PL130441B1 - Method of manufacture of thermosettable epoxy compositions - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia termoutwardzalnych kompozycji epoksydowych przez wprowadzenie adduktów bezwodnika ma¬ leinowego z estrami kwasów zywicznych, kalafonii do zywic epoksydowych ewentualnie z dodatkiem napelniaczy i przyspieszaczy. Kompozycje takie przeznaczone sa glównie dla elektroniki.Znane sa sposoby utwardzania zywic epoksy¬ dowych za pomoca adduktów dienowych kwasów zywicznych kalafonii z bezwodnikiem maleinowym.Utwardzane w ten sposób kompozycje epoksydowe sa kruche i nie znalazly wiekszego zastosowania.Znany jest równiez sposób utwardzania zywic epoksydowych za pomoca adduktów bezwodników kwasów zywicznych kalafonii z bezwodnikiem ma¬ leinowym. Takie addukty nadaja kompozycjom epoksydowym po utwardzeniu duza odpornosc na dlugotrwale dzialanie podwyzszonych temperatur.Wlasnosci dielektryczne tak utwardzonych kompo¬ zycji sa dobre w zakresie temperatur do 155°C.Addukty bezwodników kwasów zywicznych ka¬ lafonii odznaczaja sie ciemna barwa, stosunkowo wysoka temperatura mieknienia, nieprzyjemnym zapachem oraz drazniacym dzialaniem na oczy i skóre i dlatego przetwórstwo kompozycji epoksy¬ dowych z tymi adduktami jest utrudnione.Nieoczekwianie okazalo sie, ze jesli jako utwar¬ dzacze zastosuje sie addukty estrów kwasów zy¬ wicznych kalafonii i glikoli z bezwodnikiem ma¬ leinowym zawierajace w czasteczce od 2,1 do 4 10 15 grup bezwodnikowych, a najkorzystniej od 2,8 do 4 grup bezwodnikowych, to utwardzone kompozy¬ cje odznaczaja sie dobrymi wlasnosciami fdzyko- -mechanicznymi, jasna barwa, ' duza odpornoscia na dlugotrwale dzialanie podwyzszonych tempera¬ tur i dobrymi wlasnosciami dielektrycznymi. Wlas¬ nosci przetwórcze kompozycji sa bardzo korzystne.Kompozycje epoksydowe z adduktami estrów kwa¬ sów zywicznych kalafonii i glikoli* z bezwodnikiem maleinowym nie maja nieprzyjemnego zapachu i nie draznia skóry w temperaturze przetwórstwa 90—150°C. Utwardzenie przebiega w temperatu¬ rach od 130 do 200°C.W kompozycjach wedlug wynalazku mozna sto¬ sowac napelniacze i przyspieszacze. Jako napelnia- cze stosuje sie maczke porcelanowa, maczke kwar¬ cowa, talk, kaolin, azbest i ciete wlókno szklane w ilosci od 20 do 80% wagowych w stosunku do zywicy i utwardzacza.Jako przyspieszacze utwardzania stosuje sie ko¬ rzystnie aminy trzeciorzedowe, na przyklad benzy- lodwumetyloamine, dwumetyloaminometylofenol, trójdwumetyloaminometylofenol w ilosci od 0,01 do 2 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywi¬ cy epoksydowej oraz glikole w ilosci od 0,1 do 5 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej. Na 1 gramorównowaznik epoksydo¬ wy zywicy stosuje sie od 180 do 400 gramów utwardzacza w zaleznosci od liczby kwasowej utwardzacza. 130 4411W441 Przyklad I. 240 g adduktu bezwodnika ma¬ leinowego z estrami kwasów zywicznych kalafonii i glikolu etylenowego zawierajacego srednio w czasteczce 3 grupy befcwodnikowe majacego naste¬ pujaca charakterystyke: 0,2% niezwiazanego bez¬ wodnika maleinowego, liczbe/kwasowa 200, liczbe jodowa 48 i temperature mieknienia 92°C ogrzewa sie do temperatury 140°C i dodaje sie 200 g zywi¬ cy epoksydowej Epidian 5 o temperaturze 130°C oraz 0,1 g benzylodwumetyloaminy. Czas zelowa¬ nia kompozycji w temperaturze 140°C wynosi 1,5 ^odfalny.Wlasnosci kompozycji po utwardzeniu w ciagu 4 godzin w 150°C i 20 godzin w 200°C sa nastepu¬ jace: temperatura zeszklenia, °C 158 temperatura ugiecia pod obciazeniem wg Martensa,°C 128 udarnosc kJ/m1 6,8 Przyklad li. 200 g adduktu bezwodnika ma¬ leinowego z estrami kwasów zywicznych kalafonii i glikolu etylenowego zawierajacego srednio w cza¬ steczce 3,9 grupy bezwodndkowe, majacego nastepu¬ jaca charakterystyke: 0,2% niezwiazanego bezwod¬ nika maleinowego, temperature mieknienia 96°C, liczbe jodowa 28 i liczbe kwasowa 228 ogrzewa sie do 140°C i po stopieniu dodaje sie 200 g zywi¬ cy epoksydowej Epdddan 5. Czas zelowania kompo¬ zycji w temperaturze 150°C wynosi 2,5 godziny.Wlasnosci kompozycji po utwardzeniu w ciagu 4 godzin w temperaturze ISO^C I 20 godzin w tem¬ peraturze 180°C sa nastepujace: temperatura zeszklenia, °C 145 temperatura ugiecia pod obciazeniem wg Martensa,°C 114 'UdttirifeKJ/m* fl# Przyklad III. £00 g adduktu bezwodnika ma- 'i&inowagb z estrami kwasów iywfcelyeh kalafonii i glikolu etylenowego zawierajacego srednio w cza- steczce 3,9 grup bezwodnikowyeh majacego naste- *£ujaca charakterystyke: 0,2% niezwiazanego bez¬ wodnika maleinowego, temperature mieknienia "M^ liczbe jodowa 26 i liczbe kwasowa 328 ograe- wa sie do 140gC i po stopieniu dodaje sie -200 g zywicy epoksydowej Epidian 5, a nastepnie 0,1 g benzylodwumetyloaminy. Czas zelowania kompozy¬ cji w temperaturze 140°C wynosi 1 godzina i 20 minut Wlasnosci kompozycji po utwardzeniu w ciagu 4 godzin w 150°C i 20 godzin w 200°C sa nastepu¬ je temjteratura zeszklenia,°C 178 temperatura ugiecia pod obciazeniem wg Martensa,°C 150 wterhosc,kJ/m« 8,4 wytrzymalosc na zginanie, MPa 642 Óp6r wtascrwy skrósny — w temperaturze 20°C, om. cm 4,5 • 10* - — w temperatoitfze 155°C, om, cm 1,7 • 10" 56 Przyklad IV. 140 g adduktu bezwodnika ma¬ leinowego z estrami kwasów zywicznych kalafonii i glikolu etylenowego zawierajacego srednio w cza¬ steczce 3 grupy bezwodnikowe, majacego nastepu¬ jaca charakterystyke: 0,1% niezwiazanego bezwod¬ nika maleinowego, liczbe kwasowa 200, liczbe jo¬ dowa 48 i temperature mieknienia 92°C ogrzewa sie w temperaturze 140°C i po stopieniu dodaje sie 200 g zywicy Epidian 2 ogrzanej do tempera¬ tury 120°C. Czas zelowania kompozycji w tempe¬ raturze 130CC wynosi 2 godziny i 20 minut.Wlasnosci kompozycji po utwardzeniu sa naste¬ pujace: temperatura zeszklenia, °C temperatura ugiecia pod obciazeniem wg Martensa, °C udarnosc, kJ/m* wytrzymalosc na zginanie, MPa opór wlasciwy skrosny: — w temperaturze 20°C, om. cm — w temperaturze 155°C, om. cm po 24 godz. w 1B0°C 104 91 9,3 89 5 • 10* 6,8 • 10" po 4 godz. w 150PC i 20 godz. w 180°C 112 104 9,2 80 3,6 • 10* 1,2 • 10" Wspólczynnik strat dielektrycznych przy czesto¬ tliwosci 0,06 kHz: — w temperaturze 2 — w temperaturze 155*C 0,003 0^7 0,0015 0,05 Przyklad V. 140 g adduktu bezwodnika ma¬ leinowego z estrami kwasów zywicznych kalafonii i glikolu etylenowego zawierajacego srednio w czasteczce 3 grupy bezwodnikowe, majacego naste¬ pujaca charakterystyke: 0,1% niezwiazanego bez¬ wodnika maleinowego, liczbe* kwasowa 200, liczbe Jodowa 48 i temperature mieknienia 92°C ogrze¬ wa sie w temperaturze 140eC i po stopieniu do¬ daje sie 200 g zywicy Epidian 2 ogrzanej do tem¬ peratury 120°C, a nastepnie dodaje sie 4 g gliko¬ lu etylenowego. Czas zelowania kompozycji w tem¬ peraturze 130*C wynosi 50 minut.Wlasnosci kompozycji po utwardzeniu 4 godziny w temperaturze 15CPC i 20 godzin w temperatu¬ rze l8tf°tMsra nastepujace: temperatura zeszklenia, ?C temperatura ugiecia pod obciazeniem wg Martensa, °C udarnosc kJ/m* 114 110 Wspólczynnik strat dielektrycznych przy czesto¬ tliwosci 0,06 kHz: ^ w temperat^ze 20°C 0,0016 — w temperaturze 155°C 00083 Przyklad VI. 200 g adduktu bezwodnika.ma¬ leinowego z estrami kwasów zywicznych kalafonii i glikolu etylenowego zawierajacego srednio w czar steczce 3,9 grup bezwodnikowych, majacego naste- fmui pujaca charakterystyke: 0,2% niezwiazanego bez¬ wodnika maleinowego, temperature mieknienia 92°C, liczbe jodowa 28 i liczbe kwasowa 228 ogrze¬ wa sie do temperatury 140°C i po stopieniu doda¬ je sie 400 g zywicy Epidian 2 ogrzanej do tempe¬ ratury 140°C.Miesza sie w temperaturze 140°C w ciagu 20 mi¬ nut i wylewa na tace z folii aluminiowej. 600 g tak otrzymanego stopu, zywicy z utwardzaczem wrzuca sie obracajace sie waly dwuwalcarki ogrzane do temperatury 90°C i 110°C, a po stopieniu wsypuje sie 900 g maczki porcela¬ nowej, 300 g wlókna szklanego o dlugosci 3 mm, 30 g stearynianu magnezu i 6 g przyspieszacza D to znaczy 3,5,3',5'-dwiimetyloaminometylodwufeny- .lopropanu. Po zmieszaniu calej masy w ciagu 5 mi¬ nut mase z walów zdejmuje sie, pozostawia do ochlodzenia i rozdrabnia.Tak przygotowana masa wyprasowana pod cis¬ nieniem 30 kG/cmf w temperaturze 180°C w ciagu 30 minut ma nastepujace wlasnosci dielektryczne.Opór wlasciwy skrosny — w temperaturze 25°C om. cm 1,5 • 10u — w temperaturze 155°C om. cm 6,1 • 10* Wspólczynnik strat dielektrycznych przy czesto¬ tliwosci 0,06 kHz: — w temperaturze 25°C 0,0129 — w temperaturze 155°C 0,3170 Przenikalnosc dielektryczna przy czestotliwosci 0,06 kHz: — w temperaturze25°C 5,2 — w temperaturze 155°C 12,7 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania termoutwardzalnych I kompozycji epoksydowych przez wprowadzenie ad- duktów bezwodnika maleinowego z estrami kwa¬ sów zywicznych kalafonii do zywic epoksydowych, ewentualnie z dodatkiem napelniaczy i przyspie¬ szaczy, znamienny tym, ze stosuje sie addukty u otrzymane przez ogrzewanie estrów kwasów zy¬ wicznych kalafonii i glikoli z bezwodnikiem ma- leinowym w propozycji molowej od 2,1 do 4 moli bezwodnika maleinowego, a najkorzystniej od 2,7 do 4 moli bezwodnika maleinowego na 1 mol 1S estrów, przy czym addukty wprowadza sie w ilos¬ ci od 180 do 400 czesci wagowych na jeden gra- morównowaznik epoksydowy zywicy w tempera¬ turze od 130 do 200°C. 3, 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako napelniacze stosuje sie maczke porcelanowa, maczke kwarcowa, talk, kaolin, azbest, ciete wlók¬ no szklane w ilosci od 10 do 80% wagowych w stosunku do kompozycji zywicy i utwardzacza. m 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako przyspieszacze stosuje sie aminy trzeciorzedo¬ we korzystnie benzylodwumetyloamine, dwumety- loaminofenol i trójdwumetyloaminometylofenol w m ilosci od 0,01 do 2 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy oraz glikole w ilosci od 0,1 do 5 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania termoutwardzalnych 2. I kompozycji epoksydowych przez wprowadzenie ad- duktów bezwodnika maleinowego z estrami kwa¬ sów zywicznych kalafonii do zywic epoksydowych, ewentualnie z dodatkiem napelniaczy i przyspie¬ szaczy, znamienny tym, ze stosuje sie addukty u otrzymane przez ogrzewanie estrów kwasów zy¬ wicznych kalafonii i glikoli z bezwodnikiem ma- leinowym w propozycji molowej od 2,1 do 4 moli bezwodnika maleinowego, a najkorzystniej od 2,7 do 4 moli bezwodnika maleinowego na 1 mol 1S estrów, przy czym addukty wprowadza sie w ilos¬ ci od 180 do 400 czesci wagowych na jeden gra- morównowaznik epoksydowy zywicy w tempera¬ turze od 130 do 200°C. 3,
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako napelniacze stosuje sie maczke porcelanowa, maczke kwarcowa, talk, kaolin, azbest, ciete wlók¬ no szklane w ilosci od 10 do 80% wagowych w stosunku do kompozycji zywicy i utwardzacza. m
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako przyspieszacze stosuje sie aminy trzeciorzedo¬ we korzystnie benzylodwumetyloamine, dwumety- loaminofenol i trójdwumetyloaminometylofenol w m ilosci od 0,01 do 2 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy oraz glikole w ilosci od 0,1 do 5 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej. PL