WO2002018469A1 - Epoxy resin mixture with a phosphor-modified epoxy resin - Google Patents

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Wolfgang Von Gentzkow
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    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0326Organic insulating material consisting of one material containing O

Definitions

  • the invention relates to an epoxy resin mixture, in particular one which is suitable for the production of prepregs.
  • the processing of epoxy resins into composite materials is advantageously carried out using prepregs.
  • prepregs inorganic or organic reinforcement materials or intercalation components in the form of fibers, nonwovens and fabrics or in the form of surface materials are impregnated with the resin. In most cases this is done with a solution of the resin in an easily evaporable or volatile solvent.
  • the prepregs obtained in this way must no longer be adhesive, but also not yet cured after this process; rather, the resin matrix should only be in a prepolymerized state.
  • the prepregs must be sufficiently stable in storage. For example, a shelf life of at least three months is required for the production of printed circuit boards.
  • the prepregs must also melt when the temperature rises and combine with the reinforcement materials or storage components and with the materials provided for the composite Connect the pressure as firmly and permanently as possible, ie the cross-linked epoxy resin matrix must develop a high level of interface adhesion to the reinforcing materials or intercalation components as well as to the materials to be connected, such as metallic, ceramic, mineral and organic materials.
  • the composite materials are generally required to have high mechanical and thermal strength as well as chemical resistance and heat resistance or aging resistance.
  • electrotechnical and electronic applications there is also the need for permanently high electrical insulation properties and for special purposes, a large number of additional requirements.
  • printed circuit board material for example, high dimensional stability over a wide temperature range, good adhesion to glass and copper, high surface resistance, low dielectric loss factor, good processing behavior (punchability, drillability), low water absorption and high corrosion resistance are required.
  • Another requirement is that it be flame retardant. In many areas, this requirement has top priority because of the risk to people and property, for example in the case of construction materials for aircraft and motor vehicle construction and for public transport. In electrotechnical and in particular electronic applications, the flame resistance of circuit board materials is indispensable because of the high value of the electronic components mounted on them.
  • one of the toughest material test standards must be passed, namely the V-0 rating according to UL 94V. In this test, a test specimen is flamed vertically at the bottom with a defined flame. The sum of the burning times of 10 tests must not exceed 50 s. This requirement is difficult to meet, especially when thin Wall thicknesses exist, as is the case in electronics.
  • the epoxy resin used worldwide for FR4 laminates only fulfills these requirements because - based on the resin - it contains approx. 30 to 40% core-brominated aromatic epoxy components, ie approx. 17 to 21% bromine.
  • Comparably high concentrations of halogen compounds are used for other purposes and are often combined with antimony trioxide as a synergist. The problem with these compounds is that on the one hand they are extremely effective as flame retardants, but on the other hand they also have very questionable properties.
  • antimony trioxide is on the list of carcinogenic chemicals, and aromatic bromine compounds not only split off bromine radicals and hydrogen bromide during thermal decomposition, which lead to severe corrosion, but when decomposed in the presence of oxygen, the highly brominated aromatics in particular can also cause the highly toxic polybromodibenzofuran and form polybromodibenzodioxins.
  • the disposal of old materials containing bromine also presents considerable difficulties.
  • Laminates made from these epoxy resin mixtures require approx. 3 to 3.5% phosphorus in the epoxy resin matrix, i.e. approx. 1% phosphorus more than when using PAIC as a hardener, in order to achieve flame retardancy according to UL 94 V-0, which supports the thesis, that PAIC contributes significantly to flame retardancy.
  • Printed circuit boards are the basis for the production of electronic printed circuit boards. They are used to connect a wide variety of electronic and microelectronic components to form electronic circuits. The components are connected to the circuit board by gluing or soldering using complex, highly automated assembly processes. There is also a trend towards ever more rational production methods for assembling flat assemblies. Therefore, IR reflow soldering is increasingly being used in SMD technology, which will largely replace the other soldering processes in the future. But only laminates with low water absorption and very good interlaminar adhesion survive IR soldering processes without being destroyed by delamination. In order to reduce this risk, complex conditioning processes have been proposed (see: “Galvanotechnik *, Vol. 84 (1993), pages 3865 to 3870). co co MK) F »F» C ⁇ o C ⁇ o C ⁇ O Cn
  • the phosphorus-modified epoxy resins are produced by reacting commercially available polyepoxy resins (polyglycidyl resins) with the following phosphorus compounds:
  • Phosphonic acids phosphonic acids with alkyl radicals, preferably with 1 to 6 carbon atoms, or with aryl radicals, co O t ⁇ - F 1 F 1
  • cresol / aldehyde resins resorcinol diglycidyl ether, tetrakis (p-glycidylphenyl) ethane, di- and polyglycidyl esters of phthalic, isophthalic and terephthalic acid as well as tri-lithic acid, N-glycidyl compounds of aromatic amines and heterocyclic nitrogen compounds N, N-diglycidylaniline, N, N, 0-triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl isocyanurate and N, N, NN-tetraglycidyl-bis- (p-aminophenyl) -methane, hydantoin epoxy resins and uracil epoxy resins and di- and polyglycidyl compounds of polyhydric aliphatic alcohols, such as 1,4-butanediol, trimethylolpropane and polyalkylene glycols.
  • Oxazolidinone-modified epoxy resins are also suitable. Such compounds are already known (see: “Angew. Makromol. Chem. '", Vol. 44 (1975), pages 151 to 163, and US Pat. No. 3,334,110); the reaction product of bisphenol A diglycidyl ether is an example of this With
  • Diphenyl ethane diisocyanate in the presence of a suitable accelerator.
  • the polyepoxy resins can be present individually or as a mixture in the preparation of the phosphorus-modified epoxy resin.
  • An epoxidized novolak is preferably used as the polyepoxy resin.
  • Phosphonic acids methanephosphonic acid, ethanephosphonic acid,
  • Phosphinic acids dirnethylphosphinic acid, methylethylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, dipropylphosphinic acid, ethylphenylphosphinic acid and diphenylphosphinic acid;
  • Pyrophosphonic acids methane pyrophosphonic acid, propane pyrophosphonic acid and butane pyrophosphonic acid.
  • the phosphorus-modified epoxy resins are prepared in such a way that the polyepoxide compounds with the phosphorus-containing acids are preferably in an inert solution or. Diluent or - if the reaction is adapted - also be implemented in bulk.
  • the phosphorus-modified epoxy resins have an average molecular weight M n up to 10,000; preferably M N is 200 to 5000 and in particular 400 to 2000.
  • solvents or diluents are aprotic and preferably have a polar character.
  • examples include N-methylpyrrolidone; dimethylformamide; Ethers, such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol monoether and diether, propylene glycol monoether and diether and butylene glycol monoether and diether, the alcohol component of the mono- or diether being monoalcohols with an optionally branched alkyl radical from 1 to 6 hydrocarbon atoms derived; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl glycol acetate and methoxypropyl acetate; halogenated hydrocarbons; (cyclo) aliphatic and / or
  • the solvents can be used individually or in a mixture.
  • the reactions take place at -20 to 130 ° C, preferably at 20 to 90 ° C.
  • the equivalent ratio between the epoxy function used and the amine hydrogen function used in the epoxy resin mixtures according to the invention can be 1: 0.2 to 1: 1.1.
  • the epoxy resin mixtures according to the invention can also contain accelerators which are known to cure CO co fr
  • the epoxy resin system according to the invention also results when using dicyandiamide, e.g. in a quantity of 1 to 10 mass? -, as hardener good results in the high-pressure cooker test. This could not be expected on the basis of the moderate results which were described with the epoxy resins modified with phosphonic and phosphinic anhydrides in the patents EP 0 779 905 and EP 0 779 906.
  • MT 400 parts by weight (MT) of an epoxidized novolak (epoxy value: 0.56 mol / 100 g, average functionality: 2.6), dissolved in 170 MT methyl ethyl ketone, are mixed with 100 MT ethylmethylphosphinic acid. The solution is stirred under reflux at an oil bath temperature of 100 ° C. for 60 min. After the solution has cooled, 40 MT of sodium carbonate are added, the mixture is stirred for a further 12 hours and the solid constituents are then filtered off.
  • the reaction product has an epoxy value of 40 mol / 100 g, which stabilizes to a value of 0.22 mol / 100 g after a short storage period.
  • the phosphorus content of the reaction product is 5.9%.
  • Example 2 Production of the phosphonic acid-modified epoxy resin EPS / EP resin 400 parts by weight (MT) of a bisphenol-F-diglycidyl ether (epoxide value: 0.61 mol / 100 g), dissolved in 250 MT methyl ethyl ketone, are mixed with 92 MT ethanephosphonic acid. The solution is stirred for 60 min at an oil bath temperature of 100 ° C under reflux. After the solution has cooled, 40 parts by mass of sodium carbonate are added, the mixture is stirred for a further 12 hours and the solid constituents are then filtered off. The reaction product has an epoxy value of 0.38 mol / 100 g, which stabilizes at a value of 0.20 mol / 100 g after a short storage period. The phosphorus content of the reaction product is 5.4%.
  • Example 3 Preparation of a phosphinic acid-modified epoxy resin without subsequent addition of sodium carbonate, analogous to Example 1 of EP 0 689 559 B1
  • Fig. 1 Stability of the epoxy resins produced in Examples 1-3 at room temperature
  • a solution of A parts by mass (MT) dicyandiamide (Dicy) - in J MT dimethylformamide (DMF) - is mixed with a solution of D (I) MT of the phosphorus-modified epoxy resin (MEPS / EP resin) described in Example 1 (epoxy value: 0, 22 mol / 100 g; phosphorus content: 5.9%), obtained from an epoxidized novolak (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6) and methyl ethylphosphinic acid, in G MT methyl ethyl ketone (MEK ) and I MT ethyl acetate (EA) added; E MT 2-methylimidazole (MelM) is then added to the resin solution, and F (l) MT of an epoxidized novolake (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6; EP resin 1) or F ( 2) MT of a bis
  • a solution of A parts by mass (MT) of dicyandiamide (Dicy) - in J MT of dirnethylformamide (DMF) - is mixed with a solution of D (2) MT of the epoxidized novolak in Example 2 (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6) and ethanol-modified phosphorus-modified epoxy resin (EPS / EP resin) (epoxy value: 0.24 mol / 100 g; phosphorus content: 5.4%) in G MT methyl ethyl ketone (MEK) and I MT ethyl - added acetate (EA); F (3) MT bisphenol-F-diglycidyl ether is then added to the resin solution in order to obtain a phosphorus content of 2.5% in the resin matrix.
  • MT methyl ethyl ketone
  • EA I MT ethyl - added acetate
  • glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) are continuously i-impregnated using a laboratory impregnation system and in a vertical drying system at temperatures from 50 to Dried 160 ° C. Prepregs produced in this way are tack-free.
  • the composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1.
  • Example 12 (Comparative Example 1 from EP 0 779 905)
  • a solution of A parts by mass (MT) dicyandiamide (Dicy) - in J MT dimethylformamide (DMF) - is mixed with a solution of D (3) MT of a phosphorus-modified epoxy resin (EPS / EP resin) in the form of a reaction product (epoxy value: 0, 32 mol / 100 g; phosphorus content: 3.8%) from an epoxidized novolak (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6) and propanephosphonic anhydride in G MT methyl ethyl ketone (MEK) and I MT ethyl acetate (EA) offset; E MT 2-methylimidazole is then added to the resin solution.
  • EPS / EP resin phosphorus-modified epoxy resin
  • Example 12 The procedure is the same as in Example 12, but the impregnating resin solution - instead of A MT dicyandiamide (Dicy) - is mixed with B (2) MT 4-aminobenzoic acid (ABS), dissolved in J MT dimethylformamide (DMF). In addition, no curing accelerator (E) is added.
  • the composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1.
  • the prepregs produced in Examples 4, 7 and 11 are examined for their stability by storage at room temperature. Figure 2 shows the result.
  • Example 11 While the remaining gel time of the prepregs produced in Examples 4 and 7 remains stable or only decreases slightly, the remaining gel time of the prepregs produced in the comparative example (Example 11 with hardener PAIC) is reduced by more than 50% within 12 weeks. The remaining gel time in this example is therefore completely inadequate.
  • Example 12 comparative example from EP 0 779 905
  • a comparatively large amount of phosphorus (3.6%) is required in order to achieve the required flame retardancy.
  • example 13 comparativative example from EP 0 779 905
  • prepregs are obtained which do not reach the prescribed shelf life of 3 months.
  • Fig. 2 Stability of the prepregs produced in Examples 4, 7 and 11
  • test specimens of size 25 mm x 100 mm are to be used, which are placed with the copper side on the solder bath. There must be no delamination and no formation of measlings, stains or blisters under the lamination.
  • a 25 mm wide and 100 mm long strip of copper foil is detached from the glass hard tissue over a length of 20 mm and pulled off vertically by means of a suitable device at a take-off speed of 50 mm / min.
  • the force F (N) required for this is measured.
  • a 25 mm wide and 100 mm long strip of the uppermost glass hard fabric layer is detached over a 20 mm length from the next glass hard fabric layer underneath and pulled off vertically by means of a suitable device at a take-off speed of 50 mm / min.
  • the force F (N) required for this is measured.
  • test is carried out on test specimens measuring 20 mm x 100 mm without copper cladding.
  • the test specimens are immersed in a 65 ° C LT26 solution (composition: 850 ml deionized H 2 O, 50 ml HCl pa, 100 g SnCl 2 .2 H 2 0, 50 g thiourea), rinsed with running water and then placed in boiling water for 20 min. After air drying the sample (2 to 3 min), it is immersed in a 260 ° C solder bath for 10 s.
  • the laminate must not delaminate. Properties of the laminates

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Abstract

The invention relates to an epoxy resin mixture, more particularly an epoxy resin mixture suitable for producing prepregs and halogen-free, non-inflammable printed circuit board materials produced therefrom. Composite materials based on epoxy resins and inorganic or organic reinforcement materials have become extremely important in many technical fields and day-to-day life. The expensive hardener PAIC, which is used in phosphor-containing epoxy resin mixtures for the production of halogen-free, non-inflammable laminates, is replaced by a less expensive, aminic or amidic hardener. Surprisingly, the resulting epoxy resin exhibits an equally high nonflammability as the costly hardener.

Description

Beschreibung description
EPOXIDHARZMISCHUNG MIT EINEM PHOSPHORMODIFTZIERTEM EPOXIDHARZEPOXY RESIN MIX WITH A PHOSPHOROMODIFIED EPOXY RESIN
Die Erfindung betrifft eine Epoxidharzmischung, insbesondere eine, die zur Herstellung von Prepregs geeignet ist.The invention relates to an epoxy resin mixture, in particular one which is suitable for the production of prepregs.
Verbundwerkstoffe auf der Basis von Epoxidharzen und anorganischen oder organischen Verstärkungsmaterialien haben in vielen Bereichen der Technik und des täglichen Lebens eine hohe Bedeutung erlangt. Gründe dafür sind einerseits die relativ einfache und sichere Verarbeitung der Epoxidharze und andererseits das gute mechanische und chemische Eigenschaftsniveau der gehärteten Epoxidharzfσrmstoffe, das eine Anpas- sung an unterschiedliche Einsatzzwecke und eine vorteilhafte Nutzung der Eigenschaften aller am Verbund beteiligten Werkstoffe gestattet.Composites based on epoxy resins and inorganic or organic reinforcement materials have become very important in many areas of technology and everyday life. The reasons for this are, on the one hand, the relatively simple and safe processing of the epoxy resins and, on the other hand, the good level of mechanical and chemical properties of the hardened epoxy resin materials, which allows adaptation to different purposes and an advantageous use of the properties of all materials involved in the composite.
Die Verarbeitung von Epoxidharzen zu Verbundwerkstoffen er- folgt vorteilhaft über Prepregs. Zu diesem Zweck werden anorganische oder organische Verstärkungsmaterialien bzw. Einlagerungskomponenten in Form von Fasern, Vliesen und Geweben oder in Form von Flächenstoffen mit dem Harz getränkt. In den meisten Fällen geschieht dies mit einer Lösung des Harzes in einem leicht verdampf- oder verflüchtigbaren Lösemittel. Die dabei erhaltenen Prepregs dürfen nach diesem Prozeß nicht mehr klebend, aber auch noch nicht ausgehärtet sein, vielmehr soll sich die Harzmatrix lediglich in einem vorpolymerisier- ten Zustand befinden.The processing of epoxy resins into composite materials is advantageously carried out using prepregs. For this purpose, inorganic or organic reinforcement materials or intercalation components in the form of fibers, nonwovens and fabrics or in the form of surface materials are impregnated with the resin. In most cases this is done with a solution of the resin in an easily evaporable or volatile solvent. The prepregs obtained in this way must no longer be adhesive, but also not yet cured after this process; rather, the resin matrix should only be in a prepolymerized state.
Außerdem müssen die Prepregs ausreichend lagerstabil sein. So wird beispielsweise für die Herstellung von Leiterplatten eine Lagerstabilität von mindestens drei Monaten gefordert. Bei der Weiterverarbeitung zu Verbundwerkstoffen müssen die Prepregs ferner bei Temperaturerhöhung aufschmelzen und sich mit den Verstärkungsmaterialien bzw. Einlagerungskomponenten sowie mit den für den Verbund vorgesehenen Werkstoffen unter Druck möglichst fest und dauerhaft verbinden, d.h. die vernetzte Epoxidharzmatrix muß eine hohe Grenzflächenhaftung zu den Verstärkungsmaterialien bzw. Einlagerungskomponenten sowie zu den zu verbindenden Materialien, wie metallischen, ke- ramischen, mineralischen und organischen Materialien, ausbilden.In addition, the prepregs must be sufficiently stable in storage. For example, a shelf life of at least three months is required for the production of printed circuit boards. In the further processing to composite materials, the prepregs must also melt when the temperature rises and combine with the reinforcement materials or storage components and with the materials provided for the composite Connect the pressure as firmly and permanently as possible, ie the cross-linked epoxy resin matrix must develop a high level of interface adhesion to the reinforcing materials or intercalation components as well as to the materials to be connected, such as metallic, ceramic, mineral and organic materials.
Im gehärteten Zustand wird von den Verbundwerkstoffen generell hohe mechanische und thermische Festigkeit sowie chemi- sehe Beständigkeit und Wärmeformbeständigkeit bzw. Alterungsbeständigkeit gefordert. Für elektrotechnische und elektronische Anwendungen kommt die Forderung nach dauerhaft hohen e- lektrischen Isolationseigenschaften und für spezielle Einsatzzwecke eine Vielzahl von zusätzlichen Forderungen hin- zu. Für den Einsatz als Leiterplattenmaterial sind beispielsweise hohe Dimensionsstabilität über einen weiten Temperaturbereich, gutes Haftvermögen zu Glas und Kupfer, hoher Oberflächenwiderstand, geringer dielektrischer Verlustfaktor, gutes Bearbeitungsverhalten (Stanzbarkeit, Bohrbarkeit) , gerin- ge Wasseraufnahme und hohe Korrosionsbeständigkeit erforderlich.In the hardened state, the composite materials are generally required to have high mechanical and thermal strength as well as chemical resistance and heat resistance or aging resistance. For electrotechnical and electronic applications, there is also the need for permanently high electrical insulation properties and for special purposes, a large number of additional requirements. For use as printed circuit board material, for example, high dimensional stability over a wide temperature range, good adhesion to glass and copper, high surface resistance, low dielectric loss factor, good processing behavior (punchability, drillability), low water absorption and high corrosion resistance are required.
Eine weitere Forderung ist die nach Schwerbrennbarkeit. In vielen Bereichen kommt dieser Forderung - wegen der Gefähr- düng von Menschen und Sachwerten - erste Priorität zu, beispielsweise bei Konstruktionswerkstoffen für den Flugzeug- und Kraftfahrzeugbau und für öffentliche Verkehrsmittel. Bei elektrotechnischen und insbesondere elektronischen Anwendungen ist die Schwerbrennbarkeit von Leiterplattenmaterialien - wegen des hohen Wertes der darauf montierten elektronischen Bauelemente - unverzichtbar. Zur Beurteilung des Brennverhaltens muß deshalb eine der härtesten Materialprüfnormen bestanden werden, nämlich die V-0-Einstufung nach UL 94V. Bei dieser Prüfung wird ein Prüfkörper vertikal am unteren Rand mit einer definierten Flamme beflammt. Die Summe der Brennzeiten von 10 Prüfungen darf 50 s nicht überschreiten. Diese Forderung ist schwer zu erfüllen, vor allem dann, wenn dünne Wandstärken vorliegen, wie dies in der Elektronik der Fall ist. Das weltweit im technischen Einsatz für FR4-Laminate befindliche Epoxidharz erfüllt diese Forderungen nur, weil es - auf das Harz bezogen - ca. 30 bis 40 % kernbromierte aromati- sehe Epoxidkomponenten enthält, d.h. ca. 17 bis 21 % Brom. Für andere Einsatzzwecke werden vergleichbar hohe Konzentrationen an Halogenverbindungen eingesetzt und oft noch mit An- timontrioxid als Synergist kombiniert. Die Problematik bei diesen Verbindungen besteht darin, daß sie einerseits zwar hervorragend als Flammschutzmittel wirksam sind, andererseits aber auch sehr bedenkliche Eigenschaften besitzen. So steht Antimontrioxid auf der Liste der krebserzeugenden Chemikalien, und aromatische Bromverbindungen spalten bei der thermischen Zersetzung nicht nur Bromradikale und Bromwasserstoff ab, die zu starker Korrosion führen, sondern bei der Zersetzung in Gegenwart von Sauerstoff können insbesondere die hochbromierten Aromaten auch die hochtoxischen Polybromdiben- zofurane und Polybromdibenzodioxine bilden. Erhebliche Schwierigkeiten bereitet ferner die Entsorgung von bromhalti- gen Altwerkstoffen.Another requirement is that it be flame retardant. In many areas, this requirement has top priority because of the risk to people and property, for example in the case of construction materials for aircraft and motor vehicle construction and for public transport. In electrotechnical and in particular electronic applications, the flame resistance of circuit board materials is indispensable because of the high value of the electronic components mounted on them. To assess the burning behavior, one of the toughest material test standards must be passed, namely the V-0 rating according to UL 94V. In this test, a test specimen is flamed vertically at the bottom with a defined flame. The sum of the burning times of 10 tests must not exceed 50 s. This requirement is difficult to meet, especially when thin Wall thicknesses exist, as is the case in electronics. The epoxy resin used worldwide for FR4 laminates only fulfills these requirements because - based on the resin - it contains approx. 30 to 40% core-brominated aromatic epoxy components, ie approx. 17 to 21% bromine. Comparably high concentrations of halogen compounds are used for other purposes and are often combined with antimony trioxide as a synergist. The problem with these compounds is that on the one hand they are extremely effective as flame retardants, but on the other hand they also have very questionable properties. For example, antimony trioxide is on the list of carcinogenic chemicals, and aromatic bromine compounds not only split off bromine radicals and hydrogen bromide during thermal decomposition, which lead to severe corrosion, but when decomposed in the presence of oxygen, the highly brominated aromatics in particular can also cause the highly toxic polybromodibenzofuran and form polybromodibenzodioxins. The disposal of old materials containing bromine also presents considerable difficulties.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die bromhaltigen Flammschutzmittel durch weniger problematische Substanzen zu ersetzen. So wurden beispielsweise Füllstoffe mit Löschgaswir- kung, wie Aluminiumoxidhydrate („J. Fire and Flammability* , Vol. 3 (1972), Seiten 51 ff.), basische Aluminiumcarbonate („Plastics Engineering"' , Vol. 32 (1976), Seiten 41 ff.) und Magnesiumhydroxide (EP-OS 0 243 201) , sowie verglasende Füllstoffe, wie Borate („Modern Plastics , Vol. 47 (1970), No . 6, Seiten 140 ff.) und Phosphate (US-PS 2 766 139 und 3 398There has been no shortage of attempts to replace the bromine-containing flame retardants with less problematic substances. For example, fillers with an extinguishing gas effect, such as aluminum oxide hydrates ("J. Fire and Flammability *, Vol. 3 (1972), pages 51 ff.), Basic aluminum carbonates (" Plastics Engineering "', Vol. 32 (1976), pages 41 ff.) And magnesium hydroxides (EP-OS 0 243 201), and glazing fillers, such as borates (“Modern Plastics, Vol. 47 (1970), No. 6, pages 140 ff.) And phosphates (US Pat. No. 2,766 139 and 3 398
019) , vorgeschlagen. Allen diesen Füllstoffen haftet aber der Nachteil an, daß sie die mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe zum Teil erheblich verschlechtern. Außerdem erfordern sie spezielle, meist aufwendigere Verarbeitungstechniken, da sie zur Sedimentation neigen und die Viskosität des gefüllten Harzsystems erhöhen.
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019). However, all of these fillers have the disadvantage that they sometimes significantly deteriorate the mechanical, chemical and electrical properties of the composite materials. They also require special, usually more complex processing techniques because they tend to sediment and increase the viscosity of the filled resin system.
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Dicyandiamid und/oder ein Aminobenzoesäurederivat als Härter (EP 0 779 905) oder ein aminogruppenhaltiges aromatisches Sulfonsäureamid oder -hydrazid als Härter (EP 0 779 906) enthalten.Containing dicyandiamide and / or an aminobenzoic acid derivative as hardener (EP 0 779 905) or an aromatic sulfonic acid amide or hydrazide containing amino groups as hardener (EP 0 779 906).
Aus diesen Epoxidharzmischungen hergestellte Laminate benötigen ca. 3 bis 3,5 % Phosphor in der Epoxidharzmatrix, also ca. 1 % Phosphor mehr als bei Verwendung von PAIC als Härter, um Flammwidrigkeit nach UL 94 V-0 zu erreichen, was die These stützt, dass PAIC wesentlich zur Flammwidrigkeit beiträgt.Laminates made from these epoxy resin mixtures require approx. 3 to 3.5% phosphorus in the epoxy resin matrix, i.e. approx. 1% phosphorus more than when using PAIC as a hardener, in order to achieve flame retardancy according to UL 94 V-0, which supports the thesis, that PAIC contributes significantly to flame retardancy.
Diese hohen Phosphorkonzentrationen erweisen sich als ausgesprochen problematisch, da sie die Lagerbeständigkeit der modifizierten Epoxid-harze und der daraus hergestellten Prepregs beeinträchtigen und die Wasseraufnähme der Laminate deutlich erhöhen, so daß diese vor jeder thermischen Belastung einer Trocknung unterzogen werden müssen. Abgesehen davon ist bekannt, daß Phosphorverbindungen vergleichsweise teuer sind und deshalb den Laminatpreis in einer Weise erhöhen, daß diese für den technischen Einsatz nur bedingt in Frage kommen.These high phosphorus concentrations prove to be extremely problematic, since they impair the storage stability of the modified epoxy resins and the prepregs made therefrom and significantly increase the water absorption of the laminates, so that they have to be subjected to drying before each thermal load. Apart from this, it is known that phosphorus compounds are comparatively expensive and therefore increase the laminate price in such a way that they are only of limited use for industrial use.
Leiterplatten sind die Basis für die Herstellung von elektronischen Flachbaugruppen. Sie dienen dazu, die verschiedensten elektronischen und mikroelektronischen Bauelemente miteinan- der zu elektronischen Schaltungen zu verbinden. Dabei werden die Bauelemente - mittels komplexer, hochautomatisierter Bestückungsprozesse - durch Verkleben oder Löten mit der Leiterplatte verbunden. Auch bei der Flachbaugruppenbestückung besteht der Trend zu immer rationelleren Fertigungsmethoden. Daher wird in der SMD-Technik vermehrt das IR-Reflow-Löten angewendet, das in der Zukunft die anderen Lötverfahren weitgehend ersetzen wird. Aber nur Laminate mit niedriger Wasseraufnahme und sehr guter interlaminarer Haftung überstehen IR- Lötprozesse ohne Zerstörung durch Delamination. Zur Verminde- rung dieser Gefahr wurden aufwendige Konditionierungsprozesse vorgeschlagen (siehe dazu: „Galvanotechnik*, Bd. 84 (1993), Seiten 3865 bis 3870) . co co M K) F» F» Cπ o Cπ o Cπ O CnPrinted circuit boards are the basis for the production of electronic printed circuit boards. They are used to connect a wide variety of electronic and microelectronic components to form electronic circuits. The components are connected to the circuit board by gluing or soldering using complex, highly automated assembly processes. There is also a trend towards ever more rational production methods for assembling flat assemblies. Therefore, IR reflow soldering is increasingly being used in SMD technology, which will largely replace the other soldering processes in the future. But only laminates with low water absorption and very good interlaminar adhesion survive IR soldering processes without being destroyed by delamination. In order to reduce this risk, complex conditioning processes have been proposed (see: “Galvanotechnik *, Vol. 84 (1993), pages 3865 to 3870). co co MK) F »F» Cπ o Cπ o Cπ O Cn
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(A) Polyepoxidverbindungen mit mindestens zwei Epo- xidgruppen pro Molekül mit(A) polyepoxide compounds with at least two epoxy groups per molecule
(B) wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe Phosphinsäuren, Phosphonsäuren und Pyrophosphonsäuren,(B) at least one compound from the group of phosphinic acids, phosphonic acids and pyrophosphonic acids,
• Dicyandiamid und/oder ein aromatisches Amin der Stuktur I und/oder der Struktur II als Härter• Dicyandiamide and / or an aromatic amine of structure I and / or structure II as a hardener
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Struktur I Struktur IIStructure I Structure II
wobei folgendes gilt: X ist ein H-Atom und Y eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 C-Atomen und m bzw. n bedeutet eine ganze Zahl von 0 bis 4 mit der Maßgabe m + n = 4,where the following applies: X is an H atom and Y is an alkyl group with 1 to 3 C atoms and m or n denotes an integer from 0 to 4 with the proviso m + n = 4,
R ist eine OH- oder eine NR1R2-Gruppe und die Reste R1 und R2 - unabhängig voneinander - ein H-Atom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 C-Atomen oder einer der Reste R1 und R2 hat diese Bedeutung und der andere Rest ist eine NR3R4-Gruppe mit R3 bzw. R4 = H oder Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen,R is an OH or an NR 1 R 2 group and the radicals R 1 and R 2 - independently of one another - have an H atom, an alkyl group with 1 to 3 C atoms or one of the radicals R 1 and R 2 has them Meaning and the other radical is an NR 3 R 4 group with R 3 or R 4 = H or alkyl with 1 to 3 C atoms,
• einen Härtungsbeschleuniger.• a hardening accelerator.
Die phosphormodifizierten Epoxidharze werden durch Umsetzung von handelsüblichen Polyepoxidharzen (Polyglycidylharzen) mit folgenden Phosphorverbindungen hergestellt:The phosphorus-modified epoxy resins are produced by reacting commercially available polyepoxy resins (polyglycidyl resins) with the following phosphorus compounds:
• Phosphonsäuren: Phosphonsäuren mit Alkylresten, vorzugsweise mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, oder mit Arylresten, co O t\- F1 F1 Phosphonic acids: phosphonic acids with alkyl radicals, preferably with 1 to 6 carbon atoms, or with aryl radicals, co O t \ - F 1 F 1
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und Kresol/For aldehyd-Harzen, Resorcindiglycidylether, Tetrakis (p-glycidylphenyl) -ethan, Di- bzw. Polyglycidylester von Phthal-, Isophthal- und Terephthalsäure sowie von Tri el- lithsäure, N-GlycidylVerbindungen von aromatischen Aminen und heterocyclischen Stickstoffbasen, wie N,N-Diglycidylanilin, N,N,0-Triglycidyl-p-aminophenol, Triglycidylisocyanurat und N,N,N N -Tetraglycidyl-bis- (p-aminophenyl) -methan, Hydan- toin-Epoxidharze und Uracil-Epoxidharze sowie Di- und Po- lyglycidylVerbindungen von mehrwertigen aliphatischen Alkoho- len, wie 1, 4-Butandiol, Trimethylolpropan und Polyalkylengly- kolen. Des weiteren sind auch oxazolidinonmodifizierte Epoxidharze geeignet. Derartige Verbindungen sind bereits bekannt (siehe: „Angew. Makromol. Chem.'", Bd. 44 (1975), Seiten 151 bis 163, sowie US-PS 3 334 110) ; beispielhaft sei hierfür das Umsetzungsprodukt von Bisphenol-A-diglycidylether mitand cresol / aldehyde resins, resorcinol diglycidyl ether, tetrakis (p-glycidylphenyl) ethane, di- and polyglycidyl esters of phthalic, isophthalic and terephthalic acid as well as tri-lithic acid, N-glycidyl compounds of aromatic amines and heterocyclic nitrogen compounds N, N-diglycidylaniline, N, N, 0-triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl isocyanurate and N, N, NN-tetraglycidyl-bis- (p-aminophenyl) -methane, hydantoin epoxy resins and uracil epoxy resins and di- and polyglycidyl compounds of polyhydric aliphatic alcohols, such as 1,4-butanediol, trimethylolpropane and polyalkylene glycols. Oxazolidinone-modified epoxy resins are also suitable. Such compounds are already known (see: "Angew. Makromol. Chem. '", Vol. 44 (1975), pages 151 to 163, and US Pat. No. 3,334,110); the reaction product of bisphenol A diglycidyl ether is an example of this With
Diphenyl ethandiisocyanat (in Gegenwart eines geeigneten Beschleunigers) genannt. Die Polyepoxidharze können bei der Herstellung des phosphormodifizierten Epoxidharzes einzeln oder im Gemisch vorliegen. Bevorzugt wird als Polyepoxidharz ein epoxidierter Novolak verwendet.Diphenyl ethane diisocyanate (in the presence of a suitable accelerator). The polyepoxy resins can be present individually or as a mixture in the preparation of the phosphorus-modified epoxy resin. An epoxidized novolak is preferably used as the polyepoxy resin.
Als Phosphorkomponente werden zur Herstellung der phosphormodifizierten Epoxidharze insbesondere folgende Verbindungen eingesetzt :The following compounds in particular are used as the phosphorus component for the production of the phosphorus-modified epoxy resins:
• Phosphonsäuren: Methanphosphonsäure, Ethanphosphonsäure,Phosphonic acids: methanephosphonic acid, ethanephosphonic acid,
Propanphosphonsäure, Hexanphosphonsäure und Ben- zolphosphonsäure;Propanephosphonic acid, hexanephosphonic acid and benzenephosphonic acid;
• Phosphinsäuren: Dirnethylphosphinsäure, Methy- lethylphosphinsäure, Diethylphosphinsäure, Dipro- pylphosphinsäure, Ethylphenylphosphinsäure und Diphe- nylphosphinsäure;• Phosphinic acids: dirnethylphosphinic acid, methylethylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, dipropylphosphinic acid, ethylphenylphosphinic acid and diphenylphosphinic acid;
• Pyrophosphonsäuren: Methanpyrophosphonsäure, Propanpy- rophosphonsäure und Butanpyrophosphonsäure. Die Herstellung der phosphormodifizierten Epoxidharze erfolgt in der Weise, daß die Polyepoxidverbindungen mit den Phosphor enthaltenden Säuren vorzugsweise in einem inerten Lösungsbzw. Verdünnungsmittel oder - bei angepaßter Reaktionsführung - auch in Substanz umgesetzt werden. Die phosphormodifizierten Epoxidharze weisen ein mittleres Molekulargewicht Mn bis zu 10.000 auf; vorzugsweise beträgt MN 200 bis 5000 und insbesondere 400 bis 2000.• Pyrophosphonic acids: methane pyrophosphonic acid, propane pyrophosphonic acid and butane pyrophosphonic acid. The phosphorus-modified epoxy resins are prepared in such a way that the polyepoxide compounds with the phosphorus-containing acids are preferably in an inert solution or. Diluent or - if the reaction is adapted - also be implemented in bulk. The phosphorus-modified epoxy resins have an average molecular weight M n up to 10,000; preferably M N is 200 to 5000 and in particular 400 to 2000.
Falls Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel eingesetzt werden, so sind diese aprotisch und besitzen vorzugsweise einen polaren Charakter. Beispiele hierfür sind N-Methylpyrrolidon; Dirnethylformamid; Ether, wie Diethylether, Tetrahydrofuran, Di- oxan, Ethylenglykolmonoether und -diether, Propylenglykolmo- noether und -diether sowie Butylenglykolmonoether und -diether, wobei sich die Alkoholkomponente der Mono- bzw. Diether von Monoalkoholen mit einem gegebenenfalls verzweigten Alkyl- rest von 1 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen ableitet; Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisopropylketon, Methyli- sobutylketon und Cyclohexanon; Ester, wie Ethylacetat, Butyl- acetat, Ethylglykolacetat und Methoxypropylacetat; haloge- nierte Kohlenwasserstoffe; (cyclo) aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan, Cyclohexan, Toluol und die verschiedenen Xylole; aromatische Lösungsmit- tel im Siedebereich von ca. 150 bis 180 °C (höhersiedende Mineralölfraktionen, wie SolvessoR) . Die Lösungsmittel können dabei einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden. Die Umsetzungen verlaufen bei -20 bis 130 °C, vorzugsweise bei 20 bis 90 °C.If solvents or diluents are used, they are aprotic and preferably have a polar character. Examples include N-methylpyrrolidone; dimethylformamide; Ethers, such as diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol monoether and diether, propylene glycol monoether and diether and butylene glycol monoether and diether, the alcohol component of the mono- or diether being monoalcohols with an optionally branched alkyl radical from 1 to 6 hydrocarbon atoms derived; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl glycol acetate and methoxypropyl acetate; halogenated hydrocarbons; (cyclo) aliphatic and / or aromatic hydrocarbons, such as hexane, heptane, cyclohexane, toluene and the various xylenes; aromatic solvents in the boiling range of approx. 150 to 180 ° C (higher-boiling mineral oil fractions, such as Solvesso R ). The solvents can be used individually or in a mixture. The reactions take place at -20 to 130 ° C, preferably at 20 to 90 ° C.
Für die Herstellung von Prepregs kann das Äquivalentverhältnis zwischen eingesetzter Epoxid-Funktion und eingesetzter Aminwasserstoff-Funktion in den erfindungsgemäßen Epoxidharzmischungen 1:0,2 bis 1:1,1 betragen.For the production of prepregs, the equivalent ratio between the epoxy function used and the amine hydrogen function used in the epoxy resin mixtures according to the invention can be 1: 0.2 to 1: 1.1.
Die Epoxidharzmischungen nach der Erfindung können auch Beschleuniger enthalten, die bekanntermaßen bei der Härtung von CO co f rThe epoxy resin mixtures according to the invention can also contain accelerators which are known to cure CO co fr
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• die interlaminare Haftung und die Haftung zum Kupfer deutlich verbessert wird,Interlaminar adhesion and the adhesion to copper are significantly improved,
• eine äußerst kostengünstige Lösung ermöglicht wird.• an extremely cost-effective solution is made possible.
Das erfindungsgemäße Epoxidharzsystem ergibt auch bei Verwendung von Dicyandiamid, z.B. in einer Menge von 1 bis 10 Masse?-, als Härter gute Ergebnisse im High-Pressure-Cooker-Test . Dies konnte auf Grund der mäßigen Ergebnisse, die mit den mit Phosphon- und Phosphinsäureanhydriden modifizierten Epoxid- harzen in den Patentschriften EP 0 779 905 und EP 0 779 906 beschrieben wurden, nicht erwartet werden.The epoxy resin system according to the invention also results when using dicyandiamide, e.g. in a quantity of 1 to 10 mass? -, as hardener good results in the high-pressure cooker test. This could not be expected on the basis of the moderate results which were described with the epoxy resins modified with phosphonic and phosphinic anhydrides in the patents EP 0 779 905 and EP 0 779 906.
Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using exemplary embodiments.
Herstellung der phosphormodifizierten EpoxidharzeProduction of the phosphorus-modified epoxy resins
Beispiel 1: Herstellung des phosphinsäuremodifizierten Epo- xidharzes MEPS/EP-HarzExample 1: Preparation of the phosphinic acid-modified epoxy resin MEPS / EP resin
400 Masseteile (MT) eines epoxidierten Novolaks (Epoxidwert: 0,56 mol/100 g, mittlere Funktionalität: 2,6), gelöst in 170 MT Methylethylketon, werden mit 100 MT Ethylmethyl- phosphinsäure versetzt. Die Lösung wird 60 min bei einer Öl- badtemperatur von 100 °C unter Rückfluß gerührt. Nach dem Abkühlen der Lösung gibt man 40 MT Natriumcarbonat hinzu, rührt weitere 12 Stunden und filtriert anschließend die festen Bestandteile ab. Das Umsetzungs-produkt weist einen Epoxidwert von 40 mol/lOOg auf, der sich nach kurzer Lagerzeit auf einen Wert von 0,22 mol/100 g stabilisiert. Der Phosphorgehalt des Umsetzungsproduktes beträgt 5,9 %.400 parts by weight (MT) of an epoxidized novolak (epoxy value: 0.56 mol / 100 g, average functionality: 2.6), dissolved in 170 MT methyl ethyl ketone, are mixed with 100 MT ethylmethylphosphinic acid. The solution is stirred under reflux at an oil bath temperature of 100 ° C. for 60 min. After the solution has cooled, 40 MT of sodium carbonate are added, the mixture is stirred for a further 12 hours and the solid constituents are then filtered off. The reaction product has an epoxy value of 40 mol / 100 g, which stabilizes to a value of 0.22 mol / 100 g after a short storage period. The phosphorus content of the reaction product is 5.9%.
Beispiel 2: Herstellung des phosphonsäuremodifizierten Epo- xidharzes EPS/EP-Harz 400 Masseteile (MT) eines Bisphenol-F-diglycidylethers (Epo- xidwert: 0,61 mol/100 g) , gelöst in 250 MT Methylethylketon, werden mit 92 MT Ethanphosphonsäure versetzt. Die Lösung wird 60 min bei einer Ölbadtemperatur von 100 °C unter Rückfluß gerührt. Nach dem Abkühlen der Lösung gibt man 40 Massenteile Natriumcarbonat hinzu, rührt weitere 12 Stunden und filtriert anschließend die festen Bestandteile ab. Das Umsetzungsprodukt weist einen Epoxidwert von 0,38 mol/100 g auf, der sich nach kurzer Lagerzeit auf einen Wert von 0,20 mol/100 g sta- bili-siert. Der Phosphorgehalt des Umsetzungsproduktes beträgt 5,4 %.Example 2: Production of the phosphonic acid-modified epoxy resin EPS / EP resin 400 parts by weight (MT) of a bisphenol-F-diglycidyl ether (epoxide value: 0.61 mol / 100 g), dissolved in 250 MT methyl ethyl ketone, are mixed with 92 MT ethanephosphonic acid. The solution is stirred for 60 min at an oil bath temperature of 100 ° C under reflux. After the solution has cooled, 40 parts by mass of sodium carbonate are added, the mixture is stirred for a further 12 hours and the solid constituents are then filtered off. The reaction product has an epoxy value of 0.38 mol / 100 g, which stabilizes at a value of 0.20 mol / 100 g after a short storage period. The phosphorus content of the reaction product is 5.4%.
Beispiel 3: Herstellung eines phosphinsäuremodifizierten Epoxidharzes ohne anschließende Zugabe von Natriumcarbonat, ana- log Beispiel 1 der EP 0 689 559 BlExample 3: Preparation of a phosphinic acid-modified epoxy resin without subsequent addition of sodium carbonate, analogous to Example 1 of EP 0 689 559 B1
400 Masseteile (MT) eines epoxidierten Novolaks (Epoxidwert: 0,56 mol/100 g, mittlere Funktionalität: 3,6), gelöst in 170 MT Methylethylketon, werden mit 50 MT Ethylmethyl- phosphinsäure versetzt. Die Lösung wird 60 min bei einer Ölbadtemperatur von 100 °C unter Rückfluß gerührt. Nach kurzer Lagerzeit weist das Umsetzungsprodukt einen Epoxidwert von 0,40 mol/100 g auf. Der Phosphorgehalt des Umsetzungsproduktes beträgt 3,2 % .400 parts by weight (MT) of an epoxidized novolak (epoxy value: 0.56 mol / 100 g, average functionality: 3.6), dissolved in 170 MT methyl ethyl ketone, are mixed with 50 MT ethylmethylphosphinic acid. The solution is stirred for 60 min at an oil bath temperature of 100 ° C under reflux. After a short storage period, the reaction product has an epoxy value of 0.40 mol / 100 g. The phosphorus content of the reaction product is 3.2%.
Die in den Beispielen 1 - 3 hergestellten phosphormodifizierten Epoxidharze werden auf ihre Stabilität bei Raumtemperatur untersucht. Abbildung 1 zeigt das Ergebnis. Während der Epoxidwert der in den Beispielen 1 und 2 hergestellten Epoxid- harze stabil bleibt oder nur geringfügig abnimmt, reduziert sich der Epoxidwert des in Beispiel 3 hergestellten Epoxidharzes innerhalb von 12 Wochen um nahezu 50 %.
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The phosphorus-modified epoxy resins prepared in Examples 1-3 are examined for their stability at room temperature. Figure 1 shows the result. While the epoxy value of the epoxy resins produced in Examples 1 and 2 remains stable or only decreases slightly, the epoxy value of the epoxy resin produced in Example 3 is reduced by almost 50% within 12 weeks.
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Zeit [Wochen]Time [weeks]
Abb. 1: Stabilität der in den Beispielen 1 - 3 hergestellten Epoxidharze bei RaumtemperaturFig. 1: Stability of the epoxy resins produced in Examples 1-3 at room temperature
Herstellung von PrepregsManufacture of prepregs
Beispiele 4 und 5Examples 4 and 5
Eine Lösung von A Masseteilen (MT) Dicyandiamid (Dicy) - in J MT Dimethylformamid (DMF) - wird mit einer Lösung von D(l) MT des in Beispiel 1 beschriebenen phosphormodifizierten Epoxidharzes (MEPS/EP-Harz) (Epoxidwert: 0,22 mol/100 g; Phosphorgehalt: 5,9 %) , erhalten aus einem epoxidierten Novolak (Epo- xidwert:0,56 mol/100 g; mittlere Funktionalität: 3,6) und Me- thylethylphosphinsäure, in G MT Methylethylketon (MEK) und I MT Ethylacetat (EA) versetzt; anschließend werden der Harzlösung noch E MT 2-Methylimidazol (MelM) zugegeben, sowie F(l) MT eines epoxidierten Novolakes (Epoxidwert : 0, 56 mol/100 g; mittlere Funktionalität: 3,6; EP-Harz 1) oder F(2) MT eines Bisphenol-A-diglycidylethers (EP-Harz 2) zugegeben, um einen Phosphorgehalt in der Harzmatrix von 2,5 % zu erhalten. Mit der dabei erhaltenen Imprägnierharzlösung, die noch zur Einstellung der richtigen Viskosität mit H MT DMF versetzt wird, werden Glasgewebe (Glasgewebetyp 7628; Flächengewicht: 197 g/m2) mit-tels einer Laborimprägnieranlage kontinuierlich imprägniert und in einer Vertikaltrockenanlage bei Temperaturen von 50 bis 160°C getrocknet. Derart hergestellte Prepregs sind klebfrei. Die Zusammensetzung der Imprägnierharzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen.A solution of A parts by mass (MT) dicyandiamide (Dicy) - in J MT dimethylformamide (DMF) - is mixed with a solution of D (I) MT of the phosphorus-modified epoxy resin (MEPS / EP resin) described in Example 1 (epoxy value: 0, 22 mol / 100 g; phosphorus content: 5.9%), obtained from an epoxidized novolak (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6) and methyl ethylphosphinic acid, in G MT methyl ethyl ketone (MEK ) and I MT ethyl acetate (EA) added; E MT 2-methylimidazole (MelM) is then added to the resin solution, and F (l) MT of an epoxidized novolake (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6; EP resin 1) or F ( 2) MT of a bisphenol A diglycidyl ether (EP resin 2) was added to obtain a phosphorus content in the resin matrix of 2.5%. With the impregnating resin solution obtained, which is mixed with H MT DMF to set the correct viscosity. glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) are continuously impregnated using a laboratory impregnation system and dried in a vertical drying system at temperatures of 50 to 160 ° C. Prepregs produced in this way are tack-free. The composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1.
Beispiel 6Example 6
Eine Lösung von A Masseteilen (MT) Dicyandiamid (Dicy) - in J MT Dirnethylformamid (DMF) - wird mit einer Lösung von D (2) MT des in Beispiel 2 aus einem epoxidierten Novolak (Epoxidwert: 0,56 mol/100 g; mittlere Funktionalität: 3,6) und E- thanphosphonsäure hergestellten phosphormodifizierten Epoxidharzes (EPS/EP-Harz) (Epoxidwert: 0,24 mol/100 g; Phosphorgehalt: 5,4 %) in G MT Methylethylketon (MEK) und I MT Ethyl- acetat (EA) versetzt; anschließend werden der Harzlösung noch F(3) MT Bisphenol-F-diglycidylether zugegeben, um einen Phos- phorgehalt in der Harzmatrix von 2,5 % zu erhalten. Mit der dabei erhaltenen Imprägnierharzlösung, die noch zur Einstellung der richtigen Viskosität mit H MT DMF versetzt wird, werden Glasgewebe (Glasgewebetyp 7628; Flächengewicht: 197 g/m2) mittels einer Laborimprägnieranlage kontinuierlich i - prägniert und in einer Vertikaltrockenanlage bei Temperaturen von 50 bis 160°C getrocknet. Derart hergestellte Prepregs sind klebfrei. Die Zusammensetzung der Imprägnierharzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen.A solution of A parts by mass (MT) of dicyandiamide (Dicy) - in J MT of dirnethylformamide (DMF) - is mixed with a solution of D (2) MT of the epoxidized novolak in Example 2 (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6) and ethanol-modified phosphorus-modified epoxy resin (EPS / EP resin) (epoxy value: 0.24 mol / 100 g; phosphorus content: 5.4%) in G MT methyl ethyl ketone (MEK) and I MT ethyl - added acetate (EA); F (3) MT bisphenol-F-diglycidyl ether is then added to the resin solution in order to obtain a phosphorus content of 2.5% in the resin matrix. With the impregnating resin solution obtained, which is mixed with H MT DMF to set the correct viscosity, glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) are continuously i-impregnated using a laboratory impregnation system and in a vertical drying system at temperatures from 50 to Dried 160 ° C. Prepregs produced in this way are tack-free. The composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1.
Beispiele 7 und 8Examples 7 and 8
Es wird wie in den Beispielen 4 und 5 vorgegangen. Die Im- prägnierharziösung wird jedoch anstelle von Dicyandiamid mit B MT Sulfanilamid (SAM) in J MT Dimethylformamid (DMF) , versetzt. Mit der dabei erhaltenen Imprägnierharzlösung, die noch zur Einstellung der richtigen Viskosität mit H MT DMF versetzt wird, werden Glasgewebe (Glasgewebetyp 7628; Flächengewicht: 197 g/m2) mittels einer Laborimprägnieranlage kontinuierlich imprägniert und in einer Vertikaltrockenanlage bei Temperaturen von 50 bis 160°C getrocknet. Derart hergestellte Prepregs sind klebfrei. Die Zusammensetzung der Imprägnierharzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen..The procedure is as in Examples 4 and 5. However, the impregnating resin solution is mixed with B MT sulfanilamide (SAM) in J MT dimethylformamide (DMF) instead of dicyandiamide. With the impregnation resin solution obtained, which is still used to set the correct viscosity with H MT DMF is added, glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) are continuously impregnated by means of a laboratory impregnation system and dried in a vertical drying system at temperatures from 50 to 160 ° C. Prepregs produced in this way are tack-free. The composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs can be found in Table 1.
Beispiel 9Example 9
Es wird wie in dem Beispiel 6 vorgegangen. Die Imprägnier- harzlösung wird jedoch anstelle von Dicyandiamid mit B MT Sulfanilamid (SAM) in J MT Dirnethylformamid (DMF), versetzt. Mit der dabei erhaltenen Imprägnierharzlösung, die noch zur Einstellung der richtigen Viskosität mit H MT DMF versetzt wird, werden Glasgewebe (Glasgewebetyp 7628; Flächengewicht: 197 g/m2) mittels einer Laborimprägnieranlage kontinuierlich imprägniert und in einer Vertikal-trockenanlage bei Temperaturen von 50 bis 160°C getrocknet. Derart hergestellte Prepregs sind klebfrei. Die Zusammensetzung der Imprägnierharzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen.The procedure is as in Example 6. However, instead of dicyandiamide, B MT sulfanilamide (SAM) in J MT dirnethylformamide (DMF) is added to the impregnating resin solution. With the resulting impregnation resin solution, which is mixed with H MT DMF to adjust the correct viscosity, glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) are continuously impregnated using a laboratory impregnation system and in a vertical drying system at temperatures from 50 to Dried 160 ° C. Prepregs produced in this way are tack-free. The composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1.
Beispiel 10Example 10
Es wird wie in den Beispielen 4 und 5 vorgegangen. Die Imprägnierharzlösung wird jedoch mit einem Gemisch aus A Masseteilen (MT) Dicyandiamid mit B MT Sulfanilamid (SAM) in J MT Dirnethylformamid (DMF), versetzt. Mit der dabei erhaltenen Imprägnierharzlösungwerden Glasgewebe (Glasgewebetyp 7628; Flächengewicht: 197 g/m2) mittels einer Laborimprägnieranlage kontinuierlich imprägniert und in einer Vertikaltrockenanlage bei Temperaturen von 50 bis 160°C getrocknet. Der- art hergestellte Prepregs sind klebfrei. Die Zusammensetzung der Imprägnierharzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen. Beispiele 11 ( Vergleichsbeispiel 3 aus der EP 0 689 559 )The procedure is as in Examples 4 and 5. However, a mixture of A parts by mass (MT) dicyandiamide with B MT sulfanilamide (SAM) in J MT dirnethylformamide (DMF) is added to the impregnating resin solution. The resulting impregnation resin solution is used to continuously impregnate glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) using a laboratory impregnation system and dry them in a vertical drying system at temperatures from 50 to 160 ° C. Prepregs produced in this way are tack-free. The composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1. Examples 11 (Comparative Example 3 from EP 0 689 559)
Eine Lösung von 75 Masseteilen (MT) des in Beispiel 3 herge- stellten Umsetzungsproduktes (Epoxidwert: 0,40 mol/lOOg) in 60 MT Methylethylketon wird mit einer Lösung von 25 MT Polya- minoarylisocyanurat (PAIC) in J MT Dimethylformamid (DMF) , versetzt. Die weitere Verarbeitung geschieht analog den Beispielen 4 und 5. Mit der dabei erhaltenen Imprägnierharzlö- sung werden Glasgewebe (Glasgewebetyp 7628; Flächengewicht: 197 g/m2) mittels einer Laborimprägnieranlage kontinuierlich imprägniert und in einer Vertikal-trockenanlage bei Temperaturen von 50 bis 160°C getrocknet. Derart hergestellte Prepregs sind klebfrei. Die Zusammensetzung der Imprägnier- harzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen.A solution of 75 parts by weight (MT) of the reaction product prepared in Example 3 (epoxy value: 0.40 mol / 100 g) in 60 MT of methyl ethyl ketone is mixed with a solution of 25 MT of polyamino aryl isocyanurate (PAIC) in J MT of dimethylformamide (DMF) , offset. The further processing is carried out analogously to Examples 4 and 5. With the impregnating resin solution obtained, glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) are continuously impregnated by means of a laboratory impregnation system and in a vertical drying system at temperatures of 50 to 160 ° C dried. Prepregs produced in this way are tack-free. The composition of the impregnating resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1.
Beispiel 12 (Vergleichsbeispiel 1 aus der EP 0 779 905)Example 12 (Comparative Example 1 from EP 0 779 905)
Eine Lösung von A Masseteilen (MT) Dicyandiamid (Dicy) - in J MT Dimethylformamid (DMF) - wird mit einer Lösung von D (3) MT eines phosphormodifizierten Epoxidharzes (EPS/EP-Harz) in Form eines Umsetzungsproduktes (Epoxidwert: 0,32 mol/100 g; Phosphorgehalt: 3,8 %) aus einem epoxidierten Novolak (Epo- xidwert:0,56 mol/100 g; mittlere Funktionalität: 3,6) und Propanphosphonsäureanhydrid in G MT Methylethylketon (MEK) und I MT Ethylacetat (EA) versetzt; anschließend werden der Harzlösung noch E MT 2-Methylimidazol zugegeben. Mit der dabei erhaltenen Imprägnierharzlösung werden Glasgewebe (Glas- gewebetyp 7628; Flächen-gewicht : 197 g/m2) mittels einer Laborimprägnieranlage kontinuierlich imprägniert und in einer Vertikaltrockenanlage bei Temperaturen von 50 bis 160°C getrocknet. Derart hergestellte Prepregs sind klebfrei. Die Zusammensetzung der Imprägnierharzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen. Beispiel 13 (Vergleichsbeispiel 7 aus EP 0 779 905)A solution of A parts by mass (MT) dicyandiamide (Dicy) - in J MT dimethylformamide (DMF) - is mixed with a solution of D (3) MT of a phosphorus-modified epoxy resin (EPS / EP resin) in the form of a reaction product (epoxy value: 0, 32 mol / 100 g; phosphorus content: 3.8%) from an epoxidized novolak (epoxy value: 0.56 mol / 100 g; average functionality: 3.6) and propanephosphonic anhydride in G MT methyl ethyl ketone (MEK) and I MT ethyl acetate (EA) offset; E MT 2-methylimidazole is then added to the resin solution. With the impregnation resin solution obtained, glass fabrics (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ) are continuously impregnated using a laboratory impregnation system and dried in a vertical drying system at temperatures of 50 to 160 ° C. Prepregs produced in this way are tack-free. The composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1. Example 13 (Comparative Example 7 from EP 0 779 905)
Es wird entsprechend Beispiel 12 vorgegangen, die Imprägnierharzlösung wird jedoch - anstelle von A MT Dicyandiamid (Di- cy) - mit B(2) MT 4-Aminobenzoesäure (ABS) , gelöst in J MT Dimethylformamid (DMF), versetzt. Außerdem wird kein Härtungsbeschleuniger (E) zugegeben. Die Zusammensetzung der Imprägnierharzlösung und die Eigenschaften der Prepregs sind Tabelle 1 zu entnehmen. Die in den Beispielen 4, 7 und 11 hergestellten Prepregs werden durch Lagerung bei Raum-temperatur auf ihre Stabilität untersucht. Abbildung 2 zeigt das Ergebnis. Während die Restgelierzeit der in den Beispielen 4 und 7 hergestellten Prepregs stabil bleibt oder nur geringfügig abnimmt, redu- ziert sich die Restgelierzeit der im Vergleichsbeispiel (Beispiel 11 mit Härter PAIC) hergestellten Prepregs innerhalb von 12 Wochen um über 50 %. Die in diesem Beispiel verbleibende Restgelierzeit ist damit völlig unzureichend. Im Beispiel 12 (Vergleichs-beispiel aus EP 0 779 905) wird mit 3,6 % vergleichsweise viel Phosphor benötigt, um die geforderte Flammwidrigkeit zu erreichen. Im Beispiel 13 (Vergleichsbeispiel aus EP 0 779 905) werdem Prepregs erhalten, die die vorgeschriebene Lagerbeständigkeit von 3 Monaten nicht erreichen. The procedure is the same as in Example 12, but the impregnating resin solution - instead of A MT dicyandiamide (Dicy) - is mixed with B (2) MT 4-aminobenzoic acid (ABS), dissolved in J MT dimethylformamide (DMF). In addition, no curing accelerator (E) is added. The composition of the impregnation resin solution and the properties of the prepregs are shown in Table 1. The prepregs produced in Examples 4, 7 and 11 are examined for their stability by storage at room temperature. Figure 2 shows the result. While the remaining gel time of the prepregs produced in Examples 4 and 7 remains stable or only decreases slightly, the remaining gel time of the prepregs produced in the comparative example (Example 11 with hardener PAIC) is reduced by more than 50% within 12 weeks. The remaining gel time in this example is therefore completely inadequate. In Example 12 (comparative example from EP 0 779 905), a comparatively large amount of phosphorus (3.6%) is required in order to achieve the required flame retardancy. In example 13 (comparative example from EP 0 779 905) prepregs are obtained which do not reach the prescribed shelf life of 3 months.
Tabelle 1 Zusammensetzung der Imprägnierharzlösungen.Table 1 Composition of the impregnation resin solutions.
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Stabilität der Prepregs
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Stability of the prepregs
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6 7 10 11 126 7 10 11 12
Zeit [Wochen]Time [weeks]
Abb. 2: Stabilität der in den Beispielen 4, 7 und 11 hergestellten PrepregsFig. 2: Stability of the prepregs produced in Examples 4, 7 and 11
Herstellung und Prüfung von LaminatenProduction and testing of laminates
Beispiel 13 bis 23Examples 13 to 23
Je acht der nach den Beispielen 1 bis 7 hergestellten Prepregs (Glasgewebetyp 7628; Flächengewicht: 197 g/m2), beidseitig kaschiert mit einer 35 um Cu-Folie, werden in einer Presse bei 175°C und 20 bar verpreßt. Die 1,5 bis 1,6 mm dicken Laminate werden nach 40 min aus der Presse entfernt und anschließend 2 h bei 175°C nachgetempert. An den auf diese Weise erhaltenen Körpern wird - mittels dynamischmechanischer Analyse (DMTA) - die Glasüber-gangstemperatur Tg, die Brennbarkeit nach UL 94 V, das Haftvermögen der Kupferfolie, der MeaslingTest, der High-Pressure-Cooker-Test und die Lötbadbeständigkeit bestimmt. Die erhal-tenen Werte sind Tabelle 2 zu entnehmen.Eight of the prepregs produced according to Examples 1 to 7 (glass fabric type 7628; basis weight: 197 g / m 2 ), laminated on both sides with a 35 μm Cu foil, are pressed in a press at 175 ° C. and 20 bar. The 1.5 to 1.6 mm thick laminates are removed from the press after 40 minutes and then post-annealed at 175 ° C. for 2 hours. The glass transition temperature Tg, the flammability according to UL 94 V, the adhesion of the copper foil, the measuring test, the high-pressure cooker test and the solder bath resistance are determined on the bodies obtained in this way - by means of dynamic mechanical analysis (DMTA). The values obtained are shown in Table 2.
Die an den Laminaten durchgeführten Tests verlaufen folgendermaßen: • Wärmebeständigkeit auf dem LötbadThe tests carried out on the laminates proceed as follows: • Heat resistance on the solder bath
Die Prüfung erfolgt nach DIN IEC 249 Teil 1, Abschnitt 3.7, unter Verwendung eines Lötbades nach Abschnitt 3.7.2.3. Es sind Probekörper der Größe 25 mm x 100 mm zu verwenden, die mit der Kupferseite auf das Lötbad gelegt werden. Es darf keine Delaminierung sowie keine Bildung von Measlings, Flecken oder Blasen unter der Kaschierung auftreten.The test is carried out in accordance with DIN IEC 249 Part 1, Section 3.7, using a solder bath in accordance with Section 3.7.2.3. Test specimens of size 25 mm x 100 mm are to be used, which are placed with the copper side on the solder bath. There must be no delamination and no formation of measlings, stains or blisters under the lamination.
• Haftvermögen der Kupferkaschierung• Adhesion of the copper cladding
Ein 25 mm breiter und 100 mm langer Streifen der Kupferfolie wird auf 20 mm Länge vom Glashartgewebe gelöst und mittels einer geeigneten Vorrichtung mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 50 mm/min senkrecht abgezogen. Gemessen wird die hierzu erforderliche Kraft F (N) .A 25 mm wide and 100 mm long strip of copper foil is detached from the glass hard tissue over a length of 20 mm and pulled off vertically by means of a suitable device at a take-off speed of 50 mm / min. The force F (N) required for this is measured.
• Die Messung der Wasseraufnahme wurde nach MIL-P-13848 G durchgeführt .• The water absorption was measured in accordance with MIL-P-13848 G.
• Prüfung der interlaminaren Haftung• Examination of interlaminar liability
Ein 25 iran breiter und 100 mm langer Streifen der obersten Glashartgewebelage wird auf 20 mm Länge von der nächsten darunterliegenden Glashartgewebelage gelöst und mittels einer geeigneten Vorrichtung mit einer Abzugsgeschwindig- keit von 50 mm/min senkrecht abgezogen. Gemessen wird die hierzu erforderliche Kraft F(N) .A 25 mm wide and 100 mm long strip of the uppermost glass hard fabric layer is detached over a 20 mm length from the next glass hard fabric layer underneath and pulled off vertically by means of a suitable device at a take-off speed of 50 mm / min. The force F (N) required for this is measured.
• Measing-Test• Measing test
Die Prüfung erfolgt an Probekörpern der Größe 20 mm x 100 mm ohne Kupferkaschierung. Die Probekörper werden 3 min in eine 65 °C heiße LT26-Lösung (Zusammensetzung: 850 ml entionisiertes H20, 50 ml HCI p.a., 100 g SnCl2.2 H20, 50 g Thioharnstoff) getaucht, mit fließendem Wasser abgespült und anschließend 20 min in kochendes Wasser gelegt. Nach dem Lufttrocknen der Probe (2 bis 3 min) wird diese 10 s in ein 260 °C heißes Lötbad getaucht. Das Laminat darf dabei nicht delaminieren. Eigenschaften der LaminateThe test is carried out on test specimens measuring 20 mm x 100 mm without copper cladding. The test specimens are immersed in a 65 ° C LT26 solution (composition: 850 ml deionized H 2 O, 50 ml HCl pa, 100 g SnCl 2 .2 H 2 0, 50 g thiourea), rinsed with running water and then placed in boiling water for 20 min. After air drying the sample (2 to 3 min), it is immersed in a 260 ° C solder bath for 10 s. The laminate must not delaminate. Properties of the laminates
Tabelle 2Table 2
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In Beispiel 22 (Vergleichsbeispiel aus EP 0 779 905) wird mit den aus der Imprägnierharzlösung 12 hergestellten Prepregs weder die geforderte Lötbadbeständigkeit noch der High- Pressure-Cooker-Test bestanden. In example 22 (comparative example from EP 0 779 905), the prepregs produced from the impregnating resin solution 12 neither passed the required solder bath resistance nor the high-pressure cooker test.

Claims

Patentansprüche claims
1. Epoxidharzmischung zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Komponenten u fasst:1. Epoxy resin mixture for the production of a composite material, characterized in that it comprises the following components:
• ein phosphormodifiziertes Epoxidharz mit einem Epoxidwert von 0,02 bis 1 mol/100 g, erhältlich durch Umsetzung von• a phosphorus-modified epoxy resin with an epoxy value of 0.02 to 1 mol / 100 g, obtainable by reacting
(A) Polyepoxidverbindungen mit mindestens zwei Epo- xidgruppen pro Molekül mit(A) polyepoxide compounds with at least two epoxy groups per molecule
(B) wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe Phosphinsäuren, Phosphonsäuren und Pyrophosphonsäuren,(B) at least one compound from the group of phosphinic acids, phosphonic acids and pyrophosphonic acids,
• Dicyandiamid und/oder ein aromatisches Amin der Stuktur I und/oder der Struktur II als Härter• Dicyandiamide and / or an aromatic amine of structure I and / or structure II as a hardener
DR2DR2
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Struktur I Struktur IIStructure I Structure II
wobei folgendes gilt:the following applies:
X ist ein H-Atom und Y eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 C-Atomen und m bzw. n bedeutet eine ganze Zahl von 0 bis 4 mit der Maßgabe m + n = 4,X is an H atom and Y is an alkyl group with 1 to 3 C atoms and m or n is an integer from 0 to 4 with the proviso m + n = 4,
R ist eine OH- oder eine NRXR2 -Gruppe und die Reste R1 und R2 - unabhängig voneinander - ein H-Atom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 C-Atomen oder einer der Reste R1 und R2 hat diese Bedeutung und der andere Rest ist eine NR3R-Gruppe mit R3 bzw. R4 = H oder Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen,R is an OH or an NR X R 2 group and the radicals R 1 and R 2 - independently of one another - have an H atom, an alkyl group with 1 to 3 C atoms or one of the radicals R 1 and R 2 has them Meaning and the other radical is an NR 3 R group with R 3 or R 4 = H or alkyl with 1 to 3 C atoms,
einen Härtungsbeschleuniger, a hardening accelerator,
2. Epoxidharzmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein phosphorfreies Epoxidharz umfasst.2. Epoxy resin mixture according to claim 1, characterized in that it comprises a phosphorus-free epoxy resin.
3. Epoxidharzmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das phosphorfreie Epoxidharz aromatische, he- terocyclische und/oder cycloaliphatische Komponenten umfasst.3. Epoxy resin mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the phosphorus-free epoxy resin comprises aromatic, heterocyclic and / or cycloaliphatic components.
4. Epoxidharzmischung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als phosphormodifizierte Epoxidharz eine aromatische und/oder eine aliphatische Glycidylver- bindung eingesetzt wird.4. Epoxy resin mixture according to one of the preceding claims, characterized in that an aromatic and / or an aliphatic glycidyl compound is used as the phosphorus-modified epoxy resin.
5. Epoxidharzmischung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an phosphormodifiziertem Epoxidharz in der Gesamtmischung zwischen 30 - 98 Gew% liegt.5. Epoxy resin mixture according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of phosphorus-modified epoxy resin in the overall mixture is between 30-98% by weight.
6. Epoxidharzmischung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil an phosphorfreiem E- poxidharz von bis zu 70 Gew% enthalten ist.6. Epoxy resin mixture according to one of the preceding claims, characterized in that a proportion of phosphorus-free epoxy resin of up to 70% by weight is included.
7. Epoxidharz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtgehalt an Phosphor zwischen 2 bis 5 Gew% liegt.7. Epoxy resin according to one of the preceding claims, characterized in that the total phosphorus content is between 2 and 5% by weight.
8. Epoxidharz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtgehalt an Phosphor zwischen 2,5 und 3,5 Gew% liegt.8. Epoxy resin according to one of the preceding claims, characterized in that the total phosphorus content is between 2.5 and 3.5% by weight.
9. Prepreg oder Verbundwerkstoff auf der Basis von anorganischen oder organischen Verstärkungsmaterialien in Form von Fasern, Vliesen oder Geweben bzw. Flächenstoffen hergestellt aus einer Epoxidharzmischung nach einem oder mehreren der An- sprüche 1 bis 8. 9. Prepreg or composite material based on inorganic or organic reinforcement materials in the form of fibers, nonwovens or fabrics or surface materials made from an epoxy resin mixture according to one or more of claims 1 to 8.
10. Leiterplattenmaterial aus Prepregs, hergestellt aus Glasfasergewebe und einer Epoxidharzmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8. 10. Printed circuit board material made of prepregs, made of glass fiber fabric and an epoxy resin mixture according to one or more of claims 1 to 8.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308184A1 (en) * 1993-03-15 1994-09-22 Siemens Ag Epoxy resin mixtures
EP0806429A2 (en) * 1996-05-06 1997-11-12 Schill &amp; Seilacher GmbH &amp; Co. Flame-retardant epoxy resins and flame retarders for epoxy resins
US5759690A (en) * 1994-09-09 1998-06-02 Siemens Aktiengesellschaft Epoxy resin mixtures for prepregs and composites
US5817736A (en) * 1994-09-09 1998-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Epoxy resin mixtures for prepregs and composites based on phosphorus-modified epoxies, dicy and/or aminobenzoic compounds
US5854371A (en) * 1996-04-01 1998-12-29 Hoechst Aktiengesellschaft Phosphorus-modified epoxy resin mixtures comprising epoxy resins, phosphorus-containing compounds and a curing agent
US5959043A (en) * 1996-04-01 1999-09-28 Clariant Gmbh Phosphorus-containing dicarboxylic reaction product of epoxy resins and phosphorus acid (anhydride) with hardener
EP1046661A1 (en) * 1999-04-19 2000-10-25 Clariant GmbH Flame retardant phosphorus modified epoxy resins

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308184A1 (en) * 1993-03-15 1994-09-22 Siemens Ag Epoxy resin mixtures
US5759690A (en) * 1994-09-09 1998-06-02 Siemens Aktiengesellschaft Epoxy resin mixtures for prepregs and composites
US5817736A (en) * 1994-09-09 1998-10-06 Siemens Aktiengesellschaft Epoxy resin mixtures for prepregs and composites based on phosphorus-modified epoxies, dicy and/or aminobenzoic compounds
US5854371A (en) * 1996-04-01 1998-12-29 Hoechst Aktiengesellschaft Phosphorus-modified epoxy resin mixtures comprising epoxy resins, phosphorus-containing compounds and a curing agent
US5959043A (en) * 1996-04-01 1999-09-28 Clariant Gmbh Phosphorus-containing dicarboxylic reaction product of epoxy resins and phosphorus acid (anhydride) with hardener
EP0806429A2 (en) * 1996-05-06 1997-11-12 Schill &amp; Seilacher GmbH &amp; Co. Flame-retardant epoxy resins and flame retarders for epoxy resins
EP1046661A1 (en) * 1999-04-19 2000-10-25 Clariant GmbH Flame retardant phosphorus modified epoxy resins

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