol-A with an epoxy equivalent of 200 to 220, using a hardener on the Based on 4,41-diaminodiphenylmethane with the addition of 5 to 20 parts by weight of tricresyl phosphate is shed.

3. The method according to claim 1, characterized in that the assembly with a flexible resin based on bisphenol-A with a phthalic acid dialkyl ester as an external plasticizer and an alkyl glyoid ether as an internal plasticizer with one Epoxy equivalent of 450 to 550, using a hardener based on 4,41-diaminodiphenylmethane with the addition of 5 to 20 parts by weight of tricresyl phosphate is shed in a lost form.

4. The method according to claim 1, characterized in that the assembly with a mixture of a flexible resin based on bisphenol-A with a Dialkyl phthalate as the external plasticizer and an alkyl glyoid ether as the internal Plasticizers with an epoxy equivalent of 450 to 550, with one with a reactive Thinner added resin to the base of bisphenol-A with an epoxy equivalent of 200 to 220, flexible in the mixing ratio to hard resin from 30:70 to 80:20, using a hardener on the base of 4,4'-diaminodiphenylmethane with the addition of 5 to 20 parts by weight of tricresyl phosphate is shed.