DE2228583C2 - Lagerstabile, schnellhärtende Epoxidharzpressmassen; - Google Patents
Lagerstabile, schnellhärtende Epoxidharzpressmassen;Info
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Description
bestehen, wobei die Komponenten a) und b) zwischen 45 und 1200C erweichen und 5 bis 300C
über dem Erweichungspunkt schmelzen sowie in den Preßmassen überwiegend in Form von voneinander
getrennten Teilchen vorliegen.
2. Epoxidharzpreßmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gleitmittel
enthalten.
3. Epoxidharzpreßmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der
Zahl der an den Aminostickstoffatomen reaktionsfähigen Wasserstoffatome zu derjenigen der Epoxidgruppen
im Polyamin bzw. in der Polyglycidylverbindung bei der Herstellung des Härter-Adduktes
zwischen 3,5 :1 und 4,5 :1 liegt.
4. Epoxidharzpreßmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyaminkomponente
im Addukt a) von Diaminodiphenylmethan stammt.
Gegenstand der Erfindung sind lagerstabile, schnellhärtende Epoxidharzpreßmassen, die feste, aromatische
Anteile aufweisende Epoxidharz-Voraddukte, feste Aminhärter-Voraddukte, gegebenenfalls Gleitmittel
und ferner Füllstoff? enthalten.
Preßmassen aus Epoxidharzen auf Basis Bisphenol A oder anderen Bis- oder Polyphenolen und Epichlorhydrin,
die aromatische Amine als Härtungsmittel enthalten, zeichnen sich durch leichte Verarbeitbarkeit
und gute mechanische Eigenschaften des gehärteten Formstoffes aus; sie haben deshalb ein sehr großes
Anwendungsgebiet gefunden. Für manche Anwendungen in der Elektroindustrie ist jedoch ihre Lichtbogen-
und Kriechstromfestigkeit ungenügend. Nach M. J. Billings, l.E.E. 32C79-71, und G. M. L. Sommermann:
Transactions of American Institute of Electrical Engineers, 7, 967 (1960), ist dieser Nachteil darauf
zurückzuführen, daß bei den unter hoher Strombelastung oder im Lichtbogen herrschenden Temperaturen
aromatische Verbindungen ganz oder teilweise in Graphit umgewandelt werden, der dann elektrisch
leitend ist und dadurch am Ende die völlige Zerstörung des Materials verursacht
Man hat diesem Mangel dadurch abgeholfen, daß bei der Formulierung von Preßmassen auf die Verwendung
von Polyglycidyläthern aus Bisphenol-A oder anderen Di- oder Polyphenolen völlig verzichtet wurde: So
wurden Preßmassen aus Triglycidylisocyanurat mit ίο Anhydridhärtern (schweizerische Patentschrift
Nr. 4 93 583) oder Triglycidylisocyanurat mit cycloaliphatischen Aminen beschrieben (belgische Patentschrift
Nr. 7 20 286, schweizerische Patentschrift Nr. 4 59 563). Die Produkte sind jedoch teuer und nicht so leicht
zugänglich wie z. B. die heute industriell in sehr großem Maßstab hergestellten Epoxidharze aus Epichlorhydrin
und Bisphenol-A oder Epichlorhydrin und Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukten.
Auch weisen derartige Massen neben dem Vorteil der hohen Kriechstrom- und Lichtbogenfestigkeit des gehärteten Materials auch
Nachteile, wie z. B. eine höhere Wasseraufnahme, auf.
Überraschenderweise weisen die erfindungsgemäßen Preßmassen diese Nachteile nicht auf. Die erfindungsgemäßen,
lagerstabilen, schnellhärtenden Epoxidharzes preßmassen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
a) freie Epoxidgruppen enthaltenden Addukten aus niedermolekularen Bisphenol-A-Epoxidharzen
oder epoxidiertem Phenolphthalein und Polyaminen,
b) freie Aminogruppen enthaltenden Addukten aus cycloaliphatische oder heterocyclische Gruppen
aufweisenden Polyaminen mit Polyglycidylverbindungen als Härtern, wobei für die Adduktbildung
Polyamin und Polyglycidylverbindung in solchen Mengen eingesetzt worden sind, daß das Verhältnis
der Zahl der an den Aminstickstoffatomen reaktionsfähigen Wasserstoffatome zu derjenigen
der Epoxidgruppen im Bereich von 3:1 bis 5 :1 liegt,
c) mineralischen oder organischen pulver- oder faserförmigen Füllmitteln und
d) gegebenenfalls anderen festen Epoxidharzen und weiteren in Preßmassen üblichen Zusätzen
bestehen, wobei die Komponenten a) und b) zwischen 45 und 12O0C erweichen und 5 bis 30° C über dem
Erweichungspunkt schmelzen sowie in den Preßmassen überwiegend in Form von voneinander getrennten
5u Teilchen vorliegen. Vorzugsweise enthalten die Preßmassen
auch Gleitmittel.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Preßmassen geht man so vor, daß man ein cycloaliphatische oder
heterocyclische Gruppen enthaltendes Polyamin mit einer Polyglycidylverbindung in solchen Mengen miteinander
umsetzt, daß das Verhältnis der Zahl der an den Aminstickstoffatomen reaktionsfähigen Wasserstoffatome
zu derjenigen der Epoxidgruppen im Bereich von 3:1 bis 5 : 1, zweckmäßigerweise zwischen
bo 3,5 :1 und 4,5 :1 liegt, dann das gebildete Härter-Voraddukt,
das einen Erweichungspunkt im Bereich von 45 bis 1200C und einen um 5 bis 3O0C höheren Schmelzpunkt
aufweist, mit einem freie Epoxidgruppen aufweisenden Voraddukt eines Epoxidharzes mit einem Polyamin,
tr, wobei das Epoxidharz-Voraddukt aromatische Anteile
enthält, zwischen 45 und 120°C erweicht und einen um 5
bis 3O0C über dem Erweichungspunkt liegenden Schmelzpunkt besitzt, ferner mit Füllmittel und
gegebenenfalls mit einem Gleitmittel vermischt und zerkleinert, wobei höchstens zum kleineren Teil ein
Zusammenschmelzen der Harzvoraddukt- und Härtervoradduktteilchen
erfolgt
Die Epoxidharz-Voraddukte können aus ursprünglich flüssigen oder halbflüssigen Produkten, welche durch
eine Vorverlängerungsreaktion in den festen harzartigen Zustand übergeführt worden sind, hergestellt
werden, vorzugsweise aus Produkten einer Reaktion zwischen einem niedermolekularen Bisphenol-A-Epoxidharz
mit mindestens zwei Epoxidgruppenäquivalenten/kg, insbesondere mehr als 4,5 Äquivalenten/kg, z. B.
einem niedermolekularen glycidylierten Bisphenol A mit einem Epoxidgruppengehalt von mehr als 3,
insbesondere mehr als 4,5 Aqüivalenten/kg Harz, mit einem Unterschuß eines Diamins, wie 4,4'-Diaminodiphenylmethan
oder 4,4'-DiaminodicycIohexylmethan.
Als Härter dienen verschiedene durch eine Vorverlängerungsreaktion
aus cycloaliphatischen oder heterocyclischen Polyaminen, insbesondere Diaminen, mit
einem Unterschuß einer niedermolekularen Polyglycidylverbindung erhaltene feste Produkte. Für die
Herstellung dieser Härter-Voraddukte können verschiedene Aminoverbindungen verwendet werden:
1,2-, 1,3-oder 1,4-Diaminocyclohexan,
S-Aminomethyl-SÄS-trimethylcyclohexylamin,
4,4'-Diaminodicyclohexylmethan,
4,4'-Diaminodicyclohexylpropan,
S-Aminomethyl-SÄS-trimethylcyclohexylamin,
4,4'-Diaminodicyclohexylmethan,
4,4'-Diaminodicyclohexylpropan,
4,4'-Diamino-3,3'-dimethyIdicyclohexylmethan
und andere Polyaminodicycloalkylalkane, ferner polyaminoheterocyclische Verbindungen wie
N-Aminoäthylpiperazin und
2r3-Dimethyl-3-aminopropylpiperidin.
und andere Polyaminodicycloalkylalkane, ferner polyaminoheterocyclische Verbindungen wie
N-Aminoäthylpiperazin und
2r3-Dimethyl-3-aminopropylpiperidin.
Als Reaktionspartner für die Vorreaktion dient ein Unterschuß an z. B. Bisphenol-Α-Epoxidharz, Diglycidylestern
von cycloaliphatischen bzw. heterocyclischen Dicarbonsäuren (1,2-, 1,3- oder' 1,4-Dicarbonsäure),
Ν,Ν-Anilindiglycid, Ν,Ν-Cyclohexylamindiglyrid oder
andere Diglycidylverbindungen, welche mit Aminen bei Temperaturen bis 200° C ein festes Produkt geben.
Die Herstellung der Härterkomponente aus Amin mit
einem Unterschuß an Epoxidharz wird, vorzugsweise in Abwesenheit von Lösungsmitteln, entweder im Reaktionsgefäß
im allgemeinen bei Temperaturen zwischen 50 und 200° C, vorzugsweise zwischen 120 und 170° C, so
durchgeführt, daß die Aminoverbindung vorgelegt und die Polyglycidylverbindung portionsweise oder kontinuierlich
eingemischt wird, oder es werden die beiden Grundkomponenten kontinuierlich in einem dazu
geeigneten, bis auf 200° C aufgeheizten Reaktor durchgemischt und zur Reaktion gebracht Die Vorverlängerungsreaktion
läuft unter diesen Bedingungen praktisch quantitativ und führt zu gut lagerstabilen und
lichtstabilen Zwischenprodukten.
Die Vor Verlängerungsreaktion folgt z. B. etwa dem folgenden Schema:
2H2N-R-NH2+ (CH2
\ /
I O
I O
1 = H2N-R-NH-CH1-CH-CHr-R1-CH2-CH-CH2-NH-R-NH;
i I
OH OH
CH:
usw.
CH2-
>— O— ; H ; —OOC—<
H V-COO- usw.
Das Verhältnis zwischen Amino- und Epoxidgruppen im Ansatz liegt im Bereich 1,5 — 2,5, meist zwischen
1,75 — 2,25 und führt dementsprechend zu Produkten mil
verschiedenen Erweichungspunkten.
Als Füllmittel können Quarzmehl, Schiefermehl, gebranntes Kaolin, Kreidemehl, Wollastonit, Glimmer,
Alurraniumoxidtrihydrat, Diopsid, gemahlener Dolomit, Talkum, Bariumsulfat usw. verwendet werden, ferner
solche Stoffe, die zugleich als Verstärkungsmittel bo dienen, wie Asbest-Glas, Kohlenstoff und Borfasern,
organische Fasern, z. B. Holzmehl, Cellulose, Polyamid, Polyester und Polyacrylnitril. Auch Gemische derartiger
Füllmittel können eingesetzt werden. Als Gleitmittel kommen z. B. in Betracht: Stearate, wie Magnesium-,
t"> Calcium- und Zinkstearat, Stearinsäure, Bienenwachs,
Carnaubawachs, Paraffin und synthetische Wachse, z. B. auf Polyäthylen- oder Siliconbasis. Die Preßmassen
können auch noch zusätzlich feste Epoxidharze
enthalten.
Das Mischen der Komponenten bei der Herstellung
der erfindungsgemäßen Preßmassen kann mittels einer Kugelmühle oder einer ähnlichen Anlage, die eine
Zerkleinerung und Durchmischung der Preßmassenbestandteile erlaubt, erfolgen, ohne daß bei diesem Misch-
und Zerkleinerungsvorgang ein mehr als oberflächliches
Zusammenschmelzen der Harz- und Härterpartikeln erfolgt Die Komponenten sind das mit einem
Oberschuß an Bisphenol-A-Epoxidharzen oder epoxidiertem
Phenolphthalein und mit Polyaminen hergestellte Addukt, das freie Aminogruppen enthaltende
Addukt aus cycloaliphatische oder heterocyclische Gruppen aufweisenden Polyaminen mit Polyglycidylverbindungen,
mineralische oder organische pulver- oder faserförmige Füllmittel und gegebenenfalls andere
feste Epoxidharze und weitere in Preßmassen übliche Zusätze.
Harz und Härter liegen also in der fertigen Preßmasse überwiegend in getrennten Partikeln vor; sie
vermischen sich und reagieren erst beim Aufschmelzen unter der Einwirkung von Wärme und Druck in der zur
Verarbeitung verwendeten Presse oder Schneckenspritzgußmaschine. Das erhaltene feine pulverige
Produkt wird schließlich granuliert und weiterverarbeitet Die im Vergleich zu den aromatischen Aminen
erhöhte Reaktivität der hier eingesetzten cydoaliphatischen
Amine wirkt sich vorteilhaft in einer Verringerung der Preßzeiten aus. Die erfindungsgemäßen
Epoxidharz-Preßmassen haben gegenüber den auf B-Stufen basierenden Preßmassen aus niedermolekularen
Polyglycidyläthern von beispielsweise Bisphenol A und aromatischen Polyaminen den Vorteil der besseren
Lagerstabilität Sie sind auch lagerstabiler als die in der schweizerischen Patentschrift Nr. 4 87 835 beschriebenen,
nach dem B-Stufen-Verfahren aus flüssigem Epoxidharz und ebenfalls aus Isophorondiamin-Addukt
hergestellten Preßmassen. Das gleiche gilt beim Vergleich mit Preßmassen aus Triglycidylcyanurat oder
Triglycidylisocyanurat und cycloaliphatisch^ Polyaminen gemäß der schweizerischen Patentschrift
Nr. 4 59 563. Ein weiterer Vorteil gegenüber diesen Preßmassen ist die wesentlich geringere Neigung der
erfindungsgemäßen Preßmassen zum Ausschwitzen. Im Vergleich zu den ebenfalls lichtbogen- und kriechstromfesten
Preßmassen auf der Basis von Triglycidylisocyanurat gemäß der schweizerischen Patentschrift
Nr. 4 93 583 und der belgischen Patentschrift Nr. 7 20 286 zeichnen sich die erfindungsgemäßen
Preßmassen durch raschere Härtung, ferner durch niedrigere Wasseraufnahme, vor allem im Kochwasser,
und bessere dielektrische Eigenschaften der gehärteten Formmassen aus.
Die Reduktion des Gehaltes an aromatischen Anteilen im Vergleich zu den ähnlichen, mit aromatischen
Aminen gehärteten Produkten führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Kriechstrom- und
Lichtbogenfestigkeit So verbessern sich die nach dem KA-Verfahren gemessenen Lichtbogenfestigkeitswerte
(DIN 53 480, Juli 1964) von den ursprünglichen KA 1 bis KA 2 auf KA 3b bis KA 3c. Auch die Lichtbogenfestigkeit
nach ASTM weist bei den erfindungsgemäßen, mit den üblichen Füllstoffen gefüllten Preßmassen Werte
meist über 180 Sek. auf.
Die Formlinge sind durch eine sehr gute Stabilität gegen Sonnen- und UV-Strahlen gekennzeichnet und
behalten ihre ursprüngliche Farbe weitgehend auch nach einer längeren Bestrahlung.
Härter-Herstellung
Addukt A
Addukt A
476,8 g (2 Mol) 4,4'-Diamino-3,3'-dimethyIdicyclohexylmethan
werden in einem 1-Liter-Reaktionsgefäß vorgelegt und auf 1300C erwärmt Während ca. 30
Minuten werden 2843 g (1 Mol) Diglycidylester der 1,2-Cyclohexandicarbonsäure eingemischt und weitere
30 Minuten erwärmt Danach folgt die Abkühlung und
ίο das Mahlen des festen Produktes.
Eigenschaften:
Erweichungspunkt:
Schmelzpunkt:
Aminogruppenäquivalente/kg:
Addukt B
600C
73° C
5,94
73° C
5,94
420,7 g (2 Mol) 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan werden in einem 1-Liter-Reaktionsgefäß mit 374,5 g
Bisphenol-A-Epoxidharz (5,3 Epoxidgruppenäquivalente/kg) zusammengemischt und während 1 Stunde auf
1300C aufgewärmt. Nach 1 Stunde zusätzlicher Erwärmung wird das viskose Produkt abgekühlt und
pulverisiert
* Eigenschaften:
Erweichungspunkt: 66" C
Schmelzpunkt: 78° C
Aminogruppenäquivalente/kg: 3,71
Addukt C
59° C
700C
3,52
700C
3,52
4,4'- Diamino-33'-dimethyldicyclohexylmethan wird mit einem niedermolekularen Bisphenol-A-Epoxidharz
(5,34 Epoxidgruppenäquivalente/kg) im Molverhältnis 2:1 vorgemischt, in einem auf 150°C erwärmten
Schneckenreaktor kontinuierlich dosiert und das erhaltene feste Produkt pulverisiert
Eigenschaften:
Erweichungspunkt:
Schmelzpunkt:
Aminogruppenäquivalente/kg:
Addukt D
1142 g (10 Mol) 1,2-Diaminocyclohexan werden im
5-Liter-Reaktionsgefäß vorgelegt und bei 1300C 1026 g Ν,Ν-Anilindiglycid während 60 Minuten zugetropft
Nach 30 Minuten nachträglicher Erwärmung wird das viskose Produkt abgekühlt und zermahlen.
Eigenschaften:
Erweichungspunkt: 65° C
Schmelzpunkt: 79° C
Aminogruppenäquivalente/kg: 6,50
Addukt E
906 g (3,8 Mol) M'-Diamino-V-dimethyldicyclohexylmethan
werden in einem 2-Liter-Reaktionsgefäß vorgelegt und auf 13O0C erwärmt Dann werden 297 g
(1 Mol) Triglycidylisocyapurat in aufgeschmolzener Form (1200C) während 45 Minuten zugetropft und
eingemischt. Das nach der Abkühlung erhaltene Produkt wird pulverisiert.
Eigenschaften:
Erweichungspunkt: 700C
Schmelzpunkt: 55° C
Aminogruppenäquivalente/kg: 8,89
Addukt F
340,6 g (2 Mol) S-hexylamin werden in einem 1-Liter-Reaktionsgefäß auf
120° C erwärmt und unter stetigem Rühren während 30 Minuten 377,3 g Bisphenol-A-Epoxidharz (5,3 Epoxidgruppenäquivalente/kg)
zugetropft und eingemischt. Das erhaltene, nach der Abkühlung feste Produkt wird
pulverisiert.
Eigenschaften:
Erweichungspunkt: 63° C
Schmelzpunkt: 78°C
Aminogruppenäquivalente/kg: 4,18
AdduktG
228.4 g 1,2-Diaminocyclohexan werden im 1-Liter-Reaktionsgefäß
vorgelegt und bei 130° C 375 g Bisphenol-A.-Epoxidharz
(5,34 Epoxidgruppenäquivalente/kg) während 30 Minuten zugetropft und eingemischt. Nach
weiteren 30 Minuten zusätzlicher Erwärmung wird das Produkt abgekühlt und pulverisiert.
Eigenschaften:
Erweichungspunkt: 62° C
Schmelzpunkt: 78° C
Aminogruppenäquivalente/kg: 4,97
Addukt H
284.5 g l,3-Bis-(aminoäthyl)-cyclohexan werden in einem 1-Liter-Reaktionsgefäß auf 120°C erwärmt.
Unter stetigem Rühren werden während 50 Minuten 400 g Bisphenol-A-Epoxidharz (Epoxidäquivalente/kg
= 530) zugetropft und eingemischt. Das erhaltene, nach der Abkühlung feste Produkt wird pulverisiert
Erweichungspunkt:
Schmelzpunkt:
Aminogruppengehalt:
480C
58° C
4,2NH2Äqykg
58° C
4,2NH2Äqykg
Addukt 1
258,4 g N-Aminoäthylpiperazin werden in einem 1-Liter-Reaktionsgefäß auf 120° C erwärmt. Unter
stetigem Rühren werden 395 g Bisphenol-A-Epoxidharz (EpoxidäqAg=5,30) während 45 Minuten zugetropft
und eingemischt Das nach 30 Minuten zusätzlicher Erwärmung auf 130° C und anschließender Abkühlung
Beispiele für die Harzadduktherstellung
Beispiel I
Beispiel I
1000 g eines flüssigen Bisphenol-A-Epoxidharzes mit einem Gehalt von 5,35 Epoxidäquivalenten/kg und einer
Viskosität bei 25° C von 13 500 cP (weiter kurz als Harz
A bezeichnet) werden in einem 2-Liter-Reaktionsgefäß vorgelegt und im ölbad auf 140° C erwärmt Während
45 Minuten werden 100 g 4,4'-Diaminodiphenylmethan
ίο (10,00 NH2/kg) in aufgeschmolzener Form 100"C warm
eingemischt. Die Zugabegeschwindigkeit wird so geregelt, daß die Temperatur der Reaktionsmischung
nicht über 170° C steigt Nach weiteren 30 Minuten Erwärmung bei derselben Temperatur wird die
erhaltene viskose Flüssigkeit abgekühlt und das hellgelbe, harzartige und spröde Produkt zermahlen.
Eigenschaften des Produktes:
Epoxidgruppenäquivalente/kg: 3,00
Erweichungspunkt (n. Kofler): 58° C
Schmelzpunkt (n. Kofler): 72° C
1000 g Epoxidharz A (siehe Beispiel I) werden in einem 2-Liter-Reaktionsgefäß vorgelegt und auf 115°C
erwärmt. Während 40 Minuten werden unter stetigem Rühren 115 g 4,4'-Diamino-3,3'-Dimethyl-dicyclohexylmethan
(8,4 NH2/kg) so schnell zugetropft, daß die Temperatur der Mischung nicht über 1400C steigt. Nach
jo weiteren 10 Minuten Erwärmung wird das Produkt abgekühlt und zermahlen.
Eigenschaften:
Epoxidgruppenäquivalente/kg: 3,06
Erweichungspunkt: 58° C
Schmelzpunkt: 73° C
500 g eines epoxidierten Phenolphthaleins (EpoxidäqAg
= 4,15; Erweichungspunkt = 53° C) werden in einem 1-Liter-Reaktionsgefäß aufgeschmolzen und auf
140° C erwärmt Während 60 Minuten werden unter stetigem Rühren 20 g 4,4'-Diaminodiphenylmethan
(10,00 Aminogruppenäqykg) in geschmolzenem Zustand so schnell zugetropft, daß die Temperatur ^er
Mischung nicht über 160°C steigt Nach weiteren 20 Minuten Erwärmung wird das Produkt abgekühlt und
zermahlen.
Itene feste Produkt wird zermahlen. | 51"C | so Eigenschaften: | 3,2 |
62° C | Epoxidgruppenäquivalente/kg: | S5=C | |
Erweichungspunkt: | 4,4 | Erweichungspunkt: | 97° C |
Schmelzpunkt: | Schmelzpunkt: | ||
Aminogruppenäquivalente/kg: | |||
55 Beispiele für die Preßmassenherstellung | |||
Addukt K | Beispiel 1 | ||
340 g 23-Dimethyl-3-aminopropylpiperidm werden
in einem 1-Liter-Reaktionsgefäß auf 1300C erwärmt
Unter stetigem Rohren werden 390 g Bisphenol-A-Epoxidharz (Epoxidäquivalente/kg=535) während 45 Minuten
zusätzlicher Erwärmung zugetropft und eingemischt Das nach 30 Minuten zusätzlicher Erwärmung
auf 130° C erhaltene feste Produkt wird zermahlen.
Erweichungspunkt:
Schmelzpunkt:
Aminogruppenäquivalente/kg:
55°C
68° C
68° C
83 g Härter-Addukt A werden mit 217 g eines festen Harzadduktes mit einem Epoxidgehalt=3,00Äq7kg
und einem Schmelzpunkt=700C (hergestellt aus Bisphenol-A-Epoxidharz
mit einem Unterschuß an 4,4'-Diarninodiphenylmethan), mit 690 g Quarzmehl, 5 g
Carnaubawachs und 5 g Gasruß in einer 4,5-Liter-Kugelmühle
während 6 Stunden zusammengemischt und gemahlen.
Die erhaltene pulverige Preßmasse wird tablettiert oder granuliert und im 1500C warmen Preßwerkzeug
durch Kompressions- oder Spritzgußverfahren verar-
beitet An den erhaltenen Prüfkörpern sind die folgenden Werte gemessen worden:
Biegefestigkeit (DIN) | 950 kp/cm2 |
Schlagzähigkeit (DIN) | 8 kpcm/cm2 |
Wärmeformbeständigkeit | |
nach Martens (DIN) | 115°C |
Wasseraufnahme (DIN) | 8 mg . |
El. Durchgangswiderstand | 5· 10'sOhn |
Verlustfaktor (50 Hz) tg ö | 0,007 |
Kriechstromfestigkeit (VDE) | KA 3c |
Beispiel 2 |
Biegefestigkeit (DIN)
Schlagzähigkeit
Wärmeformbeständigkeit
nach Martens (DIN)
Wasseraufnahme (DIN)
El. Durchgangswiderstand
Verlustfaktor (50 Hz)IgO
Kriechstromfestigkeit (VDE)
Schlagzähigkeit
Wärmeformbeständigkeit
nach Martens (DIN)
Wasseraufnahme (DIN)
El. Durchgangswiderstand
Verlustfaktor (50 Hz)IgO
Kriechstromfestigkeit (VDE)
700 kp/cm2
6 kpcm/cm2
6 kpcm/cm2
1200C
12 mg
5· 10'< Ohm cm
0,015
KA 3c
70 g Addukt G werden mit 230 g eines festen, mit 4,4'-Diaminodiphenylmethan vorverlängerten Bisphenol-A-Epoxidharzes
(Epoxidgruppenäquivalente/
kg = 3), weiter mit 693,0 g chamotisiertem Kaolin, 10 g Zinkstearat und 10 g Gasruß in einer 4,5-Liter-Kugelmühle
während 8 Stunden zusammengemischt. Die erhaltene pulverige Preßmasse wird granuliert und wie
im Beispiel 1 verarbeitet
Biegefestigkeit (DIN) 1150 kp/cm2
Schlagzähigkeit (DIN) 8 kpcm/cm2
Wärmeformbeständigkeit
nach Martens (DIN) 118°C
Wasseraufnahme (DIN) 7 mg
El. Durchgangswiderstand 5 · ΙΟ15 Ohm
Verlustfaktor (50 Hz) tg <5 0,005
Kriechstromfestigkeit (VDE) KA 3b
cm
77 g Addukt I werden mit 223 g eines festen, mit
4,4'-Diaminodiphenylmethan vorverlängerten Bisphenol-A-Epoxidharzes
(Epoxidäq./kg=3,00), weiter mit 400 g Glasfaser, 290 g Kaolin, 3 g »OP-Wachs« (ein
teilweise verestertes Polyäthylenwachs), 2 g Gasruß und 5 g Titanweiß in einer 4,5-Liter- Kugelmühle während 15
Stunden zusammengemischt Die erhaltene pulverige Epoxid-Preßmasse wird granuliert und wie im Beispiel 1
weiterverarbeitet
Biegefestigkeit (DIN)
Schlagzähigkeit
Wärmeformbeständigkeit
nach Martens (DpO
EL Durchgangswiderstand
Verlustfaktor (50 Hz) tg δ
Kriechstromfestigkeit (VDE)
10
50 g Addukt E und 250 g eines festen Adduktes aus Bisphenol-A-Epoxidharz mit einem Unterschuß an
4,4'-Diaminodipheny!su!fon (Epoxidgruppenäquivalente/kg=3,00,
Schmelzpunkt =-75°C) werden mit 300 g Talk, 385 g Kaolin, 10 g Zinkstearat und 5 g Gasruß in
einer 4,5-Liter-Kugelmühle 10 Stunden gemahlen und gemischt Die erhaltene Preßmasse wird granuliert und
in einer Preßform 10 Minuten bei 1500C verpreßt
88 g Härteraddukt F werden mit 242 g eines festen Harzadduktes mit Epoxidäq7kg = 3,00 (hergestellt aus
Bisphenol-A-Epoxidharz mit Unterschuß an 4,4'-Diaminodiphenylmethan),
663 g cham. Kaolin, 20 g »OP-Wachs« (ein teilweise verestertes Polyäthylenwachs)
und 50 g Gasruß während 6 Stunden in einer 4,5-Liter-Kugelmühle gemahlen und zusammengemischt
Die Lagerstabilität des gemäß Beispiel 5 erhaltenen Produktes wird mit derjenigen eines Produktes gemäß
der schweizerischen Patentschrift Nr. 4 87 835 verglichen. Dieses Vergleichsprodukt wird wie folgt hergestellt:
! 16,2 g Härteraddukt F werden in einem Doppelmuldenkneter
mit 213,8 g flüssigem niedermolekularem Bisphenol-A-Epoxidharz (Epoxidäq7kg = 5,30), 663 g
Kaolin cham., 20 g »OP-Wachs« und 50 g Gasruß während 20 Minuten geknetet und anschließend 24
Stunden lang bei Raumtemperatur gehalten. Die erst flüssige Masse geht in festen, spröden Zustand über. Die
Preßmassen werden nach einer Lagerung bei zwei verschiedenen erhöhten Temperaturen verglichen,
indem die Lagerstabilität nach der Spiralmethode gemessen wird. Es wird eine IBM-Spirale mit halbrundem
Kanal mit einem Durchmesser von 3,17 mm und ein Druck von 180 kg/cm2 verwendet. Für das Produkt nach
Beispiel 5 und das Vergleichsprodukt werden folgende Fließwege, in cm gemessen, festgestellt:
J5
Spiralfluß (Stufe II)
tel quel
tel quel
(Werkzeugtemperatur 1500C)
4« nach 24 h/40DC
nach24h/50°C
nach24h/50°C
Beispiel 5 Vergleichsprodukt
14,4 cm 1,7 cm
14,4 cm
11 cm
11 cm
Ocm
0 cm
0 cm
Die besseren Werte der erfindungsgemäßen Preßmasse sind offensichtlich.
196 g eines Harzadduktes aus niedermolekularem Bisphenol-A-Epoxidharz und 4,4'-Diaminodiphenylmethan
mit einem Epoxidgruppengehalt von 3,0 Äquivalenten/kg werden mit 64 g des Härteadduktes C, 500 g
Wollastonit 230 g Aluminiumoxidtrihydrat 5 g »OP-Wachs« und 3 g eines Pigmentes aus gebrannter Siena
und Umbra 1 :1 in einer 4,5-Liter-Kugelmühle während 15 Stunden gemahlen und dann granuliert Es entsteht
eine schnellhärtende, lagerstabile und zugleich unbrennbare Epoxjdpreßmasse mit sehr guter Kriechstromfestigkeit
60 Biegefestigkeit (DIN) | 1050 kp/cm2 | |
900 kp/cm2 | Schlagzähigkeit | 9,8 kpcm/cm2 |
7 kpcm/cm2 | Wärmeformfähigkeit | |
nach Martens | 126°C | |
1100C | EL Durchgangswiderstand | 8- 10nOhm-cm |
5- 1014OhIn-Cm | 65 Verlustfaktor (50 Hz) tg<5 | 0,028 |
0,025 | Kriechstromfestigkeit (VDE) | KA 3c |
KA 3c | Lichtbogenfestigkeit ASTM | 192 Sek. |
88 g Härttraddukt F werden zusammen mit 250 g chamotisiertem Kaolin in einer Kugelmühle gemischt.
In einer andern Kugelmühle (4,5 Liter) werden 242 g eines festen Harzadduktes mit Epoxidgruppenäquivalenten/kg
= 3,00 (hergestellt aus Bisphenol-A-Epoxidharz mit einem Unterschuß an 4,4'-Diaminodiphenylmethan)
zusammen mit 423 g chamotisiertem Kaolin, 2 g »OP-Wachs« (siehe Beispiel 5) und 5 g Gasruß während
5 Stunden gemahlen. Die so erhaltenen Vormischungen werden dann zusammen in eine Kugelmühle gegeben
und 1 Stunde weiterzusammengemischt.
Biegefestigkeit (DlN) | 1300kp/cm2 |
Schlagzähigkeit (DIN) | Hkpcm/cm2 |
Wärmeformbeständigkeit | |
nach Martens (DIN) | 115°C |
El. Durchgangswiderstand | 3· 10'5Ohm .cm |
Verlustfaktor (50 Hz) tg δ | 0,01 |
Kriechstromfestigkeit (VDE) | KA 3c |
Lichtbogenfestigkeit (ASTM) | 190 Sek. |
64 g Härteraddukt C werden zusammen mit 196 g eines festen Harzadduktes (aus Bisphenol-A-Epoxidharz
mit Unterschuß an 4,4'-Diaminodiphenylmethan) mit einem Epoxidgruppenäquivalenten/kg = 3,00, mit
500 g Wollastonit, 5 g »OP-Wachs« und 3 g Gasruß in einer 4,5-Liter-Kugelmühle während 8 Stunden gemahlen.
Dann werden 230 g gemahlene Glasfasern in die gelbe Kugelmühle zugegeben und alles zusammen
während weiteren 2 Stunden gemahlen. Das erhaltene Produkt wird granuliert.
Biegefestigkeit (DlN) | 1250kp/cm2 |
Schlagzähigkeit (DIN) | 12,8kp/cm2 |
Wärmeformbeständigkeit | |
nach Martens (DIN) | 118"C |
El. Durchgangswiderstand | 8 · lO^Ohm |
Verlustfaktor (50 Hz)IgO | 0,009 |
Kriechstromfestigkeit (VDE) | KA 3c |
Lichtbogenfestigkeit (ASTM) | 188 Sek. |
Claims (1)
1. Lagerstabile, schnellhärtende Epoxidharzpreßmassen,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
a) freie Epoxidgruppen enthaltenden Addukten aus niedermolekularen Bisphenol-A-Epoxidharzen
oder epoxidiertem Phenolphthalein und Polyaminen,
b) freie Aminogruppen enthaltenden Addukten aus cycloaliphatische oder heterocyclische
Gruppen aufweisenden Polyaminen mit PoIyglycidylverbindungen
als Härtern, wobei für die Adduktbildung Polyamin und Polyglycidylverbindung
in solchen Mengen eingesetzt worden sind, daß das Verhältnis der Zahl der an den
Aminstickstoffatomen reaktionsfähigen Wasserstoffatome zu derjenigen der Epoxidgruppen
im Bereich von 3 :1 bis 5 :1 liegt,
c) mineralischen oder organischen pulver- oder faserförmigen Füllmitteln und
d) gegebenenfalls anderen festen Epoxidharzen und weiteren in Preßmassen üblichen Zusätzen
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