DE2305254B2

DE2305254B2 - Schichtpresstoffe

Info

Publication number: DE2305254B2
Application number: DE19732305254
Authority: DE
Inventors: Theodor M. Dr. 8901 Augsburg Siepmann
Original assignee: Ferrozell-Gesellschaft Sachs & Co Mbh, 8900 Augsburg
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1973-02-02
Publication date: 1977-03-10
Also published as: DE2305254A1

Description

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 Epoxydäquivalent von etwa 180-210 besitzt, unter Härtung mit üblichen aromatischen Härtern zu imprägnieren. Für die Harzhärtung wurden übliche Beschleuniger, wie z. B. BFj-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 Trägermaterial 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 4s aromatische Härter und übliche Beschleuniger in einem üblichen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch 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 wärmetest. sondern auch nichtbrennbar ist.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Lösungsmittel sind beispielsweise Toluol, Aceton, Dimethylformamid oder Mischungen derselben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können handelsübliche Epoxydharze, die ein Epoxydäquivalent von 180-210 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 können Epoxydäquivalente bis zu 320-330 aufweisen.

Als Epoxydharze können ferner auch epoxydierte Novolake Verwendung finden.

Auch halogenierte Epoxydharze, die, ausgehend von Tetrabrom-bis-phenoi-A oder Tetrachlor-bis-phenol-A, hergestellt werden, können bei dem erfmdungsgemäßen Verfahren Verwendung finden. So kann man durch Direktkondensation von 130 Gew.-Teüen Tetrabrombis-phenol-A und 450 Gew.-Teilen Epichlorhydrin ein bromiertes Epoxydharz mit einem Bromgehalt von 44 bis 45% erhalten. Dabei werden die Ausgangsstoffe in einem Reaktionsgefäß auf Siedetemperatur gebracht, worauf unter stetiger Wasserabscheidung eine 41 Gew.-Teile NaOH enthaltende Lösung während 3 Stunden zugetropft wird. Nach weiterer Kondensationszeit von etwa 2 Stunden bei Siedetemperatur wird überschüssiges Epichlorhydrin abdestilUert und das erhaltene Harz durch Waschen von NaCl befreit

Man kann aber auch bromierte Epoxyde durch nachträglichen Einbau von Tetrabrom-bis-phenol-A in Bis-phenoI-A-diciycidyläther erhalten.

Zur Herstellung eines flüssigen Epoxydharzes mit einem Epoxydäquivalent von 180-210 wird Bis-phenol-A mit einem großen Überschuß von Epichlorhydrin bei langsamer Zuführung von etwa der theoretiscnen Menge von 50%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 Vakuumdestillation entfernt Zum Einsatz gelangen z. B. 1 Mol Bis-phenol-A, 4 Mol Epichlorhydrin und 2,1 Mol NaOH. In ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben kann man, ausgehend von Tetrabrom-bis-phenol-A. ein bromiertes Epoxyd erhalten.

Neben dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Epoxydharz kann man zusätzlich auch Bis-phenol-A, gegebenenfalls halogeniertes, z. B. bromiertes. Bis-phenol-A, verwenden.

Die erfindungsgemäß benutzten Novolake wirken als Härter für die Epoxydharze. Ihre Besonderheit liegt darin, daß sie vorteilhaft in Verbindung mit einem tertiären Amin die Härtung beschleunigen, was die Möglichkeit zur Erhöhung der Imprägniergeschwindigkeit schafft Sie dürften mit die Ursache sein, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Schichtpreßstoffe sowohl in elektrischer wie auch mechanischer Hinsicht Spitzenwerte besitzen.

Zum Einsatz kommen z. B. Novolake auf der Basis von Phenol. Kresol oder Xylol; 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, eingesetzt wurden, wie organische Säuren, vorzugsweise Oxalsäure, verwendet.

Eine Herstellungsweise unter Verwendung von Oxalsäure ist die folgende:

100 kg Phenol. 55-70 kg Formaldehyd (40% ig) und etwa 1 kg Oxalsäure werden so weit 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-diphenylsulfon verwendet

Als übliche Beschleuniger kommen für die Durchführung des erfindungsgemäßen 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 Epoxyharzes 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

100 kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent 190) 25 kg Diamino-diphenyl-sulfon 18 kg Novolak (Phenolbasis)
0,1 kg Benzyl-dimethylamin

Beispiel 2

50 kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent 190) 40 kg bromiertes Epoxydharz (ca. 45% Bromgehalt;

Epoxydäquivalent 330)
20 kg Diamino-diphenyl-sulfon

17 kg Novolak (auf Phenolbasis)

0,1 kg Benzyl-dimethylamin

Beispiel 3

100 kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent 190) 10 kg Bis-phenol-A
25 kg Diamino-diphenyl-suSfon

18 kg Novolak (auf Phenolbasis) 0,1 kg Benzyl-dimethylamin

Beispiel 4

50 kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent 190) 50 kg bromiertes Epoxydharz (ca. 45% Bromgehalt;

Epoxydäquivalent 330)
10 kg Bis-phenol-A

20 kg Diamino-diphenyl-sulfon

17 kg Novolak (auf Phenolbasis)
0,1 kg Benzyl-dimethyiamin

Beispiel 5

1OO kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent 190)
30 kg Bis-phenol-A
25 kg Diamino-diphenyl-sulfon

18 kg Novolak (auf Phenolbasis)
0,1 kg Benzyl-dimethylamin

Beispiel 6

50 kg Epoxydharz (Epoxydäquivalent 190)

50 kg bromiertes Epoxydharz (ca. 45% Bromgehalt;

Epoxydäquivalent 330)
30 kg Bis-phenol-A
20 kg Diamino-diphenyl-sulfon
17 kg Novolak (auf Phenolbasis)
0,1 kg Benzyl-dimethylamin.

Die im 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 Schichtstoffe können sie für gedruckte Schaltungen 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

,..- Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von wäirmefesten Schichtpreßstoffen mit hohen elektrischen Werten durch Imprägnieren üblicher Träger mit einer Lösung, die Epoxidharze und Phenolharze in einem üblichen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgeaäsch enthält, worauf der getrocknete imprägnierte Träger unter Druck und Hitze verpreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung eine Kombination aus Novolak und einem üblichen Beschleuniger sowie einen üblichen aromatischen Härter enthält

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da8 die Lösung eine Kombination aus Novolak und einem tertiären Amin enthält

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß als Träger Glasseidengewebe verwendet wird.