WO1996025445A1 - Process for producing a siloxane group-containing epoxy resin - Google Patents

Process for producing a siloxane group-containing epoxy resin Download PDF

Info

Publication number
WO1996025445A1
WO1996025445A1 PCT/DE1996/000152 DE9600152W WO9625445A1 WO 1996025445 A1 WO1996025445 A1 WO 1996025445A1 DE 9600152 W DE9600152 W DE 9600152W WO 9625445 A1 WO9625445 A1 WO 9625445A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction
epoxy
epoxy resin
radical
silsesquioxane
Prior art date
Application number
PCT/DE1996/000152
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Höhn
Ernst Wipfelder
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO1996025445A1 publication Critical patent/WO1996025445A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22Di-epoxy compounds
    • C08G59/30Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen
    • C08G59/306Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen containing silicon

Definitions

  • Silicones or siloxanes can be used to make reaction resins more flexible. In order to obtain a stable molding material, preference is given to those siloxanes which take part in the curing reaction of the reactive resin and are chemically incorporated into the molding material.
  • Epoxysilanes with SiC-bonded epoxy groups are obtained by hydrosilylation of silane hydrogens with unsaturated epoxy compounds. Under technologically demanding conditions, reaction products can be obtained with exclusion of water in an absolute inert gas atmosphere, which have to be worked up in complex cleaning steps and freed from the required catalyst of the platinum metal group.
  • Epoxysilanes can also be made accessible by epoxidation of unsaturated silane compounds. This is also a complex synthesis that leads to inexpensive products.
  • the epoxy resin components containing siloxane groups are obtained by reacting epoxyalkoxysilanes with silanols and silsesquioxanes containing hydroxyl groups.
  • the process according to the invention can be carried out in a simple one-pot reaction under normal conditions with regard to atmosphere and pressure with minimal process expenditure in a short time.
  • a mixture of different siloxane resins containing epoxy groups is obtained as the product. These are the condensation products from a silanol alkoxy condensation, which proceeds with the elimination of the corresponding alkyl alcohol. With constant reaction conditions, this can be done
  • the product is compatible with common epoxy resins and can be mixed in any ratio with these to form storage-stable resin components without further cleaning or working up.
  • the products can be mixed with preferably cycloaliphatic epoxides and other resin components and cured. Transparent molded materials are obtained from this.
  • the epoxy value of the epoxysiloxanes obtained which is predetermined by the type and quantitative ratio of the starting substances, results in a product which is readily crosslinkable. This can be stored for several months at room temperature with only a slight increase in viscosity and only a slight reduction in the epoxy value. It shows a high thermal and thermal oxide tive stability that is also retained in the molding material that is obtained after hardening of a corresponding mixture with common epoxy resins.
  • the epoxyalkoxysilane i used as the starting compound carries 1 to 3 condensable alkoxy groups.
  • the radicals Rl to R4 independently of one another represent an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, an aryl radical or an OH group
  • R5 is a glycidyloxyalkyl, epoxyalkyl or an epoxycycloalkyl radical
  • R6 represents an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms.
  • Atoms, R7 and R8 independently represent R6, OR6 or an aryl radical and n is an integer with 1 ⁇ n ⁇ 12.
  • the radical R6 is preferably a methyl radical, since the reactivity of the group to be split off during the condensation decreases as the chain length of the alkyl radical increases. Because of the harmlessness of the split-off ethyl alcohol, ethyl can also be preferred as alkyl group R6. Because of the easier availability, monomeric epoxyalkoxy silanes are _. preferred, but in principle the reaction is also possible with corresponding longer-chain alkoxysiloxanes.
  • Silanols 2 which have OH groups in the ⁇ -position, ⁇ - and G5-position or in the chain as reactive groups are more readily available and less expensive.
  • the selection of the further organic groups R 1 to R 4 bonded via SiC is not critical. Depending on the remaining radicals, however, with increasing chain length or larger n there can be an increasing incompatibility of the condensation products with epoxy resins, which can make their later desired use as a resin component in a mixture with these epoxy resins more difficult or impossible.
  • the epoxy group-containing radical R5 of the starting compound 1 is bonded to silicon via a carbon atom and is otherwise freely selectable.
  • R2 can be a glycidyloxyalkyl, an epoxyalkyl, epoxyaryl, an epoxyarylalkyl or an epoxycycloalkyl group.
  • the corresponding glycidyloxy compounds which are obtained by reacting correspondingly reactive compounds with epichlorohydrin are readily available.
  • a condensation catalyst may be required to support the reaction.
  • the catalyst is selected in such a way that the epoxy group is preserved as far as possible during the concentration.
  • a catalyst which is ideal in this regard therefore does not react in a particularly basic manner extremely acidic, ideally neutral.
  • Preferred catalysts are derived from the alkyl esters of titanium acid Ti.OH.4 or have tin as the central atom.
  • the starting materials can be reacted in suitable solvents, for example in alcohols, ethers, aromatic hydrocarbons or the like.
  • suitable solvents for example in alcohols, ethers, aromatic hydrocarbons or the like.
  • the reaction is preferably carried out as a bulk reaction without a solvent.
  • the reaction can take place in an open reaction vessel and is carried out at elevated temperatures. Preferred reaction temperatures are between 80 and 150 ° C. Volatile reaction products are preferably driven off, for example by passing a dry inert gas (for example nitrogen) into the reaction mixture.
  • a dry inert gas for example nitrogen
  • composition of the product depends on the reaction conditions, in particular on the stoichiometry of the batch, the reaction temperature and the catalyst.
  • a stoichiometric approach to the starting materials is designed so that a total of one OH group is available in the case of silanol 2 and silsesquioxane per alkoxy group which can be split off in the case of epoxysilane J_.
  • the product is a mostly colorless, transparent oil, which can be mixed with common reaction resins in any mixing ratio.
  • aromatic glycidyl ethers in particular based on bisphenol A and F
  • corresponding glycidyl esters, cycloaliphatic epoxides, or any other epoxides obtained, for example, by epoxidation of unsaturated compounds
  • new reaction resin mixtures can be obtained which are stable in storage for several months.
  • the storage stability of the reaction resin mixture with the new epoxysiloxane can be increased by heating the reaction resin mixtures in an applied vacuum.
  • the epoxysiloxanes which are also compatible with the hardening process of the reaction resin, result in transparent molding materials in the corresponding reaction resin mixtures, the glass transition temperature of which is unusually high in comparison to other siloxane-containing molding materials.
  • the reaction resin mixture containing siloxane With the reaction resin mixture containing siloxane, only a slight decrease in the glass transition temperature of the molding material compared to the pure epoxy resin is observed.
  • the thermal and thermal oxidative stability of the silsesquioxanes is retained in the molding material. This is attributed to their chemical integration, which results in silox-rich domains with a nanostructure.
  • the siloxane condensates containing epoxy groups according to the invention show improved compatibility with the constituents of epoxy formulations compared to the conventionally produced epoxysiloxanes.
  • the reactive behavior of the epoxy resin formulations is not impaired by admixing the epoxysiloxanes according to the invention.
  • the reactivity is increased.
  • the light-off temperature is lowered by up to 20 ° C., so that curing can take place under milder conditions in these cases. All components are soluble in one another and the viscosities can be set within wide limits. Low and medium viscosity resins can be obtained which are particularly suitable for cast resin applications.
  • the invention is described in more detail below on the basis of an exemplary embodiment and the associated figure.
  • the figure shows the thermomechanical properties of a cast resin molding material according to the invention using measurement curves.
  • the alkoxysilane 1 used is the 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPT), which is already known as an adhesion promoter for epoxy resins.
  • GPT 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane
  • a commercially available ⁇ , ⁇ polyphenylpropylsilanediol with a hydroxyl group content of 3.5-5.5% (SY308, Wacker) is selected as silanol 2.
  • the 3-dimensional, polyhedral silsesquioxane (PPSS, ABCR-Chemie) is substituted with phenyl and propyl groups (30% propyl groups), has a molecular weight Mf> of 1,600 g / mol and a hydroxyl group content of 4%.
  • Tetraisopropyl orthotitanate (IPT, Hüls) serves as the condensation catalyst.
  • Transparent, highly viscous products are obtained. For better handling, they are diluted with a cycloaliphatic epoxy (CY 179, from Ciba-Geigy) in a ratio of 1: 1.
  • CY 179 from Ciba-Geigy
  • an epoxy resin which can be acid or neutral cured in a manner known for epoxy resins.
  • the epoxy resin is mixed with hexahydrophthalic anhydride (HT907, from Ciba-Geigy) and 2,4-ethylimidazole (EMI) as an accelerator for a ready-to-use formulation.
  • HT907 hexahydrophthalic anhydride
  • EMI 2,4-ethylimidazole
  • 10.0 g of epoxy resin, 5.4 g of HT907 and 0.3 g of EMI are homogenized at room temperature and degassed with stirring at about 100 hPa within 20 minutes. Curing takes place in three stages: 1 h at 120 ° C, 5 h at 150 ° C and 1 h at 170 ° C.
  • Appearance transparent transparent transparent It is important that the epoxy content remains virtually unchanged even after months and that the viscosities are in a range which is suitable for cast resin applications.
  • the reactivity of the formulations with CY 179 was determined on the basis of DSC spectra (DSC 2, Perkin-Elmer) between 320K and 570K at a heating rate of 5 and 10 K / min.
  • Table 2 provides information on the measured values obtained. A comparison test is carried out with a siloxane-free formulation based on CY 179.
  • the molded materials cured as stated are examined for their dynamic mechanical properties. It will be a DMTA device (Polymer Laboratories, MKII) used at a heating rate of 3 K / minute. The conditioned samples are preloaded with a static preload of 0.1 and 0.5 N. Table 3 provides information about the measured values obtained.
  • the glass transition temperatures of over 170 ° C and the E-moduli with values above 2100 N / mm 2 at room temperature are in all cases high despite the high siloxane content of 50 percent.
  • no further relaxation can be clearly resolved in the temperature range from - 100 to 250 ° C. This indicates that all components are reactively integrated in the network of the molding material and that this with is homogeneous.
  • the hardness of the molded materials is above Shore ⁇ 80.
  • the expansion coefficient of the molding materials according to the invention move around 90 ppm K _1 and are approximately 20 ppm K -1 hö ⁇ ago than that produced in the comparative test molding material on the basis of CY 179.
  • thermomechanical stresses decrease by up to 4.6 N / mm 2 .
  • the mechanical stresses are significantly reduced due to the discontinuities in the physical properties at the TG.
  • the resistance to hydrolysis of the molded materials is determined, among other things, from the water absorption over seven days at 23 ° C.
  • the molding material according to the invention shows a water absorption of 0.80%, while the corresponding siloxane-free molding material has a water absorption of 1.30%. This indicates a high resistance to hydrolysis, which in addition to the thermal and thermal oxidative resistance leads to high weather resistance.
  • the invention With 160 ° C temperature aging within 3 d, molding materials show only slightly higher mass losses than the reference molding materials on 179 bases. There is also a high UV resistance because the tendency towards yellowing of the molding materials can be reduced by incorporating siloxane.
  • the ready-to-use formulations according to the invention have a slightly reduced shelf life, but an increased reactivity and can be cured completely at moderate temperatures.
  • the erfm-. Molding materials according to the invention greatly reduced thermomechanical property changes with reduced thermal stress.
  • the reactive resins according to the invention are therefore particularly suitable for covering and encasing stress-sensitive parts. They are advantageously used for wrapping and covering electrical and electronic components.

Abstract

Siloxane group-containing epoxy resin components are obtained by reacting epoxy alkoxysilanes with silanols and hydroxy group-containing silsesquioxanes. The epoxide-containing transparent condensates are siloxane mixtures which can be used directly as resin components for mixing with epoxy resins for casting resin applications.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Herstellung eines siloxangruppenhaltigen Epoxi- dharzes.Process for the preparation of an epoxy resin containing siloxane groups.
Zur Flexibilisierung von Reaktionsharzen können Silikone bzw. Siloxane eingesetzt werden. Um einen stabilen Formstoff zu erhalten, sind solche Siloxane bevorzugt, die an der Här- tungsreaktion des Reaktionsharzes teilnehmen und chemisch in den Formstoff eingebaut werden.Silicones or siloxanes can be used to make reaction resins more flexible. In order to obtain a stable molding material, preference is given to those siloxanes which take part in the curing reaction of the reactive resin and are chemically incorporated into the molding material.
Zur Ab ischung mit Epoxidharzen werden daher epoxidgruppen- haltige Siloxane gesucht, die mit der Epoxidgruppe über SiC- Bindungen stabil und hydrolysebestandig in einen Formstoff eingebunden werden können.In order to be compared with epoxy resins, siloxanes containing epoxy groups are therefore sought, which can be incorporated into a molding material in a stable and hydrolysis-resistant manner with the epoxy group via SiC bonds.
Epoxysilane mit über SiC-gebundenen Epoxidgruppen werden durch Hydrosilylierung von Silanwasserstoffen mit ungesättig- ten Epoxidverbindungen gewonnen. Unter technologisch an¬ spruchsvollen Bedingungen können unter Wasserausschluß in ei¬ ner absoluten Inertgasatmosphäre Umsetzungsprodukte erhalten werden, die in aufwendigen Reinigungsschritten aufgearbeitet und von dem erforderlichen Katalysator der Platinmetallgruppe befreit werden müssen.Epoxysilanes with SiC-bonded epoxy groups are obtained by hydrosilylation of silane hydrogens with unsaturated epoxy compounds. Under technologically demanding conditions, reaction products can be obtained with exclusion of water in an absolute inert gas atmosphere, which have to be worked up in complex cleaning steps and freed from the required catalyst of the platinum metal group.
Epoxysilane können auch durch Epoxidierung ungesättigter Si- lanverbindungen zugänglich gemacht werden. Auch dabei handelt es sich um eine aufwendige Synthese, die zu kostenungünstigen Produkten führt.Epoxysilanes can also be made accessible by epoxidation of unsaturated silane compounds. This is also a complex synthesis that leads to inexpensive products.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfa¬ ches Verfahren zur Herstellung von siloxangruppenhaltigen Epoxidharzen mit über SiC-gebundenen Epoxidgruppen anzugeben, welches zu einem chemisch und thermisch stabilen Produkt mit ausreichendem Epoxidgehalt führt, das mit gängigen Epoxidhar- zen für Gießharzanwendungen kompatibel ist und sich mit die¬ sen zusammen aushärten läßt .It is therefore an object of the present invention to provide a simple process for the preparation of epoxy resins containing siloxane groups with epoxy groups bonded via SiC, which leads to a chemically and thermally stable product with a sufficient epoxy content, which is compatible with common epoxy resins. Zen is compatible for cast resin applications and can be cured together with them.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, eine fertige Epoxidharzformulierung und deren bevorzugte Verwendung sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved according to the invention by a method with the features of claim 1. Further embodiments of the invention, a finished epoxy resin formulation and their preferred use can be found in further claims.
Die siloxangruppenhaltigen Epoxidharzkomponenten werden durch Umsetzung von Epoxyalkoxysilanen mit Silanolen und hydroxy- gruppenhaltigen Silsesquioxanen erhalten.The epoxy resin components containing siloxane groups are obtained by reacting epoxyalkoxysilanes with silanols and silsesquioxanes containing hydroxyl groups.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einer einfachen Eintopfreaktion unter Normalbedingungen bezüglich Atmosphäre und Druck mit minimalem Verfahrensaufwand in kurzer Zeit durchführen. Als Produkt wird ein Gemisch verschiedener epoxidgruppenhaltiger Siloxanharze erhalten. Diese sind die Kondensationsprodukte aus einer Silanol—Alkoxykondensation, die unter Abspaltung des entsprechenden Alkylalkohols ver- läuft. Bei konstanten Reaktionsbedingungen läßt sich dasThe process according to the invention can be carried out in a simple one-pot reaction under normal conditions with regard to atmosphere and pressure with minimal process expenditure in a short time. A mixture of different siloxane resins containing epoxy groups is obtained as the product. These are the condensation products from a silanol alkoxy condensation, which proceeds with the elimination of the corresponding alkyl alcohol. With constant reaction conditions, this can be done
Verfahren reproduzierbar durchfuhren. Es können dabei trans¬ parente Öle erhalten werden.Carry out procedures reproducibly. Transparent oils can be obtained.
Das Produkt ist mit gängigen Epoxidharzen kompatibel und läßt sich ohne weitere Reinigung oder Aufarbeitung mit diesen zu lagerstabilen Harzkomponenten in jedem Verhältnis mischen.The product is compatible with common epoxy resins and can be mixed in any ratio with these to form storage-stable resin components without further cleaning or working up.
Die Produkte können mit vorzugsweise cycloaliphatischen Epoxiden und weiteren Harzkomponenten gemischt und ausgehär- tet werden. Daraus werden transparente Formstoffe erhalten.The products can be mixed with preferably cycloaliphatic epoxides and other resin components and cured. Transparent molded materials are obtained from this.
Der durch die Art und das Mengenverhältnis der Ausgangssub- stanzen vorgegebene Epoxidwert der erhaltenen Epoxysiloxane ergibt ein gut vernetzungsfähiges Produkt. Dieses ist bei Raumtemperatur mehrere Monate unter nur geringem Viskositäts- anstieg und nur geringer Verminderung des Epoxidwerts la¬ gerfähig. Es zeigt eine hohe thermische und thermisch oxida- tive Stabilität, die auch in dem Formstoff erhalten bleibt, der nach Härtung eines entsprechenden Gemisches mit gängigen Epoxidharzen erhalten wird.The epoxy value of the epoxysiloxanes obtained, which is predetermined by the type and quantitative ratio of the starting substances, results in a product which is readily crosslinkable. This can be stored for several months at room temperature with only a slight increase in viscosity and only a slight reduction in the epoxy value. It shows a high thermal and thermal oxide tive stability that is also retained in the molding material that is obtained after hardening of a corresponding mixture with common epoxy resins.
Bei der Kondensationsreaktion wird aus der Alkoxygruppe des Epoxysilans iIn the condensation reaction from the alkoxy group of the epoxysilane i
Figure imgf000005_0001
Figure imgf000005_0001
und den OH-Gruppen des Silanols 2. und des Silsesquioxans un¬ ter Abspaltung des entsprechenden Alkylalkohols Si-O-Si-Bin- dungen geknüpft:and the OH groups of silanol 2 and silsesquioxane with elimination of the corresponding alkyl alcohol Si-O-Si bonds:
(R)3Si-l0R+Hj0-Si(R' )3 → (R)3Si-0-Si (R1 )3 + ROH(R) 3 Si-10R + Hj0-Si (R ') 3 → (R) 3 Si-0-Si (R 1 ) 3 + ROH
Das als Ausgangsverbindung eingesetzte Epoxyalkoxysilan i trägt 1 bis 3 kondensationsfähige Alkoxygruppen. Die Reste Rl bis R4 stehen unabhängig voneinander für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen Arylreεt oder eine OH-Gruppe, R5 ist ein Glycidyloxyalkyl, Epoxyalkyl oder ein Epoxycyclo- alkylrest, R6 steht für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, R7 und R8 stehen unabhängig voneinander für R6, OR6 oder ei- nen Arylrest und n ist eine ganze Zahl mit 1 < n < 12.The epoxyalkoxysilane i used as the starting compound carries 1 to 3 condensable alkoxy groups. The radicals Rl to R4 independently of one another represent an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, an aryl radical or an OH group, R5 is a glycidyloxyalkyl, epoxyalkyl or an epoxycycloalkyl radical, R6 represents an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms. Atoms, R7 and R8 independently represent R6, OR6 or an aryl radical and n is an integer with 1 <n <12.
Der Rest R6 ist vorzugsweise ein Methylrest , da die Reakti¬ vität der bei der Kondensation abzuspaltenden Gruppe mit zu¬ nehmender Kettenlänge des Alkylrestes abnimmt. Wegen der Un¬ bedenklichkeit des abgespaltenen Ethylalkohols kann als Al- kylgruppe R6 auch Ethyl bevorzugt sein. Aufgrund der einfacheren Verfügbarkeit sind monomere Epoxyal- koxyεilane _. bevorzugt, doch ist die Reaktion prinzipiell auch mit entsprechenden längerkettigen Alkoxysiloxanen mög¬ lich.The radical R6 is preferably a methyl radical, since the reactivity of the group to be split off during the condensation decreases as the chain length of the alkyl radical increases. Because of the harmlessness of the split-off ethyl alcohol, ethyl can also be preferred as alkyl group R6. Because of the easier availability, monomeric epoxyalkoxy silanes are _. preferred, but in principle the reaction is also possible with corresponding longer-chain alkoxysiloxanes.
Einfacher verfügbar und preisgünstiger sind Silanole 2., die OH-Gruppen in α-Stellung, α- und G5-Stellung oder in der Kette als reaktive Gruppen aufweisen. Die über SiC gebundene weiteren organischen Gruppen Rl bis R4 sind bezüglich ihrer Auswahl unkritisch. In Abhängigkeit von den übrigen Resten kann sich jedoch mit zunehmender Kettenlänge bzw. größerem n eine zunehmende Unverträglichkeit der Kondensationsprodukte gegenüber Epoxidharzen ergeben, die deren spätere gewünschte Verwendung als Harzkomponente in Abmischung mit eben diesen Epoxidharzen erschweren oder unmöglich machen kann.Silanols 2 which have OH groups in the α-position, α- and G5-position or in the chain as reactive groups are more readily available and less expensive. The selection of the further organic groups R 1 to R 4 bonded via SiC is not critical. Depending on the remaining radicals, however, with increasing chain length or larger n there can be an increasing incompatibility of the condensation products with epoxy resins, which can make their later desired use as a resin component in a mixture with these epoxy resins more difficult or impossible.
Der epoxidgruppenhaltige Rest R5 der Ausgangsverbindung 1 ist über ein C-Atom an Silizium gebunden und ist ansonsten frei auswählbar. Je nach Verfügbarkeit des entsprechenden Epoxyal- koxysilans kann R2 eine Glycidyloxyalkyl-, eine Epoxyalkyl-, Epoxyaryl-, eine Epoxyarylalkyl, oder eine Epoxycycloalkyl- gruppe sein. Leicht verfügbar sind die entsprechenden Glycidyloxyverbindungen, die durch Umsetzung entsprechend reaktiver Verbindungen mit Epichlorhydrin erhalten werden.The epoxy group-containing radical R5 of the starting compound 1 is bonded to silicon via a carbon atom and is otherwise freely selectable. Depending on the availability of the corresponding epoxyalkoxysilane, R2 can be a glycidyloxyalkyl, an epoxyalkyl, epoxyaryl, an epoxyarylalkyl or an epoxycycloalkyl group. The corresponding glycidyloxy compounds which are obtained by reacting correspondingly reactive compounds with epichlorohydrin are readily available.
Je nach Reaktivität der Ausgangsstoffe, welche elektronisch und sterisch gehindert sein können, kann zur Unterstützung der Umsetzung ein Kondensationskatalysator erforderlich sein. Im Hinblick auf die Umsetzung selbst ergeben sich für den Ka- talysator keine Einschränkungen, so daß ein beliebiger Kon¬ densationskatalysator geeignet ist. Unter Berücksichtigung der bevorzugten bzw. beabsichtigten Verwendung des Produkts als Harzkomponente für Reaktionsharze wird jedoch der Kataly¬ sator so ausgewählt, daß die Epoxidgruppe bei der Konάensa- tion möglichst erhalten bleibt. Ein diesbezüglich idealer Ka¬ talysator reagiert daher weder ausgesprochen basisch noch ausgesprochen sauer, im Idealfall neutral. Bevorzugte Kataly¬ satoren sind von den Alkylestern der Titansäure Ti.OH.4 abge¬ leitet oder haben Zinn als Zentralatom.Depending on the reactivity of the starting materials, which can be electronically and sterically hindered, a condensation catalyst may be required to support the reaction. With regard to the implementation itself, there are no restrictions for the catalyst, so that any condensation catalyst is suitable. Taking into account the preferred or intended use of the product as a resin component for reactive resins, however, the catalyst is selected in such a way that the epoxy group is preserved as far as possible during the concentration. A catalyst which is ideal in this regard therefore does not react in a particularly basic manner extremely acidic, ideally neutral. Preferred catalysts are derived from the alkyl esters of titanium acid Ti.OH.4 or have tin as the central atom.
Die Umsetzung der Ausgangsstoffe kann in geeigneten Lösungs¬ mitteln erfolgen, beispielsweise in Alkoholen, Ethern, aroma¬ tischen Kohlenwasserstoffen oder dergleichen. Vorzugsweise wird die Umsetzung ohne Lösungsmittel als Bulkreaktion durch¬ geführt.The starting materials can be reacted in suitable solvents, for example in alcohols, ethers, aromatic hydrocarbons or the like. The reaction is preferably carried out as a bulk reaction without a solvent.
Die Umsetzung kann in einem offenen Reaktionsgefäß erfolgen und wird bei erhöhten Temperaturen durchgeführt. Bevorzugte Umsetzungstemperaturen liegen zwischen 80 und 150°C. Vorzugs¬ weise werden dabei flüchtige Reaktionsprodukte ausgetrieben, beispielsweise unter Überleiten eines trockenen Inertgases (zum Beispiel Stickstoff) in das Reaktionsgemisch.The reaction can take place in an open reaction vessel and is carried out at elevated temperatures. Preferred reaction temperatures are between 80 and 150 ° C. Volatile reaction products are preferably driven off, for example by passing a dry inert gas (for example nitrogen) into the reaction mixture.
Die Zusammensetzung des Produkts ist von den Reaktionsbedin- gungen abhängig, insbesondere von der Stöchiometrie des An- satzes, der Reaktionstemperatur und dem Katalysator. Ein stöchiometrischer Ansatz der Ausgangsstoffe ist so ausgelegt, daß pro abspaltbarer Alkoxy-Gruppe beim Epoxysilan J_ insgesamt eine OH-Gruppe bei Silanol 2. und Silsesquioxan zur Verfügung steht .The composition of the product depends on the reaction conditions, in particular on the stoichiometry of the batch, the reaction temperature and the catalyst. A stoichiometric approach to the starting materials is designed so that a total of one OH group is available in the case of silanol 2 and silsesquioxane per alkoxy group which can be split off in the case of epoxysilane J_.
Das Produkt ist ein zumeist farbloses transparentes Öl, wel¬ ches mit gängigen Reaktionsharzen in jedem Mischungsver¬ hältnis abgemischt werden kann. Mit aromatischen Glycidylethern, insbesondere auf der Basis von Bisphenol-A und -F, mit entsprechenden Glycidylestern, cycloaliphatischen Epoxiden, oder beliebigen anderen, beispielsweise durch Epoxidierung ungesättigter Verbindungen erhaltenen Epoxiden können neue Reaktionsharzmischungen erhalten werden, die meh¬ rere Monate lagerstabil sind. Durch Erhitzen der Reaktions- harzmischungen in einem angelegten Vakuum kann die Lagersta¬ bilität der Reaktionsharzmischung mit dem neuen Epoxysiloxan gesteigert werden. Die auch zum Hartungsprozeß des Reaktionsharzes kompatiblen Epoxysiloxane ergeben in den entsprechenden Reaktionsharz¬ mischungen transparente Formstoffe, deren Glaεubergangεtempe- ratur im Vergleich zu anderen siloxanhaltigen Formstoffen un¬ gewöhnlich hoch ist. Mit der siloxanhaltigen Reaktionεharz- mischung wird eine nur geringfügige Absenkung der Glasuber- gangstemperatur des Formstoffs gegenüber dem reinen Epoxid¬ harz beobachtet. Im Formstoff bleibt die thermische und ther- misch-oxidative Stabilität der Silsesquioxane erhalten. Dies wird auf deren chemische Einbindung zurückgeführt, die silox- anreiche Domänen mit Nanostruktur ergibt.The product is a mostly colorless, transparent oil, which can be mixed with common reaction resins in any mixing ratio. With aromatic glycidyl ethers, in particular based on bisphenol A and F, with corresponding glycidyl esters, cycloaliphatic epoxides, or any other epoxides obtained, for example, by epoxidation of unsaturated compounds, new reaction resin mixtures can be obtained which are stable in storage for several months. The storage stability of the reaction resin mixture with the new epoxysiloxane can be increased by heating the reaction resin mixtures in an applied vacuum. The epoxysiloxanes, which are also compatible with the hardening process of the reaction resin, result in transparent molding materials in the corresponding reaction resin mixtures, the glass transition temperature of which is unusually high in comparison to other siloxane-containing molding materials. With the reaction resin mixture containing siloxane, only a slight decrease in the glass transition temperature of the molding material compared to the pure epoxy resin is observed. The thermal and thermal oxidative stability of the silsesquioxanes is retained in the molding material. This is attributed to their chemical integration, which results in silox-rich domains with a nanostructure.
Im allgemeinen zeigen die erfindungsgemäßen epoxidgruppenhal- tigen Siloxankondensate gegenüber den herkömmlich hergestell¬ ten Epoxysiloxanen verbesserte Kompatibilität mit den Be¬ standteilen von Epoxidformulierungen. Das reaktive Verhalten der Epoxidharzformulierungen wird durch Zumischung der er- findungsgemaßen Epoxysiloxane nicht beeinträchtigt. Im allge- meinen wird die Reaktivität erhöht. Bei den cycloaliphati¬ schen Epoxiden wird die Anspringtemperatur um bis zu 20°C ab¬ gesenkt, so daß in diesen Fällen unter milderen Bedingungen ausgehartet werden kann. Alle Komponenten sind ineinander loslich wobei die Viskositäten in weiten Grenzen eingestellt werden können. Es können nieder- und mittelviskose Harze er¬ halten werden, die für Gießharzanwendungen besonders geeignet sind. Gegenüber Epoxysiloxanen, die durch Hydroεilylierung erhalten werden, ergibt sich der weitere Vorteil einer stark vereinfachten und kostengunεtigen Herεtellung unter- schiedlicher Epoxysilane. Von großem Vorteil ist insbesondere die direkte Verwendbarkeit des Produktes alε Harzkomponente ohne daß weitere Aufbereitungεεchritte notwendig εind. Hydro- silylierte Epoxysiloxane sind zudem weder klar, noch transpa¬ rent oder farbstabil.In general, the siloxane condensates containing epoxy groups according to the invention show improved compatibility with the constituents of epoxy formulations compared to the conventionally produced epoxysiloxanes. The reactive behavior of the epoxy resin formulations is not impaired by admixing the epoxysiloxanes according to the invention. In general, the reactivity is increased. In the case of the cycloaliphatic epoxides, the light-off temperature is lowered by up to 20 ° C., so that curing can take place under milder conditions in these cases. All components are soluble in one another and the viscosities can be set within wide limits. Low and medium viscosity resins can be obtained which are particularly suitable for cast resin applications. Compared to epoxysiloxanes which are obtained by hydroεilylation, there is the further advantage of a greatly simplified and inexpensive preparation of different epoxysilanes. Of particular advantage is the fact that the product can be used directly as a resin component without further processing steps being necessary. In addition, hydrosilylated epoxysiloxanes are neither clear, transparent nor color-stable.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbei- spiels und der dazugehörigen Figur naher beschrieben. Die Figur zeigt die thermomechanischen Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Gießharzformstoffes anhand von Meßkurven.The invention is described in more detail below on the basis of an exemplary embodiment and the associated figure. The figure shows the thermomechanical properties of a cast resin molding material according to the invention using measurement curves.
Ausführungsbeispiel:Design example:
Als Alkoxysilan 1 wird das bereits als Haftvermittler für Epoxidharze bekannte 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan (GPT) hergenommen. Als Silanol 2 wird ein im Handel erhältliches α, ω Polyphenylpropylsilandiol mit einem Hydroxygruppengehalt von 3,5 - 5,5% (SY308, Fa. Wacker) ausgewählt.The alkoxysilane 1 used is the 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPT), which is already known as an adhesion promoter for epoxy resins. A commercially available α, ω polyphenylpropylsilanediol with a hydroxyl group content of 3.5-5.5% (SY308, Wacker) is selected as silanol 2.
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0001
Das 3-dimensional, polyedrisch aufgebaute Silsesquioxan (PPSS, Fa. ABCR-Chemie) ist mit Phenyl- und Propylgruppen (30% Propylgruppen) substituiert, besitzt ein Molgewicht Mf> von 1.600 g/mol und einen Hydroxygruppengehalt von 4%. Als Kondensationskatalysator dient Tetraisopropylorthotitanat (IPT, Fa. Hüls) .The 3-dimensional, polyhedral silsesquioxane (PPSS, ABCR-Chemie) is substituted with phenyl and propyl groups (30% propyl groups), has a molecular weight Mf> of 1,600 g / mol and a hydroxyl group content of 4%. Tetraisopropyl orthotitanate (IPT, Hüls) serves as the condensation catalyst.
Es werden equimolare Mengen Methoxy- und Silanol-Funktionen bei 120°C innerhalb von 4 Stunden im Stickstoffström zur Re- aktion gebracht. Dazu werden 10,0 g GPT, 38,3 g SY308 und 10,2 g PPSS sowohl mit 0,3 g IPT als auch ohne Katalysator miteinander umgesetzt. Flüchtige Reaktionsprodukte werden im Stickstoffström ausgetrieben und später im Vakuum entfernt.Equimolar amounts of methoxy and silanol functions are reacted at 120 ° C within 4 hours in a stream of nitrogen. For this purpose, 10.0 g GPT, 38.3 g SY308 and 10.2 g PPSS are reacted with each other both with 0.3 g IPT and without a catalyst. Volatile reaction products are driven off in a stream of nitrogen and later removed in vacuo.
Es werden transparente hochviskose Produkte erhalten. Zur besseren Handhabung werden sie mit einem cycloaliphatischen Epoxid (CY 179, Fa. Ciba-Geigy) im Verhältnis 1:1 verdünnt. Transparent, highly viscous products are obtained. For better handling, they are diluted with a cycloaliphatic epoxy (CY 179, from Ciba-Geigy) in a ratio of 1: 1.
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
CY 179CY 179
Nach der Abmischung mit CY 179 wird ein Epoxidharz erhalten, das sich in für Epoxidharze bekannter Weise sauer oder neu¬ tral härten läßt. Im Ausführungsbeispiel wird für eine ge¬ brauchsfertige Formulierung das Epoxidharz mit Hexahydro- phthalsäureanhydrid (HT907, Fa. Ciba-Geigy) und 2, 4-Ethylimi- dazol (EMI) als Beschleuniger vermischt. Dazu werden 10,0 g Epoxidharz, 5,4 g HT907 und 0,3 g EMI bei Raumtemperatur ho¬ mogenisiert und unter Rühren bei ca. 100 hPa innerhalb von 20 Minuten entgast. Die Härtung erfolgt dreistufig: 1 h bei 120°C, 5 h bei 150°C und 1 h bei 170°C.After mixing with CY 179, an epoxy resin is obtained which can be acid or neutral cured in a manner known for epoxy resins. In the exemplary embodiment, the epoxy resin is mixed with hexahydrophthalic anhydride (HT907, from Ciba-Geigy) and 2,4-ethylimidazole (EMI) as an accelerator for a ready-to-use formulation. For this purpose, 10.0 g of epoxy resin, 5.4 g of HT907 and 0.3 g of EMI are homogenized at room temperature and degassed with stirring at about 100 hPa within 20 minutes. Curing takes place in three stages: 1 h at 120 ° C, 5 h at 150 ° C and 1 h at 170 ° C.
Die wichtigsten Eigenschaften der Epoxidharze sind Tabelle 1 zu entnehmen.The most important properties of the epoxy resins are shown in Table 1.
Tabelle 1Table 1
Epoxidharz mit Epoxidharz mitEpoxy resin with epoxy resin with
Epoxysilan mit IPT Epoxysilan ohne IPTEpoxysilane with IPT Epoxysilane without IPT
EpoxidwertEpoxy value
EEW ( ol/lOOg) 0,370 0,390 nach 1 Monat bei RT 0,301 0,389EEW (ol / lOOg) 0.370 0.390 after 1 month at RT 0.301 0.389
Viskosität η beiViscosity η at
60°C (mPas) 1050 280 nach 3 Monaten bei RT 16000 480 nach 9 Monaten bei RT 110060 ° C (mPas) 1050 280 after 3 months at RT 16000 480 after 9 months at RT 1100
Aussehen transparent transparent Wichtig ist, daß der Epoxidgehalt auch nach Monaten noch na¬ hezu unverändert ist, und daß die Viskositäten in einem Be¬ reich liegen, der für Gießharzanwendungen geeignet ist.Appearance transparent transparent It is important that the epoxy content remains virtually unchanged even after months and that the viscosities are in a range which is suitable for cast resin applications.
Die Reaktivität der Formulierungen mit CY 179 wurde anhand von DSC Spektren (DSC 2, Perkin-Elmer) zwischen 320K und 570K bei einer Heizrate von 5 und 10 K/min ermittelt.The reactivity of the formulations with CY 179 was determined on the basis of DSC spectra (DSC 2, Perkin-Elmer) between 320K and 570K at a heating rate of 5 and 10 K / min.
Tabelle 2 gibt Auskunft über die erhaltenen Meßwerte. Ein Vergleichsversuch wird mit einer siloxanfreien Formulierung auf der Basis von CY 179 durchgeführt.Table 2 provides information on the measured values obtained. A comparison test is carried out with a siloxane-free formulation based on CY 179.
Tabelle 2:Table 2:
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000011_0001
Es zeigt sich, daß die Reaktivität der siloxanhaltigen Formu¬ lierungen gegenüber dem Vergleichsversuch ansteigt, die Ge¬ brauchsdauer verkürzt wird und die Onset-Temperaturen herab¬ gesetzt werden. Gleichzeitig nimmt die Reaktionswärme ab.It can be seen that the reactivity of the siloxane-containing formulations increases compared to the comparative test, the period of use is shortened and the onset temperatures are reduced. At the same time, the heat of reaction decreases.
Die wie angegeben gehärteten Formstoffe werden auf ihre dyna¬ misch mechanischen Eigenschaften untersucht. Es wird ein DMTA-Gerät (Fa. Polymer Laboratories, MKII) bei einer Heizra¬ te von 3 K/Minute verwendet. Die konditionierten Proben wer¬ den mit einer statischen Vorkraft von 0,1 und 0,5 N vorbela¬ stet. Tabelle 3 gibt Auskunft über die erhaltenen Meßwerte.The molded materials cured as stated are examined for their dynamic mechanical properties. It will be a DMTA device (Polymer Laboratories, MKII) used at a heating rate of 3 K / minute. The conditioned samples are preloaded with a static preload of 0.1 and 0.5 N. Table 3 provides information about the measured values obtained.
Tabelle 3:Table 3:
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
Die Glasübergangstemperaturen von über 170°C und die E-Moduli mit Werten über 2100 N/mm2 bei Raumtemperatur bewegen sich in allen Fällen trotz des hohen Siloxangehaltes von 50 Prozent auf hohem Niveau. Neben den Alpha- und Beta-Übergängen des Epoxidnetzwerkes können im Temperaturbereich von - 100 bis 250°C keine weiteren Relaxationen eindeutig aufgelöst werden. Das deutet darauf hin, daß sämtliche Komponenten reaktiv in das Netzwerk des Formstoffes eingebunden sind und dieser so- mit homogen vorliegt. Die Härte der Formstoffe liegt über Shore Δ 80.The glass transition temperatures of over 170 ° C and the E-moduli with values above 2100 N / mm 2 at room temperature are in all cases high despite the high siloxane content of 50 percent. In addition to the alpha and beta transitions of the epoxy network, no further relaxation can be clearly resolved in the temperature range from - 100 to 250 ° C. This indicates that all components are reactively integrated in the network of the molding material and that this with is homogeneous. The hardness of the molded materials is above Shore Δ 80.
Die Ausdehnungskoeffizienten der erfindungsgemäßen Formstoffe bewegen sich um 90 ppm K_1 und sind damit ca. 20 ppm K-1¬ her als der im Vergleichsversuch erzeugte Formstoff auf der Basis von CY 179. Der gesamte, durch Temperaturänderungen ΔT bedingte ther omechanische Streß berechnet sich aus dem Pro¬ dukt ΔE'αΔT (wobei ΔE' für die Abnahme der E-Moduli zwischen 20 und 100°C steht, α der thermische lineare Ausdehnungs¬ koeffizient und ΔT das gemessene Temperaturintervall ist). Aufgrund der ausgeprägten T-Abhängigkeit des E-Moduls der er¬ findungsgemäßen Formstoffe überwiegt bei Temperaturerhöhung bereits im glasharten Bereich die E-Modulabnähme den höheren Ausdehnungskoeffizienten. Beispielsweise nehmen im Tempera¬ turbereich weit unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg zwischen 20°C und 100°C die thermomechanischen Spannungen um bis zu 4,6 N/mm2 ab. Im Formstoff des Vergieichsversuchs wer¬ den lediglich 1,8 N/mm2 errechnet. Bei der Bauteileherstel- lung im SMT-Verfahren, wo kurzzeitig Temperaturen bis zu 260°C auftreten, werden damit die mechanischen Spannungen durch die Diskontinuitäten der physikalischen Eigenschaften am TG deutlich reduziert.The expansion coefficient of the molding materials according to the invention move around 90 ppm K _1 and are approximately 20 ppm K -1¬ ago than that produced in the comparative test molding material on the basis of CY 179. The entire, caused by changes in temperature .DELTA.T ther omechanische stress calculated from the product ΔE'αΔT (where ΔE 'stands for the decrease in the E-moduli between 20 and 100 ° C, α is the thermal linear expansion coefficient and ΔT is the measured temperature interval). Due to the pronounced T-dependence of the modulus of elasticity of the molding materials according to the invention, the increase in modulus of elasticity outweighs the higher expansion coefficients even in the glass-hard region when the temperature rises. For example, in the temperature range far below the glass transition temperature Tg between 20 ° C. and 100 ° C., the thermomechanical stresses decrease by up to 4.6 N / mm 2 . In the molding material of the comparison test, only 1.8 N / mm 2 are calculated. When manufacturing components using the SMT process, where temperatures of up to 260 ° C occur briefly, the mechanical stresses are significantly reduced due to the discontinuities in the physical properties at the TG.
Die Temperaturabhängigkeit des dynamischen E-Moduls und des Tangens δ eines erfindungsgemäßen Formstoffes im Vergleich zum entsprechend siloxanfreien Vergleichsversuch wird außer¬ dem anhand der gemessenen Kurven und der Figur verdeutlicht.The temperature dependency of the dynamic modulus of elasticity and the tangent δ of a molding material according to the invention in comparison to the corresponding siloxane-free comparison test is also illustrated on the basis of the measured curves and the figure.
Die Hydrolysebeständigkeit der Formstoffe wird unter anderem anhand der Wasseraufnahme über sieben Tage bei 23°C bestimmt. Der erfindungsgemäße Formstoff zeigt eine Wasseraufnahme von 0,80 %, während der entsprechende siloxanfreie Formstoff eine Wasseraufnahme von 1,30 % besitzt. Dies weist auf eine hohe Hydrolysebeständigkeit hin, die neben der thermischen und thermisch oxidativen Beständigkeit zu einer hohen Witterungsbeständigkeit führt. Die erfindungsgemäßen Formstoffe zeigen bei einer 160°C Temperaturauslagerung in¬ nerhalb von 3 d lediglich geringfügig höhere Masseverluste als die Referenzformstoffeauf 179-Basιs. Auch eine hohe UV- Bestandigkeit ist gegeben, weil durch den Siloxaneinbau die Vergilbungstendenz der Formstoffe vermindert werden kann.The resistance to hydrolysis of the molded materials is determined, among other things, from the water absorption over seven days at 23 ° C. The molding material according to the invention shows a water absorption of 0.80%, while the corresponding siloxane-free molding material has a water absorption of 1.30%. This indicates a high resistance to hydrolysis, which in addition to the thermal and thermal oxidative resistance leads to high weather resistance. The invention With 160 ° C temperature aging within 3 d, molding materials show only slightly higher mass losses than the reference molding materials on 179 bases. There is also a high UV resistance because the tendency towards yellowing of the molding materials can be reduced by incorporating siloxane.
Gegenüber dem Vergleichsversuch zeigt sich außerdem, daß die Aushärtung bei einer niedrigeren Temperatur beginnt und daß bei gleichen Härtungsbedingungen eine vollständige Aushärtung beim erfindungsgemäßen Formstoff erzielt wird. Der siloxan- freie Formstoff zeigt dagegen bei einer Härtung bis maximal 170°C eine nur unvollständige Aushärtung. Somit besitzen die erfindungsgemäßen gebrauchsfertigen Formulierungen zwar eine leicht verminderte Lagerbestandigkeit, jedoch eine erhöhte Reaktivität und lassen sich bei moderaten Temperaturen voll- standig ausharten. Im Glasubergangsbereich zeigen die erfm-. dungsgemaßen Formstoffe stark reduzierte thermomechanische Eigenschaftsanderungen bei vermindertem thermischem Streß. Daher sind die erfmdungsgemaßen Reaktionsharze insbesondere zur Abdeckung und Umhüllung streßempfmdlicher Teile geeig¬ net. Vorteilhaft werden sie zur Umhüllung und Abdeckung elek¬ trischer und elektronischer Bauelemente verwendet . Compared to the comparison test, it is also shown that curing begins at a lower temperature and that complete curing is achieved with the molding material according to the invention under the same curing conditions. The siloxane-free molding material, on the other hand, only shows incomplete curing when cured up to a maximum of 170 ° C. Thus, the ready-to-use formulations according to the invention have a slightly reduced shelf life, but an increased reactivity and can be cured completely at moderate temperatures. In the glass transition area, the erfm-. Molding materials according to the invention greatly reduced thermomechanical property changes with reduced thermal stress. The reactive resins according to the invention are therefore particularly suitable for covering and encasing stress-sensitive parts. They are advantageously used for wrapping and covering electrical and electronic components.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung einer siloxangruppenhaltigen Epoxidharzkomponente durch Umsetzung in Substanz oder Lösung eines Epoxyalkoxysilans der allgemeinen Struktur mit einem hydroxygruppenhaltigen Silsesquioxan und einem Silanol der allgemeinen Struktur 2. unter Abspaltung von ROH,1. Process for the preparation of an epoxy resin component containing siloxane groups by reaction in bulk or solution of an epoxyalkoxysilane of the general structure with a hydroxyl-containing silsesquioxane and a silanol of the general structure 2. with the elimination of ROH,
R8 R 8
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
1 λ wobei1 λ where
Rl bis R4 unabhängig voneinander für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen Arylrest oder eine Hydroxygruppe stehen,Rl to R4 independently of one another represent an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, an aryl radical or a hydroxyl group,
R5 ein Glycidyloxyalkyl, Epoxyalkyl oder ein Epoxycycloalkyl- rest ist,R5 is a glycidyloxyalkyl, epoxyalkyl or an epoxycycloalkyl radical,
R6 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen steht,R6 represents an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms,
R7 und R8 unabhängig voneinander für R6, OR6 oder einen Aryl- rest stehen, und n eine ganze Zahl ist mit 1 < n < 12 ist.R7 and R8 independently of one another represent R6, OR6 or an aryl radical, and n is an integer with 1 <n <12.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Umsetzung unter Anwesenheit eines neutralen Kon- densationskatalyators vorzugsweise zwischen pH 5 bis 8 durch¬ geführt wird.2. The method of claim 1, wherein the reaction in the presence of a neutral condensation catalyst is preferably carried out between pH 5 to 8.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Umsetzung bei einer Temperatur von 80 bis 150 °C durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the reaction is carried out at a temperature of 80 to 150 ° C.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Umsetzung (Kondensation) so durchgeführt wird, daß pro kondensierbarer OR Gruppierung insgesamt zumindest eine OH-Gruppe an Silanol 2. und Silsesquioxan zur Verfugung steht .4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the reaction (condensation) is carried out so that a total of at least one OH group of silanol 2 and silsesquioxane is available per condensable OR group.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem ein cluster-oder polyederformiges Silsesquioxan mit kondensierbaren Silanolgruppen eingesetzt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, in which a cluster-shaped or polyhedral silsesquioxane with condensable silanol groups is used.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein Silsesquioxan eingesetzt wird, das 1 bis 8 Ge¬ wichtsprozent OH Gruppen aufweist.6. The method according to any one of claims 1 to 5, in which a silsesquioxane is used which has 1 to 8% by weight OH groups.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem flüchtige Produkte wahrend der Umsetzung im Iner - gasstrom Verblasen werden.7. The method as claimed in one of claims 1 to 6, in which volatile products are blown during the reaction in an inert gas stream.
8. Verfahren nach einem der Anspr che 2 bis 7, bei dem ein Kondensationskatalysator mit Zinn oder Titan als8. The method according to any one of claims 2 to 7, in which a condensation catalyst with tin or titanium as
Zentralatom eingesetzt wird.Central atom is used.
9. Epoxidharz, umfassend9. Epoxy resin comprising
— ein cycloaliphatisches Epoxid und- a cycloaliphatic epoxy and
— das Kondensationsprodukt aus einem Epoxyalkoxysilan der allgemeinen Struktur 1 mit einem hydroxygruppenhaltigen Silsesquioxan und einem Silanol der allgemeinen Struktur 2. unter Abspaltung von ROH,The condensation product of an epoxyalkoxysilane of the general structure 1 with a hydroxyl-containing silsesquioxane and a silanol of the general structure 2 with elimination of ROH,
R5 Ri R3R 5 R i R3
I II I
R8- -Si—OR6 HO -Si—O- -Si-RiR 8 - -Si-OR 6 HO -Si-O- -Si-Ri
R4R4
wobei Rl bis R4 unabhängig voneinander für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen, einen Arylrest oder eine Hydroxygruppe stehen,in which Rl to R4 independently of one another represent an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, an aryl radical or a hydroxyl group,
R5 ein Glycidyloxyalkyl, Epoxyalkyl oder ein Epoxycycloalkyl- rest ist,R5 is a glycidyloxyalkyl, epoxyalkyl or an epoxycycloalkyl radical,
R6 für einen Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen steht,R6 represents an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms,
R7 und R8 unabhängig voneinander für R6, OR6 oder einen Aryl¬ rest stehen, und n eine ganze Zahl ist mit 1 < n < 12 ist.R7 and R8 independently of one another represent R6, OR6 or an aryl radical, and n is an integer with 1 <n <12.
10. Epoxidharz nach Anspruch 9, bei dem das Mischungsverhältnis von cycloaliphatischem Epoxid und Kondensationsprodukt zwischen 1:1 und 5:1 beträgt.10. The epoxy resin according to claim 9, wherein the mixing ratio of cycloaliphatic epoxy and condensation product is between 1: 1 and 5: 1.
11. Epoxidharz nach Anspruch 9 oder 10, in dem weitere für Epoxidharze gängige Zusätze enthalten sind, die ausgewählt sind aus Reaktionsbeschleuniger, Reak¬ tivverdünner, Füllstoff, Verlaufshilfsmittel, Haftvermittler, Thixotropierungs ittel, Farbstoff und Pigmente.11. Epoxy resin according to claim 9 or 10, which contains further additives common for epoxy resins, which are selected from reaction accelerators, reactive thinners, fillers, flow control agents, adhesion promoters, thixotropic agents, dyes and pigments.
12. Verwendung des Produktes aus dem Verfahren nach einem der12. Use of the product from the process according to one of the
Ansprüche 1 bis 8 als Harzkomponente zur Abmischung mit gängigen Epoxidharzen.Claims 1 to 8 as a resin component for blending with common epoxy resins.
13. Verwendung eines Epoxidharzes nach einem der Ansprüche 9 bis 11 in einem Reaktionsharz mit anhydridischer, saurer oder katio¬ nischer Härtung zur Abdeckung oder Umhüllung elektrischer und elektronischer Bauelemente. 13. Use of an epoxy resin according to any one of claims 9 to 11 in a reactive resin with anhydride, acidic or katio¬ African curing to cover or encapsulate electrical and electronic components.
PCT/DE1996/000152 1995-02-13 1996-02-01 Process for producing a siloxane group-containing epoxy resin WO1996025445A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19504681 1995-02-13
DE19504681.1 1995-02-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1996025445A1 true WO1996025445A1 (en) 1996-08-22

Family

ID=7753790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1996/000152 WO1996025445A1 (en) 1995-02-13 1996-02-01 Process for producing a siloxane group-containing epoxy resin

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO1996025445A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344520B1 (en) * 1999-06-24 2002-02-05 Wacker Silicones Corporation Addition-crosslinkable epoxy-functional organopolysiloxane polymer and coating compositions
US7129310B2 (en) 2003-12-23 2006-10-31 Wacker Chemical Corporation Solid siliconized polyester resins for powder coatings

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61123654A (en) * 1984-11-20 1986-06-11 Fujitsu Ltd Epoxy resin composition
US5232611A (en) * 1989-11-06 1993-08-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Fiber treatment agent
EP0590954A2 (en) * 1992-09-30 1994-04-06 Dow Corning Corporation Epoxy-functional silicone resin

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61123654A (en) * 1984-11-20 1986-06-11 Fujitsu Ltd Epoxy resin composition
US5232611A (en) * 1989-11-06 1993-08-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Fiber treatment agent
EP0590954A2 (en) * 1992-09-30 1994-04-06 Dow Corning Corporation Epoxy-functional silicone resin

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E.WIPFELDER, E.A.: "Epoxysiloxane resins by the condensation of 3-glycidyloxypro- pyltrimethoxysilane with diphenylsilane- diol", DIE ANGEWANDTE MAKROMOLEKULARE CHEMIE, no. 218, 1994, pages 111 - 126, XP002002480 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 314 (C - 380) 24 October 1986 (1986-10-24) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344520B1 (en) * 1999-06-24 2002-02-05 Wacker Silicones Corporation Addition-crosslinkable epoxy-functional organopolysiloxane polymer and coating compositions
US6713586B2 (en) 1999-06-24 2004-03-30 Wacker Silicones Corporation Addition-crosslinkable epoxy-functional organopolysiloxane polymer and coating composition
US7129310B2 (en) 2003-12-23 2006-10-31 Wacker Chemical Corporation Solid siliconized polyester resins for powder coatings
US7396893B2 (en) 2003-12-23 2008-07-08 Wacker Chemical Corporation Solid siliconized polyester resin for powder coating

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4328466C1 (en) Cast resin system containing siloxane
DE2615689C3 (en) Process for the preparation of an organosilicon-epoxy reaction product
EP0761723B1 (en) Liquid organopolysiloxane resins, process for their preparation and low viscous polydiorganosiloxane compositions and their use
DE3939176C2 (en) Silicone rubber composition and hardened product obtained therefrom
EP2628763A1 (en) Branched polysiloxanes and their use
DE2809588A1 (en) SILICONE ELASTOMER COMPOUND
EP0544674B1 (en) Organo(poly)siloxanes with siloxane units at the end of the chain having organyloxy and hydrogen groups
EP0261517A2 (en) Process for preparing siloxane elastomers and organosilicon compounds
DE4330605B4 (en) Elastomer-forming composition and method of making the same
DE1198063B (en) Process for the production of organopolysiloxane elastomers that can be carried out at room temperature
JP2002053844A (en) Polyfunctional fluorosilicone crosslinking agent, production method and use
DE10319303A1 (en) Process for the preparation of crosslinkable compositions based on organosilicon compounds
EP0205932B1 (en) Process for preparing organopolysiloxanes containing acetoxy groups or halogen atoms which are linked directly to silicon
EP0715630B1 (en) Method of producing epoxysilanes
DE4117471A1 (en) SILICONE RUBBER COMPOSITIONS AND THEIR CURED PRODUCTS
EP0587662A1 (en) Organo(poly)siloxane compositions which can be cross-linked to form elastomers with separation of alcohols.
DE19630319C1 (en) Modified epoxysiloxane condensate, process for its production and its use as a low-stress casting resin for electronics and electrical engineering
WO1996025445A1 (en) Process for producing a siloxane group-containing epoxy resin
DE2133105B2 (en) Process for the preparation of curable fluoroorganopolysiloxane resins
DE4444431A1 (en) Addition-curable silicone adhesives and adhesion promoters
DE19957336A1 (en) Crosslinkable organopolysiloxane compositions
EP0005787A1 (en) Process for the preparation of organopolysiloxane resins containing SiC-bonded vinyl groups
DE2314609B2 (en) Thermosetting organopolysiloxane molding compounds
DE60132553T2 (en) RTV FLUOROSILICON SEALING MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD
DE69912553T2 (en) Thermosetting polyorganosiloxane compositions

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase