DE2305254A1

DE2305254A1 - Schichtpresstoffe

Info

Publication number: DE2305254A1
Application number: DE19732305254
Authority: DE
Inventors: M Theodor Dr Siepmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1973-02-02
Publication date: 1974-08-22
Also published as: DE2305254B2

Description

Schichtpreßstoffe Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind wärmefeste Schichtpreßstoffe mit hohen elektrischen Werten, das Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung der erhaltenen Schichtpreßstoffe für gedruckte Schaltungen.
Es ist bekannt, Trägermaterial, wie z.B. Glasseidengewebe, mit einem Epoxydharz, das ein Epoxydäqaivalent von etwa 18o - 21o besitzt, unter Härtung mit üblichen aromatischen Härtern zu imprägnieren. Für die Harzhärtung wurden übliche Beschleuniger, wie æ.B.
BF3-Aminkomplexe, benutzt. Die Reaktivität zwischen Epoxydharz und Härter ist gering, und die erwähnten Beschleuniger erwiesen sich auch nicht als befriedigend.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich die Reaktivität der Harz-Härtermischung erheblich steigern, und die Geschwindigkeit der Imprägnierung des Trägermaterials steigt auf eine bisher nicht erreichte Höhe.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß-man übliche Träger, vorzugsweise Glasseidengewebe, mit einer Lösung, die Epoxydharze, Novolake, übliche aromatische Härter und übliche Beschleuniger in einem üblichen Lösungsmittel oder Losungsmittelgemisch enthält, imprägniert, worauf der imprägnierte Träger unter Druck und Hitze-verpreßt wird. Durch Mitverwendung von halogenierten, insbesondere bromierten Epoxyden kann man erreichen, daß der erhaltene Schichtpreßstoff nicht nur wärmefest, sondern auch nichtbrennbar ist.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Lösungsmittel sind beispielsweise Toluol, Acetons Dimethylformamid oder Mischungen derselben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können handelsübliche Époxydharze, die ein Epoxydäquivalent von 18° - Sto aufweisen, eingesetzt werden. Um nichtbrennbare Schichtpreßstoffe zu erzielen, verwendet man halogenierte, vorzugsweise bromierte Epoxydharze.
Sie sollen einen Bromgehalt von vorzugsweise mindestens 40 % besitzen, und die höher bromierten Produkte kennen Epoxydäquivalente bis zu 320 - 330 aufweisen. Es eignen sich beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung Rütapox 0164 von der Firma Bakelite-Gesellschaft und DER 542 von der Dow Chemical vertriebene Epoxydharze.
Als Epoxydharze können ferner auch epoxydierte Novolake Verwendung finden.
Auch halogenierte Epoxydharze, die, ausgehend von Tetrabrom-bisphenol-A oder Tetrachlor-bis-phenol-A, hergestellt werden, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung finden. So kann man durch Direktkondensation von 130 Gew.-Teilen Tetrabrom-bisphenel-A und 450 Gew.- Teilen Epichlorhydrin ein bromiertes Epoxydharz mit einem Bromgehalt ton 44 bis 45 % erhalten. Dabei werden die Ausgangsstoffe in einem Reaktionsgefäß auf Siedetemperatur gebracht, worauf unter stetiger Wasserabscheidung eine 41 Gew.-Telle NaOH enthaltende Lösung während 3 Stunden zugetropft wird. Nach weiterer Kondensationszeit von etwa 2 Stunden bei Siedetemperatur wird überschüssiges Epichlorhydrin abdestilliert und das erhaltene Harz durch Waschen mit Wasser von NaCl befreit.
Man kann aber auch bromierte Epoxyde durch nachträglichen Einbau von Tetrabrom-bis-phenol-A in Bis-phenol-A-diclycidyläther erhalten.
Zur Herstellung eines flüssigen Epoxydharzes mit einem Epoxydäquivalent von 18o - 21o wird Bis-phenol-A mit einem großen Überschuß von Epichlorhydrin bei langsamer Zuführung von etwa der theoretischen Menge von 5o%iger Natronlauge kondensiert> wobei das sich bildende Wasser laufend abgeschieden wird. Während der Reaktion fällt NaCl aus, welches durch Filtration oder Auswaschen entfernt wird. Das überschüssige Epichlorhydrin wird durch Vakmumdestillation entfernt. Zum Einsatz gelangen zeB. 1 Mol Bis-phenol-A, 4 Mol Epichlorhydrin und 2,1 Mol NaOH. In ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben kann man, ausgehend von Tetrabrom-bisphenol-A, ein bromiertes Epoxyd erhalten.
Neben dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Epoxydharz kann man zusätzlich auch Bis-phenol-A, gegebenenfalls halogeniertess z.B. bromiertes, Bis-phenol-A, verwenden.
Die erfindungsgemäß benutzten Novolake wirken als Härter für die Epoxydharze. Ihre Besonderheit liegt darin, daß sie die Härtung beschleunigen, was die Möglichkeit zur Erhöhung der Imprägniergeschwindigkeit schafft. Sie dürften mit die Ursache sein, daA die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Schichtpreßstoffe sowohl in elektrischer wie auch mechanischer Hinsicht Spitzenwerte besitzen.
+ vorteilhaft in Verbindung mit einem tertiären Amin Zum Einsatz kommen Novolake auf der Basis von Phenol, Kresol, Xylol oder dergl.; als besonders vorteilhaft haben sich Novolake auf Phenolbasis erwiesen.
Bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren solche Novolake, bei deren Herstellung Säuren, die sich bei den angewandten Reaktionstemperaturen zersetzen, wie organische Säuren, vorzugsweise Oxalsäure, verwendet.
Eine Herstellungsweise unter Verwendung von Oxalsäure ist die folgende: ioo kg Phenol, 55 - 7o kg Formaldehyd (4o%ig) und etwa 1 kg Oxalsäure werden soweit kondensiert, bis der Jeweils gewünschte Schmelzpunkt erreicht ist. Das entstehende Wasser wird durch Vakuumdestillation entfernt.
Als übliche Härter für die Epoxydharze werden aromatische Säureanhydride, aromatische Diamine und vorzugsweise Diamino-diphenyl sulfon verwendet.
Als übliche Beschleuniger kommen für die Durchführung des erf indungsgemäßen Verfahrens tertiäre Amine in Betracht. Als besonders günstig hat sich Benzyl-dimethylamin erwiesen.
Der Gehalt an Novolak und Beschleuniger ist so zu wählen, daß die Härtung des Epoxydharzes über das mit üblichen Härtern nach dem Stand der Technik erreichte Ausmaß beschleunigt wird.
Außer Glasseidengewebe kommen als Trägermaterial auch Asbestgewebe, Glasgewebe, Glasvliese, Glasmatten, Kohlenstoffasern und analoge Träger in Betracht.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens mögen die in den folgenden Beispielen erwähnten Zusammensetzungen dienen. In einem Lösungsmittelgemisch aus Toluol, Aceton und Dimethylformamid werden gelöst: Beispiel 1 ioo kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent l9o) 25 kg Diamino-diphenyl-sulfon 18 kg Novolak (Phenolbasis) o,1 kg Benzyl-dimethylamin Beispiel 2 5o kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent l9o) 4o kg bromiertes Epoxydharz (ca. 45 % Bromgehalt; Epoxydäquivalent 330) 2o kg Diamino-diphenyl-sulfon 17 kg Novolak (auf Phenolbasis) 0,1 kg Benzyl-dimethylamin Beispiel 3 ioo kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent l9o) 1o kg Bis-phenol-A 25 kg Diamino-diphenyl-sulfon 18 kg Novolak (auf Phenolbasis) o,1 kg Benzyl-dimethylamin Beispiel 4 50 kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent l9o) 50 kg bromiertes Epoxydharz (ca. 45 , Bromgehalt, Epoxydäquivalent 33°) 1o kg Bis-phenol-A 20 kg Diamino-diphenyl-sulfon 17 kg Novolak (auf Phenolbasis) o,1 kg Benzyl-dirnethylamin Beispiel 5 100 kh Epoxydharz (Epoxydäquivalent 190) 3o kg Bis-phenol-A 25 kg Diamino-diphenyl-sulfon 18 kg Novolak (auf Phenolbasis) 0,1 kg Benzyl-dirnethylamin Beispiel 6 50 kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent l9o) 50 kg bromiertes Epoxydharz (ca. 45 % Bromgehalt; Epoxydäquivalent 33°) 3o kg Bis-phenol-A 20 kg Dimino-diphenyl-sulfon 17 kg Novolak (auf Phenolbasis) 0,1 kg Benzyl-dimethylamin.
Die ir vorstehenden beschriebenen Lösungen werden so eingestellt, bis vorzugsweise eine Viskosität von ca. 16 Sekunden, gemessen mit dem DIN-Becher in 4 mm Düse, erreicht wird. Mit der erhaltenen Lösung wird der Träger in üblichen Imprägnieranlagen imprägniert und anschließend bei erhöhter Temperatur, z.B. bei 175°C, getrocknet. Bezogen auf das Gewicht des Trägers soll der Gehalt an Feststoffen 35 bis 45 % und vorzugsweise 38 % betragen.
Infolge der ausgezeichneten elektrischen Werte der Wärmefestigkeit, der guten Bearbeitbarkeit und gegebenenfalls der Nichtbrennbarkeit der erfindungsgemäßen Schicktstoffe können sie für gedruckte Schalzungen eingesetzt werden, wobei sie einseitig oder beidseitig metallkaschiert werden. Die Metallkaschierung kann aus einer stromlos oder galvanisch auf den erfindungsgemäßen Schichtpreßstoff aufgebrachten metallischen Schicht bestehen.

Claims

Fatentansprüche

1) Verfahren zur Herstellung von wärmefesten Schichtpreßstoffen mit hohen elektrischen Werten, dadurch gekennzeichnet, daß man übliche Träger, vorzugsweise Glasseidengewebe, mit einer Lösung, die Epoxydharze, Novolake, übliche aromatische Härter und übliche Beschleuniger, in einem üblichen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch enthält, imprägniert, worauf der imprägnierte Träger unter Druck und Hitze verpreßt wird.

2) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz ein halogeniertes, vorzugsweise bromiertes Epoxydharz. ist.

3) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz ein epoxydiertes Novolak ist.

4) Verfahren gemaß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Novolak ein Novolak auf Phenolbasis ist.

5) Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bromierte Epoxydharz einen Bromgehalt von mindestens 4o % besitzt und ein Epoxydäquivalent von 32o - 33o auSweist,

6) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Epoxydharz Bis-phenol-A bzw. ein halogeniertes Bis-phenol-A verwendet wird.

7) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz ein bromiertes Epoxydharz auf Bis-phenol-A-Basis ist.

8) Schichtpreßstoff, dessen Imprägnierung aus mit üblichen Härtern und Novolaken gehärtetem Epoxydharz und gegebenenfalls üblichen Beschleunigern besteht.

9) Schichtpreßstoff gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz ein halogeniertes Epoxydharz, insbesondere ein bromiertes Epoxydharz mit einem Bromgehalt von vorzugsweise mindestens 4o ffi ist.

1o) Schichtpreßstoff gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Feststoffen, bezogen auf das Gewicht des Trägers, 35 bis 45 ß und vorzugsweise 38 ffi beträgt.

11) Schichtpreßstoff nach den Ansprüchen 8 bis lo, gekennzeichnet durch eine einseitige oder beidseitige Metallkaschierung.

12) Verwendung von metallkaschiertem Schichtpreßstoff gemäß Anspruch 11 für gedruckte Schaltungen.