JP5476461B2 - 硬化性システム - Google Patents
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Description
シリコーンプロセス法の分野では、2種の組成物をスタティックミキサーで脱気もしくは予備撹拌することなく、個々の供給容器から周囲温度にて金型中にポンプ移送するという硬化性システムである。混合・投入装置は、金型中に注入することができる反応性混合物を調製すべく2種の組成物を処理するための要件を満たすに足る装置である。製造しようとする物品のサイズに応じて、それぞれの体積量を、スタティックミキサーを介して金型中に注入する。
I)分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物と、それぞれエピクロロヒドリンおよびβ−メチルエピクロロヒドリンとの反応によって得られるポリグリシジルエステルおよびポリ(β−メチルグリシジル)エステル。この反応は、塩基の存在下で行うのが有利である。
芳香族ポリカルボン酸(例えば、フタル酸、イソフタル酸、またはテレフタル酸)、ならびに部分水素化芳香族ポリカルボン酸(例えば、テトラヒドロフタル酸や4−メチルテトラヒドロフタル酸)も使用することができる。
上記化合物の不飽和脂肪酸基のオレフィン性二重結合を、公知の方法にしたがって〔例えば、過酸化水素(必要に応じて触媒の存在下で)、アルキルヒドロペルオキシド、または過酸(例えば、過ギ酸や過酢酸)との反応によって〕エポキシ化することができる。完全エポキシ化油も、そしてまだ遊離二重結合を含有する部分エポキシ化誘導体も、本発明の範囲内にて成分a−1)として使用することができる。
組成物(A)及び/又は組成物(B)は、互いに独立して、金属粉末、木粉、ガラス粉末、ガラスビーズ、半金属酸化物、金属酸化物、金属水酸化物、半金属窒化物、金属窒化物、半金属炭化物、金属炭化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、天然鉱物、および合成鉱物からなる群から選択される1種以上のフィラーを含む。
好ましい実施態様によれば、硬化性システムは、1〜300μm(さらに好ましくは5〜20μm)の範囲の平均粒径d50(ISO 13320−1:1999に従って測定)を有する1種以上のフィラーを含む組成物(A)及び/又は組成物(B)を含んでなる。
環状カルボン酸無水物が特に好ましい。
特に好ましいのは、スイスのHuntsman社からAraldite(登録商標)HY925の商品名で市販されている、無水メチルテトラヒドロフタル酸とグリコールとの反応生成物である。
本発明の意義の範囲内にて、カルバメートは、少なくともウレタン基またはカルバミド基を有する化合物に対する総称である。
好ましい実施態様によれば、本発明の硬化性システムの組成物(B)は、1種以上の有機チキソトロープ剤を、組成物(B)の総重量を基準として0.1〜10重量%(好ましくは0.5〜8重量%、さらに好ましくは1〜6重量%)の範囲の量にて含む。
本発明の組成物は、必要に応じて、硬化促進剤を追加成分として含む。好適な促進剤は当業者に公知である。例としては、アミン(特に第三アミン)と三塩化ホウ素もしくは三フッ化ホウ素との錯体;第三アミン(例えばベンジルジメチルアミン);ウレア誘導体(例えばN−4−クロロフェニル−N’,N”−ジメチルウレア(モニュロン));および未置換もしくは置換イミダゾール類(例えば、イミダソールや2−フェニルイミダゾール);などを挙げることができる。
硬化促進剤は通常、エポキシ樹脂100重量部当たり0.1〜20重量部の量にて使用する。
好ましい実施態様によれば、本発明の製造方法は、a)000000本発明の硬化性システムの組成物(A)と組成物(B)とを含む混合物を調製する工程;b)120〜170℃の範囲の温度を有する予熱形態物中に該混合物を注入する工程;c)該混合物を少なくとも部分的に硬化させる工程;d)予熱形態物から取り出す工程;およびe)部分的に硬化した混合物を、必要に応じて後硬化させる工程;を含む。
本発明のさらなる実施態様は、本発明の方法によって得られる硬化物を電気絶縁体として使用することである。
組成物R1の作製
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に、419.5gのエポキシ樹脂〔Araldite(登録商標)CY225〕、2.0gのAerosil(登録商標)R202、2.0gのDynasylan(登録商標)GLYMO、1.0gのBYK(登録商標)A501、3.0gのBayferrox(登録商標)316F、および7.0gのBayferrox(登録商標)645Tを装入する。60℃にまで加熱しながら、そして減圧(10ミリバール)にて100rpmで撹拌しながら、これらの成分を30分混合する。引き続き、100rpmで撹拌しながら565.5gの珪灰石を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて60℃で、100rpmで30分撹拌する。
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に、354.6gの無水物硬化剤〔Aradur(登録商標)HY925〕、2.0gのAerosil(登録商標)R202、および1.0gのBYK(登録商標)A501を装入する。50℃にまで加熱しながら、そして減圧(10ミリバール)にて100rpmで撹拌しながら、これらの成分を30分混合する。引き続き、100rpmで撹拌しながら598.2gの珪灰石と44.2gのSocal(登録商標)U1S2を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて50℃で、100rpmで30分撹拌する。
組成物R2の作製
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に、388.8gのエポキシ樹脂〔Araldite(登録商標)CY225〕、2.0gのAerosil(登録商標)R202、2.0gのDynasylan(登録商標)GLYMO、1.0gのBYK(登録商標)A501、3.0gのBayferrox(登録商標)316F、および7.0gのBayferrox(登録商標)645Tを装入する。
60℃にまで加熱しながら、そして減圧(10ミリバール)にて100rpmで撹拌しながら、これらの成分を30分混合する。引き続き、100rpmで撹拌しながら596.2gの珪灰石を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて60℃で、100rpmで30分撹拌する。
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に、180.0gの無水物硬化剤〔Aradur(登録商標)HY225〕、140.0gのAradur(登録商標)HY918、2.17gの促進剤DY070、3.0gのAerosil(登録商標)R202、1.0gのBYK(登録商標)A501、および1.0gのBYK(登録商標)A410を装入する。50℃にまで加熱しながら、そして減圧(10ミリバール)にて100rpmで撹拌しながら、これらの成分を30分混合する。引き続き、100rpmで撹拌しながら672.83gの珪灰石を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて50℃で、100rpmで30分撹拌する。
組成物R3の作製
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に、388.8gのエポキシ樹脂〔Araldite(登録商標)CY225〕、10.0gのAerosil(登録商標)R202、2.0gのDynasylan(登録商標)GLYMO、1.0gのBYK(登録商標)A501、5.0gのBYK(登録商標)410、3.0gのBayferrox(登録商標)316F、および7.0gのBayferrox(登録商標)645Tを装入する。60℃にまで加熱しながら、そして減圧(10ミリバール)にて100rpmで撹拌しながら、これらの成分を30分混合する。引き続き、100rpmで撹拌しながら583.2gの珪灰石を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて60℃で、100rpmで30分撹拌する。
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に、180.0gの無水物硬化剤〔Aradur(登録商標)HY225〕、140.0gのAradur(登録商標)HY918、2.17gの促進剤DY070、10.0gのAerosil(登録商標)R202、1.0gのBYK(登録商標)A501、および5.0gのBYK(登録商標)A410を装入する。50℃にまで加熱しながら、そして減圧(10ミリバール)にて100rpmで撹拌しながら、これらの成分を30分混合する。引き続き、100rpmで撹拌しながら661.83gの珪灰石を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて50℃で、100rpmで30分撹拌する。
組成物A1の作製
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に260.0gのエポキシ樹脂〔Araldite(登録商標)CY225〕を装入し、100rpmにて撹拌しながら110℃まで加熱する。110℃にて2.7gのIrgaclear(登録商標)Dを樹脂に加え、この混合物を110℃で2時間撹拌する。透明溶液を得た後、128.8gのエポキシ樹脂〔Araldite(登録商標)CY225〕を加え、混合物を65℃に冷却し、2.0gのAerosil(登録商標)R202、2.0gのDynasylan(登録商標)GLYMO、1.0gのBYK(登録商標)A501、3.0gのBayferrox(登録商標)316F、および7.0gのBayferrox(登録商標)645Tを、さらに容器中に装入する。本混合物を、減圧(10ミリバール)にて60℃で、100rpmで15分撹拌する。引き続き、100rpmで撹拌しながら593.5gの珪灰石を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて60℃で、100rpmで30分撹拌する。
溶解機、アンカー攪拌機、および真空ポンプを備えた2.5リットルの加熱可能なESCO(登録商標)混合装置に、140.0gの無水物硬化剤〔Aradur(登録商標)HY225〕、180.0gのAradur(登録商標)HY918、2.17gの促進剤DY070、15.0gのAerosil(登録商標)R202、1.0gのBYK(登録商標)A501、および5.0gのBYK(登録商標)A410を装入する。本混合物を、減圧(10ミリバール)にて50℃で、100rpmで30分撹拌する。引き続き、100rpmで撹拌しながら656.83gの珪灰石を少量ずつ加え、次いで溶解機を3000rpmにて約5分使用する。最後に、混合物を、減圧(10ミリバール)にて50℃で、100rpmで30分撹拌する。
下記の成分を別々に含む硬化性システム: R4 エポキシ樹脂〔Araldite(登録商標)CY225〕;H4 Aradur(登録商標)HY925;およびF4 Millisil(登録商標)W12。
硬化物の作製
(I)下記の工程による、比較例4に基づいた硬化物(C2)の製造
1.シリカをオーブン中にて100℃で乾燥する
2.エポキシ樹脂R4を樹脂用の混合機中に、そして硬化剤H4を硬化剤用の別の混合機に入れる
3.樹脂R4と硬化剤H4を約40℃に加熱する
4.樹脂R4と硬化剤H4に乾燥シリカを加える
5.樹脂R4とシリカを、そして硬化剤H4とシリカを、50℃および5ミリバールの圧力にて2時間混合する
6.樹脂R4とフィラーを、そして硬化剤H4とフィラーを合わせる
7.合わせた混合物を50℃および5ミリバールにて混合する
8.混合物を圧力ポットに移す
9.圧力ポットから金型(T=140℃)に注入する
10.材料を金型中にて20分保持する
11.金型を開き、部品を取り出す
12.部品を140℃のオーブン中に10時間静置する。
1.エポキシ樹脂を含む組成物と硬化剤を含む組成物を、供給容器中にて40〜50℃で10時間予熱する
2.2つの組成物を合わせ、混合物を混合機中に移す
3.混合物を5ミリバールで1時間混合する
4.混合物を圧力ポットに移す
5.圧力ポットから金型(T=140℃)に注入する
6.材料を金型中にて20分保持する
7.金型を開き、部品を取り出す
8.部品を140℃のオーブン中に10時間静置する。
1.組成物A1と組成物B1の容器を、受け入れたままの状態で用意し、標準的な二成分投与・計量装置(DOPAG社、2KM社、Rheinhard Tech社、および他社等の装置メーカーから供給)を使用する
2.組成物A1と組成物B1を、25℃にて同じ流量で、スタティックミキサーを介して金型(T=140℃)中にポンプ移送する
3.混合物を金型中に20分保持する
4.金型を開き、完成部品を取り出す。
硬化性システムを作製するのに使用される組成物の沈降安定性を調べるために、貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を、25℃で0.01Hz〜10Hzの周波数範囲にて測定した。測定は、ISO6721−10に従って、TA Instrument AR−G2(応力制御レオメーター)を使用して、25℃で0.01Hz〜10Hzの範囲にて行った。
10Hzより高い周波数において貯蔵弾性率と損失弾性率がほぼ等しいということは、組成物のポンプ移送挙動が良好であるということを示している。
0.01〜10Hzの周波数範囲において貯蔵弾性率が損失弾性率より低く、このことは、組成物R2が貯蔵/沈降安定性ではないということを示している。
0.01〜10Hzの周波数範囲において貯蔵弾性率が損失弾性率より低く、このことは、組成物H2が貯蔵/沈降安定性ではないということを示している。
0.1Hzより低い周波数において貯蔵弾性率が損失弾性率より高く、このことは、組成物R3が貯蔵/沈降安定性であるということを示している。
0.1Hzより低い周波数において貯蔵弾性率が損失弾性率より高く、このことは、組成物B1が貯蔵/沈降安定性であるということを示している。さらに、10Hzより高い周波数において貯蔵弾性率と損失弾性率とがほぼ等しく、このことは、組成物B1がポンプ移送可能であるということを示している。
流動性
硬化性システムの流動性を調べるために、下記の試験を行った。
同じ条件下では、本発明の硬化性システムC4のほうが、(本発明によらない)硬化性システムC3より良好な流動性を示す、ということがわかる。
Claims (16)
- 少なくとも2種の組成物(A)と(B)を含んでなる硬化性システムであって、
組成物(A)が、
a1)少なくとも1種のエポキシ樹脂;
a2)ヒュームド金属酸化物、ヒュームド半金属酸化物、および層状シリケートからなる群から選択される少なくとも1種の無機チキソトロープ剤;
a3)少なくとも1種の有機ゲル化剤;
a4)組成物(A)の総重量を基準として少なくとも10重量%の1種以上のフィラー;
を含み、組成物(B)が、
b1)エポキシ樹脂用の少なくとも1種の硬化剤;
b2)ヒュームド金属酸化物、ヒュームド半金属酸化物、および層状シリケートからなる群から選択される少なくとも1種の無機チキソトロープ剤;
b3)カルバメートから選択される少なくとも1種の有機チキソトロープ剤;
b4)組成物(B)の総重量を基準として少なくとも10重量%の1種以上のフィラー;
を含み、有機ゲル化剤が、(1)ステアリン酸、リシノール酸、オレイン酸、ヒドロキシステアリン酸、エルカ酸、ラウリン酸、エチレンビス(ステアリン酸)、およびエチレンビス(オレイン酸)からなる群から選択される脂肪酸と、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、およびポリエチレンポリアミンからなる群から選択されるポリアミンとの反応生成物;(2)ヒマシ油ワックス;(3)ジベンジリデン−ソルビトールとトリベンジリデン−ソルビトールからなる群から選択されるソルビトール誘導体;および(4)N−ラウロイル−L−グルタミン酸−α,γ−ジ−n−ブチルアミド、コレステロール誘導体、アミノ酸誘導体、12−ヒドロキシステアリン酸;からなる群から選択される1種以上である、上記硬化性システム。 - (3)前記ソルビトール誘導体が、1〜12個の炭素原子を有するアルキル基および1〜6個の炭素原子を有するアルコキシ基からなる群より選択される置換基をフェニル環上に有する、請求項1に記載の硬化性システム。
- 組成物(A)が、25℃および0.1Hzより低い周波数での測定にて、損失弾性率G”より高い貯蔵弾性率G’を有する、請求項1または2に記載の硬化性システム。
- 組成物(B)が、25℃および0.1Hzより低い周波数での測定にて、損失弾性率G”より高い貯蔵弾性率G’を有する、請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性システム。
- 組成物(A)が、1種以上の無機チキソトロープ剤を、組成物(A)の総重量を基準として0.1〜5重量%の範囲の量にて含む、請求項1〜4のいずれかに記載の硬化性システム。
- 組成物(B)が、1種以上の無機チキソトロープ剤を、組成物(B)の総重量を基準として0.1〜5重量%の範囲の量にて含む、請求項1〜5のいずれかに記載の硬化性システム。
- 組成物(A)が、1種以上のゲル化剤を、組成物(A)の総重量を基準として0.1〜10重量%の範囲の量にて含む、請求項1〜6のいずれかに記載の硬化性システム。
- 組成物(B)が、1種以上の有機チキソトロープ剤を、組成物(B)の総重量を基準として0.1〜10重量%の範囲の量にて含む、請求項1〜7のいずれかに記載の硬化性システム。
- 組成物(A)及び/又は組成物(B)が、ケイ砂、シラン処理石英粉末、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、Mg(OH)2、Al(OH)3、シラン処理Al(OH)3、AlO(OH)、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、ドロマイト、白亜、CaCO3、バライト、石膏、ハイドロマグネサイト、ゼオライト、滑石、雲母、カオリン、および珪灰石からなる群から選択される1種以上のフィラーを含む、請求項1〜8のいずれかに記載の硬化性システム。
- 組成物(A)が、ジベンジリデン−ソルビトールおよびトリベンジリデン−ソルビトールからなる群から選択される有機ゲル化剤を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の硬化性システム。
- 有機チキソトロープ剤が、
ジイソシアネートとポリオールとの第1の反応、ここでNCO末端ウレタンプレポリマーと過剰のジイソシアネートとを含むイソシアネート混合物を形成するよう、過剰のジイソシアネートが使用される;および、
引き続いて行われる、少なくとも1種の第一モノアミンと少なくとも1種の第一ジアミンを含むアミン混合物と該イソシアネート混合物との第2の反応、ここでジアミンの量は、第1モノアミンと第一ジアミンの混合物の100当量を基準として0.1〜45当量である;
によって製造されるウレア−ウレタン重合体であるカルバメートであり、第2の反応後において存在するウレア−ウレタン重合体は、イソシアネート、モノアミン、およびジアミンを実質的に含有せず、ジイソシアネート、ポリオール、モノアミン、およびジアミンは、単一成分であっても混合物であってもよい、請求項1〜10のいずれかに記載の硬化性システム。 - a)請求項1〜11のいずれかに記載の硬化性システムの組成物(A)と組成物(B)とを含む混合物を作製する工程;および
b)工程a)において得られる混合物を少なくとも部分的に硬化させる工程;
を含む、硬化物の製造方法。 - 脱気工程を含まない、請求項12に記載の製造方法。
- 請求項12または13に記載の製造方法によって得られる硬化物。
- 請求項14に記載の硬化物の電気絶縁体としての使用。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の硬化性システムの、電気機器の構成要素や部品を製造するための使用。
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