NL8801858A - Hardbare stofmengsels, die een difenol en/of een dihydroxynaftaleen en epoxyhars bevatten. - Google Patents

Description

N035226 1

Hardbare stofmengsels, die een difenol en/of een dihydroxynaftaleen en epoxyhars bevatten_

De uitvinding heeft betrekking op bij opslag stabiele, in de hitte hardbare stofmengsels, die bepaalde di- en polyfunctionele epoxyharsen, difenol en en/of di hydroxy nafta! enen als harders, en versneller bevatten, alsmede hun toepassing voor de vervaardiging van de gevormde 5 voortbrengsels, in het bijzonder van prepregs voor met vezel versterkte samengestelde stoffen en van plakfilms.

Een veelvoud hardbare epoxyharsstofmengsels, die o.a. ook fenoli-sche harders bevatten, is bekend. Zo beschrijft b.v. het Japanse octrooi schrift 76/129.498 stofmengsels, die polyfunctionele epoxyharsen, 10 fenolische harders en versnellers bevatten alsmede hun toepassing voor de vervaardiging van prepregs voor speciale electrische isolatiestof-fen. Amerikaans octrooischrift 4.322.456 openbaart mengsels van epoxyharsen, fenolische harders en versnellers, waarbij bij voorkeur de functionaliteit van de epoxyharsen en/of de harders groter dan 2 is, 15 die voor de vervaardiging van hardbare bekledingen, in het bijzonder als poeder!akken, geschikt zijn. Amerikaans octrooischrift 4.288.565 beschrijft mengsels van epoxyharsen met hoog en met laag epoxyequiva-lentgewicht en fenolische harders, die voor ten minste 30% verbindingen met 3 of meer hydroxyl groepen per molecule zijn.

20 Amerikaans octrooischrift 4.216.304 beschrijft vloeibare, hardbare epoxyharsstofmengsels, die een bij kamertemperatuur vloeibare, van es-tergroepen vrije glycictylether van een fenolnovolak, als harder 2,6-di-hydroxytolueen en hardingsversneller bevatten.

Duits octrooischrift 2.807.666 beschrijft vloeibare polymeermeng-25 sei s, die een eindstand!ge carboxyl groepen bevattend polymeer, een epoxyhars, een weekmaker, een dihydroxyverbinding als harder voor de epoxyhars en 2-ethyl-4-methylimidazool als hardingsversneller bevatten.

Als dihydroxyverbindingen worden onder andere ook bisfenolen en dihy-droxynaftaleen vermeld. Het eindstand!ge carboxyl groepen bevattend po-30 lymeer is bij voorkeur een elastomeer en de polymeermengsels worden voor de vervaardiging van rubberblazen voor speelballen toegepast.

Amerikaans octrooischrift 3.661.828 beschrijft vormmassa's, die een copolymeer uit glycidylmethacrylaat, (meth)acrylonitril en methyl-methacrylaat met een gemiddeld molecuul gewicht van ongeveer 1500-16000 35 en een difenol als harder bevatten. De vormmassa's kunnen als reactieve verdunningsmiddelen ook kleinmoleculige di-epoxiden bevatten. Als geschikte difenolharders worden ook bisfenolen en 2,7-dihydroxynaftaleen .8801858 2 vermeld.

Onderwerp van de onderhavige uitvinding zijn bij opslag stabiele, hardbare stofmengsel s, die a) 10-80 gewichtsdelen van een epoxyhars met een functionaliteit van 5 ten minste 3, b) 90-20 gewichtsdelen van een epoxyhars met een functionaliteit van 2-2,5, c) een difenol, waarbij de hoeveelheid difenol zodanig wordt gekozen, dat per epoxy-equivalent van de epoxyharsen (a) en (b) 0,7-1,2 hy~ 10 droxylequivalent van het difenol (c) wordt toegepast, en waarbij het difenol uit (cl) 0-80 gew.i van een verbinding met de formule 1 of 2, waarin T de directe binding, methyleen, isopropylideen, 0, S, CO of SÖ2 betekent en R voor waterstof of C1-C4 alkyl staat, 15 en (c2) 100-20 gew.$ van een dihydroxynaftaleen bestaat, alsmede d) 0,05-5 gew.%, betrokken op de epoxyharsen (a) en (b), van een versneller, bevatten.

De mengsels volgens de uitvinding zijn voor de vervaardiging van 20 gevormde voortbrengsels, prepregs en plakfilms geschikt, en de uitgeharde produkten munten uit door voortreffelijke thermische en mechanische eigenschappen, in het bijzonder door een grote bestandheid tegen vervorming in de warmte en een uitstekende buigsterkte.

Voorts bezitten de mengsels uitstekende verwerkingseigenschappen, 25 zoals b.v. een grote homogeniteit, een lange gebruiksduur ("pot-life") en een geschikte kleverigheid (“tack"), die ook na vrij lange opslag bij kamertemperatuur behouden blijft.

Zij munten bovendien in het bijzonder uit door een geringe viscositeit reeds bij kamertemperatuur, zodat zij voor toepassingen vrij van 30 oplosmiddel bijzonder goed geschikt zijn.

Als epoxyharsen (a) en (b) komen voor de onderhavige mengsels al diegene in aanmerking, die een functionaliteit van ten minste 3 resp. van 2-2,5 bezitten en die met difenolen (c) bij aanwezigheid van versnellers (d) kunnen worden uitgehard.

35 Onder epoxyharsen met een functionaliteit van bijvoorbeeld 3 wor den zodanige harsen verstaan, die gemiddeld drie epoxygroepen per molecule bevatten.

Geschikt als epoxyharsen (a) en (b) zijn b.v. di- of polyglycidyl-ethers van cycloalifatische polyolen, zoals 2,2-bis(4'-hydroxycyclohe-40 xyDpropaan, di- of polyglycidylethers van veelwaardige fenolen, zoals „ S8 0 1 85 8 3 *>> resorcinol, bis-(4'-hydroxyfenylimethaan (bfsfenol F), 2,2-bis-(4'-hy-droxyfenyl)propaan (bisfenol A), 2,2-bis-(4'-hydroxy-3',5'-dibroomfe-nyUpropaan, l,l,2,2-tetrakis-{4'-hydroxyfenyl Jethaan, of condensatie-produkten van fenolen eet forma?dehyd, zoals fenolnovolakken en kresol-5 novolakken, voorts di- of poly {β-methyl glyci dyl)ethers van de hierboven vermelde polyalcoholen en polyfenolen; polyglycidylesters en poly(B-methylglycidyl)esters van veelwaardi-ge carbonzuren, zoals ftaalzuur, tereftaalzuur, tetrahydroftaal zuur en hexahydroftaalzuur; 10 glycidyl derfvaten van aminofenolen» zoals b.v. triglycidyl-p-ami-nofenol; N-glycidylderivaten van aminen, amiden en heterocyclische stik-stofbasen, zoals Ν,Ν-diglycidylaniline, N,N-diglycidyltoluidine, Ν,Ν,N',N'-tetraglycidyl-bis(4-aminofenylimethaan, triglycidylisocyanu-15 raat, N,N-diglycidyl-N,N‘-ethyleenureum, N,N'-diglycidyl-5,5-dimethyl-hydantoine, N,N1-diglycidyl-5-i sopropylhydantoi ne, N,N1-di glyci dyl-5,5--dimethyl-6-i sopropyl-5,6-di hydrouraci1; polyfunctionele epoxyharsen, zoals de in de Europese octrooi-schriften 205.409 en 204.659 beschreven 2,6-gedisubstitueerde 4-epoxy-20 propylfenylglycidylethers en hun adducten; met telkens twee glycidyloxy- en 2,3-epoxypropylgroepen gesubstitueerde bisfenolen, zoals bijvoorbeeld het in het Britse octrooischrift 828.364 beschreven 2,2-bis-{3'-epoxypropyl-4'-epoxypropylfenyl)pro-paanj 25 glycidylderivaten van met tetramethylol gesubstitueerde cyclohexa-nonen, cyclohexanolen, cyclopentanolen en cyclopentanonen, zoals de in het Amerikaanse octrooischrift 4.549.008 beschreven verbindingen; met glycidyloxy gesusbstitueerde benzofenonen en glycidyloxyketo-nen, zoals de in het Amerikaanse octrooischrift 4.649.181 beschreven 30 verbindingen.

In het algemeen kunnen in de massa's volgens de uitvinding ook mengsels van twee of meer epoxyharsen als component Ca) en/of als component (b) worden toegepast.

Bijzonder geschikt als epoxyharsen (a) en (b) zijn verbindingen, 35 die een epoxygehaite van 5-11 equivalent/kg hebben, en glycidylethers, glycidylesters of N-glycidylderivaten van een cycloalifatische, van een aromatische of van een heterocyclische verbinding zijn. Epoxyharsen (a) en (b), die bijzondere voorkeur verdienen, zijn epoxynovolakken of glyci dyl derivaten van een bisfenol, van een hydantoine of van een tetrame-40 thylolcyclohexaan.

.6801858 4

Als epoxyhars (a) zijn bij voorkeur glycidylderivaten van hydan-toinen en in het bijzonder epoxyfenolnovolakken of glycidylderivaten van tetramethylolcyclohexanen geschikt. Zij bezitten bij voorkeur een functionaliteit van 3 tot 4. Als epoxyhars (b) zijn in het bijzonder 5 epoxyfenolnovolakken of glycidylderivaten van bisfenol A of van bisfe-nol F geschikt. Bij voorkeur bezitten zij een functionaliteit van 2 tot 2,2.

De voorkeur verdienen mengsels volgens de uitvinding, waarbij de hydroxylsubstituenten van de verbinding met formule 1 op de 4,4'-plaats 10 zijn en het symbool T 0, S, methyl een of isopropylideen voorstelt.

De voorkeur verdienen ook mengsels volgens de uitvinding, waarin de verbinding met formule 2 een di hydroxy tolueen, in het bijzonder 2.6- dihydroxytolueen is.

De component (c2) van de stofmengsels volgens de uitvinding is een 15 dihydroxynaftaleen, zoals bijvoorbeeld 1,5-, 1,7-, 2,6- of 2,7-dihydro-xynaftaleen. Bij voorkeur is de component (c2) 2,6- en in het bijzonder 2.7- dihydroxynaftaleen.

De voorkeur verdienen mengsels, waarin het bisfenol (c) voor 20-60 gew.% uit component (cl) en voor 80-40 gew.% uit component (c2) 20 bestaat, en in het bijzonder zodanige, waarin het difenol (c) voor telkens 50 gew.% uit de componenten (cl) en (c2) bestaat. Bijzondere voorkeur verdienen mengsels, waarin het difenol (c) uit 2,6-dihydroxytolueen en 2,7-dihydroxynaftaleen bestaat.

Bijzonder goede resultaten worden bereikt, wanneer gelijke ge-25 wichtshoeveelheden van deze verbindingen in de smelt bij ongeveer 180°C worden gemengd, het na het vast worden van de smelt verkregen produkt tot een fijn poeder wordt gemalen en dit vervolgens als harder wordt toegepast.

Onderwerp van de onderhavige uitvinding is ook een harder voor 30 epoxyharsen, die een verbinding met formule 1 of 2 en een dihydroxynaftaleen bevat.

Indien doelmatig kunnen de stofmengsels volgens de uitvinding als harder naast de difenolen (c) ook een bepaalde hoeveelheid van een of meer tri- of polyfenolen, zoals b.v. 2,4,6-tris-[2'-(p-hydro*yfenyl)-35 -2'-propyljbenzeen ("tris-TC" van Mitsui Petrochemical), bevatten. In het algemeen dient echter ten hoogste 30% van de fenolische hydroxyl-groepen van een tri- of polyfenol afkomstig te zijn, en de rest van de hydroxyl groepen tot een difenol te behoren. Fenol- of cresolnovolakken zijn in het algemeen niet als fenolische harder voor de mengsels vol-40 gens de uitvinding geschikt. Het spreekt echter van zelf, dat bij toe- .88 0105 8·· 5 passing van zowel dlfenolen als ook van tri- of polyfenolen de hoeveelheid van de totale fenolische harder (c) zodanig wordt gekozen, dat In totaal 0,7-1,2 hydroxylequi val ent van de toegepaste fenolen per epoxy-equivalent van de toegepaste epoxyharsen in het mengsel volgens de uit-5 vinding aanwezig is.

Als versneller {dj van de hardbare stofmengsels zijn alle aan de vakman voor de versnelling van de verknopfngsreactie van epoxyharsen met fenolische bekende verbindingen geschikt, zoals b.v. tertiaire amine, hun zouten en kwaternaire ammoniumverbindingen zoals tetramethylam-10 moniumchloride, fosfoniumzouten, alkalimetaalalkanolaten, zoals b.v. natriumhexaantriolaat, Lewis-zuren, b.v. BF3, of SnCl4, en stikstof bevattende heterocyclische verbindingen, zoals pyridinen, imidazolen en hun derivaten. Bijzonder geschikt als versneller (d) zijn imidazolen en N-acylimidazolen (imidazoliden). Voorbeelden van geschikte imidazolen 15 zijn verbindingen met formule 3, waarin R*, en R8 onafhankelijk van elkaar waterstof, C1-C12 alkyl, C5-C10 cycloalkyl of Cg-Cjo aryl voorstellen. Bijzondere voorkeur verdienen in het bijzonder 2-methyl-, 2-ethyl-, 2-fenyl- en 2-ethyl-4-methylimidazool.

Geschikte N-acylimidazolen (imidazoliden) zijn b.v. de in de Ame-20 rikaanse octrooi schriften 4.436.892 en 4.587.311 en het Japanse oc-trooischrift 74/7599 beschreven verbindingen. Bijzonder geschikt zijn verbindingen met formule 4, waarin R* tot R8 de hiervoor aangegeven betekenis hebben en R4 tot R8 onafhankelijk van elkaar waterstof, C1-C12 alkyl, halogeen, nitro of trifluormethyl zijn. Voorbeelden 25 van geschikte imidazoliden zijn l-(2',4',6'-trimethylbenzoyl)-2-ethyl-imidazool, l-(2‘,6'-dichloorbenzoyl)-2-methylimidazool, l-(2',4',6'--trimethyl benzoyl) -2-methyl imi dazool en 1-(2',4‘,6 * -trimethyl benzoyl) --2-fenylimidazool.

De hardbare stofmengsels volgens de uitvinding kunnen indien doel-30 matig naast de componenten (a) tot (d) noch (e) 10-140, bij voorkeur 20-130, in het bijzonder 80-120 gewichtsdelen, betrokken op 100 ge-wichtsdelen van de componenten (a) tot (c), van een thermoplast met een glasovergangstemperatuur van ten minste 180eC bevatten. De met de thermoplast bevattende mengsels bereide uitgeharde produkten munten uit 35 door voortreffelijke thermische en mechanische eigenschappen, in het bijzonder door een grote bestandheid tegen vervorming in de warmte, een uitstekende taaiheid bij breuk, buig- en slagbuigsterkte alsmede een zeer grote elasticiteit.

Als thermoplasten (e) kunnen in de hardbare stofmengsels volgens 40 de uitvinding al die bekende polymeren worden toegepast, die een vol- , e e 0 1 85 8 <« 6 doende hoge glasovergangstemperatuur, d.w.z. > 180°C bezitten en met het systeem epoxyhars-harder volgens de uitvinding mengbaar zijn.

Aan de hand van hun eigenschappen worden als thermoplasten in het bijzonder polyamideïmiden, polysulfonen of polyethersulfonen en in 5 het bijzonder poïyimiden en polyetherimiden toegepast. Daarbij verdienen in het bijzonder thermopl asten met een glasovergangstemperatuur van 180-350, in het bijzonder van I9Q-250°C, de voorkeur. Bij toepassing van polyetherimiden verdienen in het bijzonder polymeren met een Tg van 220 tot 250eC, en bij toepassing van poïyimiden die met een Tg 10 van 280 tot 340°C de voorkeur.

Wanneer een polysulfon als thermoplast wordt toegepast, zijn in het bijzonder de in het Europese octrooi schrift 194.232 als polysulfon-component (c) beschreven verbindingen geschikt. Deze verbindingen zijn b.v. onder de aanduiding "Polysulfone Udel P1800", "Polysulfone 2300" 15 of "Polysulfone 3500" (bij Union Carbide Corporation) verkrijgbaar.

Volgens de uitvinding kunnen als component (e) ook mengsels van twee of meer thermoplasten worden toegepast.

Bijzonder geschikt als thermoplasten (e) zijn ook poïyimiden, zoals 20 - poïyimiden met fenylindaaneenheden, zoals zij b.v. in het Amerikaanse octrooi schrift 3.856.752 en het Europese octrooi schrift 92.524 zijn beschreven, in het bijzonder die met een glasovergangstemperatuur van ongeveer 305°C en een gemiddeld molecuul gewicht van ongeveer 65.000, zoals b.v. het Matrimid®van Ciba-Geigy, 25 - homo- en copolyimiden uit ten minste een aromatisch tetracarbonzuur en ten minste ée'n aromatisch diamine, zoals b.v. in het Amerikaanse octrooi schrift 4.629.777 geopenbaard en - homo- en copolyimiden, zoals zij bijvoorbeeld in de Europese octrooi schriften 162.017 en 181.837 en het Amerikaanse octrooi schrift 30 4.629.685 zijn beschreven.

Thermoplasten (e) die de voorkeur verdienen, zijn ook polyetherimiden, zoals b.v. de onder de aanduiding UI tem® (b.v. als UI tem® 1000) aangeboden produkten van de firma General Electric. Verdere thermoplasten, die de voorkeur verdienen, zijn polyethersulfonen zoals b.v. 35 Victrex PES 100 P vart ICI of Udel P 1800 van Union Carbide.

Geschikte polyamideïmiden zijn bijvoorbeeld de in de Amerikaanse octrooi schriften 3.894.314, 3.948.835, 3.926.911 en 3.950.408 beschreven verbindingen.

De in de mengsels volgens de uitvinding toegepaste componenten (a) 40 tot (e) zijn doorgaans bekende verbindingen en kunnen op bekende wijze .8801958 7 worden bereid.

Bijzonder de voorkeur verdienende hardbare mengsels volgens de uitvinding zijn zodanige, die 10 tot 60 gewichtsdelen epoxyhars (a), 90 tot 40 gewichtsdelen epoxyhars (b), een zodanige hoeveelheid difenol 5 (c), dat 0,8-1,1, bij voorkeur 0,9-1,0, hydroxyl equivalent van het di-fenol per epoxy-equivalent van de harsen ia) en (b) wordt toegepast, en 0,1-1 gew.ï van de versneller fd) betrokken op de hoeveelheid van (a) en (b) bevatten.

De «engsels volgens de uitvinding kunnen door goed dooreen mengen 10 resp. in elkaar oplossen van alle componenten beschikbaar worden gesteld, waarbij de afzonderlijke componenten in verschillende volgorden kunnen worden toegevoegd. Wanneer de mengsels ook een thermoplast bevatten, kan deze b.v. onder verhitten in de epoxyhars en in de fenoli-sche harder worden opgelost en na afkoeling kunnen de versneller en 15 eventueel verdere toevoegsels worden toegevoegd. Men kan echter ook een oplossing van het thermoplast in een inert oplosmiddel, zoals b.v. in dichloormethaan, bereiden en deze met het mengsel epoxyhars-harder mengen.

De mengsels volgens de uitvinding kunnen veelzijdig worden toege-20 past en zijn bijvoorbeeld als gietharsen, lamineer- of impregneerhar-sen, vormmassa's, dichtingsmassa's, inbeddings- en isolatiemassa's voor de electrotechniek en bij voorkeur als kleefstoffen en als matrixharsen voor samengestelde stoffen, in het bijzonder voor de vervaardiging van met vezel versterkte kunststoffen, geschikt.

25 Desgewenst kunnen, in het bijzonder bij de gelijktijdige toepas sing van modificeringsmiddelen, de mengsels volgens de uitvinding in een organisch oplosmiddel, zoals tolueen, xyleen, methyl ethylketon, dichloormethaan of een soortgelijk, in de lakindustrie gebruikelijk oplosmiddel of oplosmiddelmengsel worden opgelost. Dergelijke oplossingen 30 zijn in het bijzonder als impregneringsmiddelen of bekledingsmiddelen geschikt.

Aan de harsbare mengsels volgens de uitvinding kunnen voorts voor de harding in een willekeurige fase gebruikelijke modificeringsmidde-len, zoals versnijdings-, vul- en versterkingsmiddelen, pigmenten, 35 kleurstoffen, organische oplosmiddelen, weekmakers, verloopmiddelen, thixotroperingsmiddelen, brand beperkende stoffen of vormlosmiddelen worden toegevoegd. Als versnijdingsmiddelen, versterkingsmiddelen, vulmiddelen en pigmenten, die in de hardbare mengsels volgens de uitvinding kunnen worden toegepast, worden b.v. genoemd, vloeibare cumaron-40 indeenharsen,textiel vezels, glasvezels, asbestvezels, boorvezels, kool- .S8P1858

..._ _A

•Μ 8 stofvezels, polyethyleenpoeder, polypropyleenpoeder, gemalen kwarts, minerale silicaten, zoals mica, gemalen asbest, gemalen leisteen, kao-lien, gemalen krijt, antimoontrioxide, bentonen, lithoponen, zwaar-spaat, titaandioxide, roet, grafiet, oxideverven, zoals ijzeroxide, of 5 metaal poeders, zoals aluminiumpoeder of ijzerpoeder. Wanneer de mengsels volgens de uitvinding voor de vervaardiging van prepregs worden toegepast, is een toevoeging van korte vezels bijzonder gewenst.

Als verloopmiddel kan men bij gebruik van de harsbare mengsels in het bijzonder voor de bescherming van oppervlakken, b.v. polysiloxanen, 10 vloebare acrylharsen, celluloseacetobutyraat, polyvinylbutyral, wassen, stearaten enz. (die ten dele ook als vormlosmiddel toepassing vinden) toevoegen.

Als weekmaker kunnen voor de modificering van de hardbare mengsels b.v. dibutyl-, dioctyl- en dinonylftalaat, tricresylfosfaat, trixyle-15 nylfosfaat en difenoxyethylformal worden toegepast.

De mengsels volgens de uitvinding worden bij voorkeur gehard, doordat men ze op een temperatuur in het traject van 120 tot 250°C, in het bijzonder 160° tot 220eC verhit. Men kan de harding op bekende wijze ook in twee of meer trappen uitvoeren, waarbij men de eerste har-20 dingstrap bij vrij lage temperatuur en de naharding bij vrij hoge temperatuur uitvoert.

Desgewenst kan men aan de hardbare mengsels ter verlaging van de viscositeit actieve verdunningsmiddelen, zoals b.v. neopentylglycol-, butaandiol- of hexaandiol-diglycidylether, toevoegen.

25 Onderwerp van de onderhavige uitvinding is ook de toepassing van de mengsels volgens de uitvinding voor de vervaardiging van geharde gevormde voortbrengsels, alsmede de toepassing ter vervaardiging van prepregs voor met vezel versterkte samengestelde stoffen of ter vervaardiging van plakfilms. De prepregs en de plakfilms kunnen op op zichzelf 30 bekende wijze worden vervaardigd, b.v. volgens het impregneringsproces bij aanwezigheid van een van de boven vermelde oplosmiddelen, een geha-logeneerd oplosmiddel, zoals b.v. dichloormethaan, of volgens het zogenaamde "hot meit"-proces.

De gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding munten in het al-35 gemeen uit door hoge glasovergangstemperaturen bij gelijktijdig grote mechanische sterkten.

De hierna volgende voorbeelden lichten de uitvinding nader toe.

De in de volgende voorbeelden toegepaste componenten (a)-(e) zijn als volgt: 40 Epoxyhars al: een epoxyfenolnovolak met een functionaliteit van 3,6 met .8801858 4 9 8 een epoxygehalte van 5,6 equivalent/kg en een viscositeit bij 50°C van ongeveer 40 Pa.s.

Epoxyhars a2: tetraglycidylether van 2,2,6,6-tetramethylcyclohexanol (bereid volgens voorbeeld 2 van het Amerikaanse octrooi schrift 5 4.549.008) met een epoxy-equival entgewi cht van 129.

Epoxyhars a3: een triglycfdyl-bis-hydantoine met formule 5 met een epoxygehalte van 5,6 equivalent/kg en een viscositeit bij 80°C van ongeveer 13 Pa.s.

Epoxyhars bl: een bij kamertemperatuur vloeibare epoxyfenolnovolak met 10 een functionaliteit van 2,2 met een epoxygehalte van 5,7 equivalent/kg en een viscositeit bij 50eC van 1,4 Pa.s.

Epoxyhars b2: een bisfenol-F-diglycidylether met een epoxygehalte van 6,1 equivalent/kg en een visvositeit bij 25eC van 6,0 Pa.s.

Polyimide 1: een polyimide met fenylindaaneenheden met een glasover-15 gangstemperatuur van 305eC en een gemiddel d molecuul gewicht van ongeveer 65.000 (Matrimidd) 5218, Ciba-Geigy).

Polyetherimide 1: een polyetherimide met zich herhalende eenheden met formule 6 en een glasovergangstemperatuur van 219°C (U1 tem® 1000 van General Electric).

20 Polysulfon 1: polysulfon Udel P1800(S) (Union Carbide Corporation) met een smeltpunt in het traject van 350-370eC, een bestandheid tegen vervorming in de warmte (volgens ASTM D 648) van 175°C, een glasovergangstemperatuur van 200’C en een molecuulgewichtstraject van ongeveer 22.000-35.000.

25 Voorbeeld I: a) 15 g epoxyhars al en 15 g epoxyhars bl worden bij 120°C gemengd. Bij deze temperatuur worden 17,7 g 2,6-di hydroxy tolueen en 17,7 g 2,7-dihydroxynaftaleen toegevoegd en onder roeren opgelost. Na afkoeling van het mengsel tot 80eC wordt 0,1 g 2-fenylimidazool toege-30 voegd. Aan het mengsel wordt na afkoeling tot kamertemperatuur een oplossing van 81,2 g polyimide in 82 g dichloormethaan toegevoegd en er wordt goed geroerd tot een homogeen mengsel wordt gevormd. Met het mengsel wordt door middel van een afstrijkmes een film met een dikte van 0,1 mm op met polysiloxaan behandeld papier gegoten en het oplos-35 middel wordt bij kamertemperatuur verdampt. Meerdere stukken film van 30 x 30 mm worden op elkaar gestapeld, bij 180°C in de pers tot een gevormd voortbrengsel met een dikte 1 mm geperst en gedurende 1 h en 180*C gehard. Het gevormde voortbrengsel heeft een Tg (gemeten door middel van thermomechanische analyse) van 142eC met een secondaire om-40 zetting bij 160eC.

. 8 8 01 858 Λ 10 ' b) Bij herhaling van voorbeeld Ia) echter onder toepassing van 135,4 g polyimide 1 als thermoplast wordt na de harding een Tg van 153 en 182°G gemeten.

Voorbeeld II: 5 Bij herhaling van voorbeeld Ia, echter onder toepassing van 44,7 g polysulfon I als thermoplast, wordt na de harding een Tg van 164°C met een week worden vooraf bij 96eC gemeten.

Voorbeeld IIIr a) 35 g epoxyhars a2 en 65 g epoxyhars b2 worden bij 120eC met 10 20,5 g 2,6-dihydroxytolueen en 20,5 g 2,7-dihydroxynaftaleen gemengd.

Aan het mengsel wordt 0,1 g 2-fenylimidazool toegevoegd, het mengsel wordt tot kamertemperatuur afgekoeld en vervolgens wordt zoals in voorbeeld I beschreven 84,5 g polyimide 1 in dichloormethaan toegevoegd en verwerkt. Na de harding wordt een Tg van 194°C met een gering week 15 worden vooraf bij 104°C gemeten.

b) Bij toepassing van 60,4 g polyimide 1 en overigens gelijke samenstelling en verwerking zoals onder a) wordt een film als gevormd voortbrengsel met een Tg van 210 en 105°C verkregen. Met een deel van de film worden twee aluminium platen bij 180eC samen geplakt en gedu- 20 rende 1 h bij 200eC nagehard. De geharde hars heeft een taaiheid bij breuk (Gjc) van 794 0/m2, gemeten met de dubbele torsieproef volgens "Journal of Materials Science", _10, 1334 (1975) en J4, 776 (1979)". Daarbij worden twee aluminium platen Extrudal 050 AlMgSi 0,5) van de afmeting 200 x 20 x 5 mm, die met chroomzwavelzuur zijn behan-25 déld, met het hardbare mengsel geplakt en het geplakte produkt wordt onder toepassing van een geringe druk gehard. Bij deze meetmethode wordt de scheurvoortplanting in het geplakte produkt gemeten, d.w.z., uit de maximale last voor de scheurvoortplanting wordt de breukenergie in J/m2 berekend.

30 Voorbeeld IV: 50 g epoxyhars a3 en 30 g epoxyhars b2 worden met 19 g 2,6-dihydroxy tolueen, 19 g 2,7-dihydroxynaftaleen, 0,1 g 2-fenylimidazool en 138 g polyetherimide 1, zoals in voorbeeld I beschreven, gemengd en verwerkt. Na de harding wordt een Tg van 188eC met een gering week 35 worden vooraf bij 100°C gemeten.

Voorbeeld V: a) 35 g epoxyhars a2, 65 g epoxyhars b2, 22 g 2,6-dihydroxytolueen, 22 g 2,7-dihydroxynaftaleen, 0,1 g 1-(2*,4',6'-trimethylbenzoyl)--2-fenylimidazool en 96 g polyimide 1 worden volgens voorbeeld IIIa 40 verwerkt. Na een harding van 1 h bij 180°C en 1 h bij 200°C wordt een .8801858 11

Tg van 212eC gemeten. ? b) Bij herhaling van de proef onder toepassing van 71 g polyimide 1 wordt een Tg van 222eC (gering week worden vooraf bij 100°C) en een taaiheid bij breuk Gjq (dubbele torsieproef) van 976 J/m2 gemeten.

5 Voorbeeld VI: a) 15 g epoxyhars al, 85 g epoxyhars bl, 17,7 g 2,6-dihydroxytolueen, 17,7 g 2,7-dihydroxynaftaleen en een oplossing van 0,1 g 2-fenyl-imidazool en 44,7 g polysulfon 1 worden zoals in voorbeeld I beschreven verwerkt en gedurende 2 h bij 18Q°C gehard. Het geharde gevormde voort- 10 brengsel heeft een Tg van 164eC met een week worden vooraf bij 96eC.

b) Bij herhaling van de proef onder toepassing van 80,4 g polyimide 1 in plaats van het polysulfon heeft het geharde gevormde voortbrengsel een Tg van 142eC.

Voorbeeld VII: 15 100 g van een mengsel bestaande uit 35 gewichtsdelen epoxyhars al, 65 gewichtsdelen epoxyhars bl, 20,5 gewichtsdelen 2,6-dihydroxytolueen, 20,5 gewichtsdelen 2,7-dihydroxynaftaleen, 0,2 gewichtsdelen l-(2,,4',6,-trimethylbenzoyl)-2-fenylimidazool en 80,4 g polyimide 1 worden zoals in voorbeeld I beschreven verwerkt en gehard. Het geharde 20 gevormde voortbrengsel heeft een Tg van 194°C bij een gering week worden vooraf bij 101eC.

Voorbeeld VIII: 33,3 g epoxyhars a2, 33,3 g epoxyhars bl, 33,3 g epoxyhars b2, 45,9 g 2,7-dihydroxynaftaleen en 0,1 g 2-fenylimidazool worden volgens 25 voorbeeld I verwerkt. De geharde gevormde voortbrengsels hebben de volgende eigenschappen:

Tg (TMA) = 122°C

buigsterkte (ISO 178) = 152 MPa rek bij de rand (ISO 178) = 6,9¾ 30 slagbuigsterkte (ISO R 179) = 38 kJ/m2

Voorbeeld IX: a) 50 g epoxyhars a2, 50 g epoxyhars b2, 21 g 2,6-dihydroxytolueen, 21 g 2,7-dihydroxynaftaleen en 0,1 g 2-fenylimidazool worden volgens voorbeeld I verwerkt. De geharde gevormde voortbrengsels hebben de 35 volgende e fgenschappen:

Tg (TMA) = 113°e buigsterkte (ISO 178) = 140 MPa rek bij de rand (ISO 178) = 12,1¾ slagbuigsterkte (ISO R 179) = 68 kJ/m2 40 b) Bij herhaling van de proef onder toepassing van 17,5 g 2,6-di- „ae 0 1 85 3 < 12 hydroxytolueen en 17,5 g 2,7-dihydroxynaftaleen als fenolische harder hebben de geharde gevormde voortbrengsels de volgende eigenschappen:

Tg (TMA) = 96eC

buigsterkte (ISO 178) = 140 MPa 5 rek bij de rand (ISO 178) = > 14¾ slagbuigsterkte (ISO R 179) = 67 kJ/m2

Voorbeeld X: a) 35 g epoxyhars a2, 65 g epoxyhars b2, 20,5 g 2,6-dihydroxytolu-een en 20,5 g 2,7-dihydroxynaftaleen «orden zoals in voorbeeld I be-10 schreven verwerkt. De geharde gevormde voortbrengsels hebben de volgende eigenschappen:

Tg (TMA) = 106*C

buigsterkte (ISO 178) = 151 MPa rek bij de rand (ISO 178) = >13% 15 slagbuigsterkte (ISO R 179) = 91 kJ/m2 taaiheid bij breuk (dubbele torsieproef) = 454 J/m2

Voorbeeld XI: 15 g epoxyhars al en 85 g epoxyhars bl worden tot 120°C verhit, een mengsel van 17,7 g 2,6-dihydroxytolueen en 17,7 g 2,7-dihydroxynaf-20 tal een wordt toegevoegd en er wordt tot een homogeen mengsel gemengd.

Na afkoeling tot 80°C wordt 0,1 g 2-fenylimidazool toegevoegd en ter verwijdering van de luchtblazen wordt het mengsel kort onder verminderde druk gebracht. Het mengsel heeft bij 70°C een viscositeit van ^310 mPa.s. Een deel van het mengsel wordt voor de meting van de taai-25 heid bij breuk volgens de dubbele torsieproef toegepast. Het grootste deel van het mengsel wordt in vormen van Extrudal 050 (AlMgSi 0,5) met de afmeting 80 x 60 x 4 mm gegoten en gedurende 2 h bij 140°C en 2 h bij 180°C gehard. De volgende resultaten worden verkregen:

Tg (TMA) = 105°C

30 buigsterkte (ISO 178) = 128 MPa rek bij de rand (ISO 178) * >14% slagbuigsterkte (ISO R 179) = 86 kJ/m2 taaiheid bij breuk (dubbele torsieproef) = 726 J/m2

Na opslag van het harsmengsel gedurende 2 weken bij kamertemperatuur 35 laat de hars nog een goede kleverigheid ("Tack") zien.

Voorbeeld XII: a) Bij herhaling van voorbeeld XI onder toepassing van 40,3 g 2,7-dihydroxynaftaleen als harder worden gevormde voortbrengsels met de volgende eigenschappen verkregen: 40 Tg (TMA) = 120*0 .8801858 13 buigsterkte (ISO 178) = 145 MPa rek bij de rand (ISO 178) * 13% slagbuigsterkte (ISO R 179) = 86 kJ/m2 b) Bij herhaling van voorbeeld XI onder toepassing van 20,3 g bis-5 fenol A en 2Q,3 g 2,7-dihydroxynaftaleen als harder worden gevormde voortbrengsels met de volgende eigenschappen verkregen:

Tg (TMA) = 94eC

buigsterkte (ISO 178) = 125 MPa rek bij de rand (ISO 178) = >14% 10 slagbuigsterkte (ISO R 179) = 83 kJ/m2 taaiheid bij breuk (dubbele torsieproef) = 783 0/m2

Voorbeeld XIII: 50 g epoxyhars a3, 50 g epoxyhars bl, 42,1 g 2,7-dihydroxynafta-leen en 0,1 g 2-fenylimidazool worden volgens voorbeeld XI verwerkt. Er 15 worden gevormde voortbrengsels met de volgende eigenschappen verkregen:

Tg (TMA) = 133eC

buigsterkte (ISO 178) = 158 MPa rek bij de rand (ISO 178) = 12% 20 slagbuigsterkte (ISO R 179) = 53 kJ/m2

Voorbeeld XIV

20 g epoxyhars al, 20 g epoxyhars a3, 60 g epoxyhars b2, 19,5 g 2,6-dihydroxy tolueen, 19,5 g 2,7-dihydroxynaftaleen en 0,1 g 2-fenylimidazool worden volgens voorbeeld XI verwerkt. Men verkrijgt gevormde 25 voortbrengsels met de volgende eigenschappen:

Tg (TMA) = 107eC

buigsterkte (ISO 178) = 153 MPa rek bij de rand (ISO 178) = >14% slagbuigsterkte (ISO R 179) = 44 kJ/m2 30 Voorbeeld XV: 15 g epoxyhars al en 85 g epoxyhars bl worden tot 140eC verhit en goed gemengd. Aan dit harsmengsel wordt onder roeren 45 g van een mengsel van 22,5 g 4,4'-dihydroxydifenylsulfon, 11,25 g 2,6-di hydroxytolueen en 11,25 g 2,7-dihydroxynaftaleen (afgekoelde smelt van de drie di-35 fenolen) toegevoegd. Ka afkoeling van het mengsel tot 90°C wordt 0,1 g 2-fenylimidazool toegevoegd en het mengsel wordt in vormen met de afmeting 80 x 60 x 4 mm gegoten. Na een harding van 16 h bij 160eC worden bij de gevormde voortbrengsels de volgende eigenschappen gemeten:

Tg (TMA) = 113°C

40 buigsterkte (ISO 178) = 148 MPa .8801858 14 rek bij de rand (ISO 178) = 8,9¾ slagbuigsterkte (ISO R 179) = 27 kj/m^

Voorbeeld XVI;

Voorbeeld XV wordt met het volgende mengsel herhaald: een hars-5 mengsel van 35 g epoxyhars a2 en 65 g epoxyhars b2 en een mengsel van 25,5 g 4,4’-dihydroxydifenylsulfon, 12,75 g 2,6-di hydroxytolueen en 12,75 g 2,7-dihydroxyrraftaleen. De geharde gevormde voortbrengsels hebben de volgende eigenschappen:

Tg (TMA) = 108eC

10 buigsterkte (ISO 178) = 153 MPa rek bij de rand (ISO 178) = 8,1¾ slagbuigsterkte (ISO R 179) = 26 kJ/m^

Voorbeeld XVII:

Aan het harsmengsel van voorbeeld XV wordt een mengsel (gestolde 15 smelt) van 20,25 g 4,4'-dihydroxybifenyl, 10,125 g 2,6-dihydroxytolueen en 10,125 g 2,7-dihydroxynafta!een toegevoegd. Na verwerking overeenkomstig voorbeeld XV worden gevormde voortbrengsels met de volgende eigenschappen verkregen:

Tg (TMA) = 109°C

20 buigsterkte (ISO 178) = 154 MPa rek bij de rand (ISO 178) = 12,9% slagbuigsterkte (ISO R 179) = 72 kJ/m^

Voorbeeld XVIII:

Aan het harsmengsel volgens voorbeeld XVI wordt een mengsel van 25 23,25 g 4,4'-dihydroxybifenyl, 11,625 g 2,6-dihydroxytolueen en 11,625 g 2,7-dihydroxynaftaleen toegevoegd. Na verwerking overeenkomstig voorbeeld XV worden gevormde voortbrengsels met de volgende eigenschappen verkregen:

Tg (TMA) = 109°C

30 buigsterkte (ISO 178) = 153 MPa rek bij de rand (ISO 178) = 11,2% slagbuigsterkte (ISO R 179) = 78 kJ/m^

Voorbeeld XIX en voorbeeld XX: Vervaardiging van laminaten Voorbeeld XIX: 35 146,3 g polyimide 1 wordt in 300 g dichloomethaan opgelost en vervolgens worden 40 g epoxyhars a2 en 60 g epoxyhars bl toegevoegd.

Aan het homogene mengsel wordt een oplossing van 46,3 g 2,7-dihydroxynaftaleen en 0,1 g 2-ethyl-4-methylimidazool in 50 g methyl ethylketon langzaam druppelsgewijze toegevoegd. Met deze oplossing wordt een zoge-40 naamd eenrichtings-C-vezelweefsel (G 827, Brochier SA) met 3 gew.% .8801858 15 glasvezel 1n de inslaginrichting geïmpregneerd en vervolgens bij 50°C f gedurende 16 h gedroogd. Na een vacuümbehandeling bij 90°C gedurende 30 min worden de prepregs (11 lagen) op elkaar gestapeld en bij 200°C gedurende 2 h bij 8 bar tot een laminaat samengeperst. De volgende re-5 sultaten worden verkregen:

Tg (TMA) = 226"C

vezel gehalte * 80,6 gew.% interlaminaire schuifsterkte (ASTM 2344) = 60 MPa

Voorbeeld XX: 10 Met dezelfde oplossing zoals in voorbeeld XIX wordt met de kool-stofvezel T300 (Toray) door wikkelen op een trommelwikkelaar een een-richtings-prepreg vervaardigd (harsgehalte 37 gew.%). Na een vacuümbehandeling bij 90eC en 50 mbar gedurende 30 min worden de prepregs (10 lagen) op elkaar gestapeld en gedurende 1 h bij 20DeC en 10 bar tot een 15 eenrichtingslaminaat samengeperst. Het laminaat wordt 1 h bij 200° en 1 h bij 210°C nagehard. De volgende waarden worden gemeten:

Tg (TMA) = 225eC

buigsterkte (parallel aan de vezel) (ISO 178) = 1350 MPa buigsterkte (dwars op de vezel) (ISO 178) = 85 MPa 20 vezel rek aan de rand (parallel aan de vezel) (ISO 178) = 1,3% vezel rek aan de rand (dwars op de vezel) (ISO 178) = 1,3%

Voorbeeld XXI: 149 g polyetherimide 1 wordt in 250 g dichloormethaan opgelost en vervolgens worden 50 g epoxyhars a2 en 50 g epoxyhars b2 toegevoegd en 25 er wordt goed gemengd. Na het indampen van het oplosmiddel tot ongeveer 10% worden 49 g 2,7-dihydroxynaftaleen en 0,1 g 2-ethyl-4-methylimida-zool in methyl ethylketon opgelost (50%) druppelsgewijze onder goed roeren toegevoegd. Met dit mengsel wordt een film op polysiloxaanpapier vervaardigd en er wordt 12 h bij 50eC (zonder vacuüm) en 30 min bij 30 90eC onder vacuüm gedroogd. De film wordt vervolgens gesneden en in een laborator! umpers tot zuivere harsplaatjes bij een perstemperatuur van 200°C gedurende 2 min geperst. Na het uitharden in de oven bij 200eC gedurende 2 h heeft het gevormde voortbrengsel een Tg (TMA) van 160eC.

.8801858

Claims (17)

4

1. Bij opslag stabiel, hardhaar stofmengsel, met het kenmerk, dat het 5 a) 10-80 gewichtsdelen van een epoxyhars met een functionaliteit van ten minste 3, b) 90-20 gewichtsdelen van een epoxyhars met een functionaliteit van 2-2,5, c) een difenol, waarbij de hoeveelheid difenol zodanig wordt gekozen, 10 dat per epoxy-equivalent van de epoxyharsen (a) en (b) 0,7-1,2 hydroxyl equivalent van het difenol (c) wordt toegepast, en waarbij het difenol uit (cl) 0-80 gew.% van een verbinding met de formule 1 of 2, waarin T de directe binding, methyl een, isopropylideen, 0, S, CO of 15 SO2 betekent en R voor waterstof of C1-C4 alkyl staat, en (c2) 100-20 gew.% van een dihydroxynaftaleen bestaat, alsmede d) 0,05-5 gew.%, betrokken op de epoxyharsen (a) en (b), van een versneller, bevat.

2. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de epoxyhar sen (a) en (b) een epoxygehalte van 5-11 equivalent/kg hebben, en gly-cidylethers, glycidylesters of N-glycidyl derivaten van een cycloalifa-tische, van een aromatische of van een heterocyclische verbinding zijn.

3. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de epoxyhar sen (a) en (b) epoxynovolakken of glycidylderivaten van een bisfenol, van een hydantoine of van een tetramethylolcyclohexaan zijn.

4. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de epoxyhars (a) een functionaliteit van 3 tot 4 bezit en een epoxyfenolnovolak of 30 een glycidylderivaat van een hydantoine of van een tetramethylolcyclohexaan is.

5. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de epoxyhars (b) een functionaliteit van 2 tot 2,2 bezit en een epoxyfenolnovolak of een glycidylderivaat van bisfenol A of van bisfenol F is.

6. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hydroxyl- substituenten van de verbinding met formule 1 op de 4,4'-plaats zijn en het symbool T 0, S, methyl een of isopropylideen betekent.

7. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verbinding met formule 2 een dihydroxytolueen is.

8. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de component . 8 8 C> 1 85 8 (c2) 2,6- of 2,7-dihydroxynaftaleen is.

9. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het difenol (c) voor telkens 50 gew.% uit de componenten (cl) en (c2) bestaat.

10. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het difenol 5 (c) uit 2,6-dihydroxytolueen en 2,7-dihydroxynaftaleen bestaat.

11. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de versneller Cd) een iiidazool of een Μ-acylimidazool is.

12. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het naast de componenten (a) tot Cd) nog (e) 10-140 gewichtsdelen, betrokken op 10 100 gewichtsdelen van de componenten (a) tot (c), van een thermoplast met een glasovergangstemperatuur van ten minste 180“C bevat.

13. Mengsel volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de thermoplast (e) een polyimide, een polyetherimide, een polyamideimide, een polysulfon of een polyethersulfon is en een glasovergangstemperatuur 15 van 180-350°C heeft.

14. Mengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het 10 tot 60 gewichtsdelen epoxyhars (a), 90 tot 40 gewichtsdelen epoxyhars (b), een zodanige hoeveelheid difenol (c), dat 0,8-1,1 hydroxylequivalent van het difenol per epoxyequivalent van de harsen (a) en (b) wordt toe- 20 gepast, en 0,1-1 gew.% van de versneller (d) betrokken op de hoeveelheid van (a) en (b), bevat.

15. Toepassing van het mengsel volgens conclusie 1 voor de vervaardiging van geharde voortbrengsels.

16. Toepassing van het mengsel volgens conclusie 1 voor de ver- 25 vaardiging van prepregs voor met vezel versterkte samengestelde stoffen of ter vervaardiging van plakfilms.

17. Harder voor epoxyharsen, die een verbinding met formule 1 of formule 2 volgens conclusie 1 en een dihydroxynaftaleen bevat. 30 ===== ,8801858