CH637663A5 - Verfahren zur herstellung von giesslingen auf basis von epoxidharzmassen. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Giesslingen auf Basis von Epoxidharzmassen.
Giess- und Imprägnierharze wie z.B. Epoxidharze härten bekanntlich bei höheren Temperaturen schneller als bei niedrigen. Eine Aushärtung bei niedrigen Temperaturen ist nur in Gegenwart von basischen Katalysatoren, insbesondere aliphatischen und aromatischen Aminen möglich.
Die zum Vergiessen und Imprägnieren verwendeten reaktiven Epoxyharzmassen, gefüllt und ungefüllt, sollen für die Herstellung von Formstoffen eine niedrige Viskosität haben, damit gute Imprägnierungen erhalten werden. Die niedrige Viskosität kann durch Verwendung niedermolekularer Bestandteile, niedermolekularer reaktiver und nichtreaktiver Stoffe oder auch durch Einsatz der gegebenen Harzmassen bei höherer Temperatur, also durch die mit steigender Temperatur einsetzende Viskositätserniedrigung erreicht werden.
Niedermolekulare reaktive Bestandteile der Massen, beispielsweise reaktive Verdünner wie z.B. Butandioldiglycidyl-äther, Kresylglycidyläther, Phenylglycidyläther, Butylglyci-dyläther bewirken aber beim Härten einen hohen Reaktionsschwund, der meist mit einer stark positiven Wärmetönung verbunden ist, und die erhaltenen Formstoffe sind spröde. Niedermolekulare nichtreaktive Bestandteile wie z.B. Lösungsmittel, Weichmacher u. dgl. können bei den Formstoffen zusätzlichen Schwund durch Abdampfen, Porosität, Spannungsrisse, Migration, schlechtes Temperaturalterungsverhalten usw. bewirken. Durch die verarbeitungstechnischen Massnahmen der Temperaturerhöhung sinkt zwar die Viskosität der Masse, aber durch die hiermit verbundene Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit steigt die Viskosität der Masse rasch an, wodurch die Verarbeitungszeit der Masse verkürzt wird.
Es ist bekannt, tertiäre Amine wie Triäthanolamin, Benzyl-dimethylamin und 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol als Härtemittel für Polyepoxide und als Beschleuniger beim
Härten von Gemischen aus Polyepoxiden und Polycarbon-säureanhydriden bei erhöhter Temperatur zu verwenden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung von Formkörpern anzugeben, bei dem die geschilderten Nachteile nicht auftreten und das bei höherer Temperatur und damit niedrigerer Viskosität eine ausreichende Verarbeitungsdauer bei kürzeren Formbelegungszeiten ermöglicht und mit dem auch noch die Verarbeitung grosser Harzansätze gut steuerbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,
dass reaktive Epoxidharzmassen, enthaltend mindestens eine härtbare Epoxidverbindung mit zwei Oxiranringen im Molekül und ein tertiäres Amin, die im Temperaturbereich von 120 bis 180°C langsamer härtet als bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 110°C, im Temperaturbereich von 120 bis 180°C vergossen und nachfolgend im Temperaturbereich von 80 bis 110°C gehärtet werden. Geeignete reaktive Epoxidharzmassen enthalten keine niedermolekularen reaktiven Verdünner und keine nichtreaktiven Weichmacher, Lösungsmittel u.dgl. Sie härten bei niedriger Temperatur schneller als bei höherer Temperatur. Die reaktiven Bestandteile sollen möglichst hochmolekular sein.
Besonders geeignet sind Epoxidharzmassen, die als härtbare Epoxidharzverbindungen mindestens einen Bisglycidyläther des Bisphenol A enthalten. Aber auch epoxidierte Novolake und Gemisch dieser mit Bisglycidyläthern des Bisphenol A sind vorteilhaft.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird bei einer Temperatur von 120-180°C vergossen und bei Temperaturen zwischen 80-110°C ausgehärtet. Mit einer Giessharzmasse auf Basis von Bisglycidyläthern des Bisphenol A und 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol als Additionskatalysator wird ein Maximum für die Härtungsgeschwindigkeit im allgemeinen bei 100°C erreicht; bei ca. 160°C liegt das Minimum.
Für manche Fälle hat es sich als besonders günstig erwiesen, 30 Gewichtsteile reaktiver Masse bis zu 70 Gewichtsteilen Füllstoff hinzuzufügen.
Geeignete Füllstoffe sind z.B. Kaolin, Kieselerde, Quarzmehl, Aluminiumoxidtrihydrat, Titandioxid (Rutil), Glasfasern, Graphit.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren können bei niedriger Viskosität der Giessharzmasse längere Verarbeitungszeiten erreicht werden. Damit ist ein höherer Zusatz an Füllstoff möglich. Der Härtungsverlauf kann durch entsprechende Temperaturführung ähnlich dem Druckgelierver-fahren gesteuert werden. Da sich die Reaktionsgeschwindigkeit bei steigender Exothermie wieder verlangsamt, sind selbst grosse Harzansätze noch gut zu verarbeiten.
Das erfindungsgemässe Verfahren-eignet sich sowohl zur Herstellung von Giesslingen in Form von Formteilen wie z.B. Laugenpumpenköpfen, Brennstoffzellenrahmen und Giesslingen mit eingegossenen elektrischen Bauteilen wie z.B. Vierringstreufeldelektroden, Spulen, Transformatoren und Kondensatoren.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Mit einer Masse, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines Bisglycidyläthers des Bisphenol A mit einem Epoxidwert von 0,50-0,55 und 2 Gewichtsteilen 2,4,6-Tris-(dimethylamino-methyl)-phenol, konnten bei 100°C nach 40 Minuten Giess-linge entformt werden. Bei 150°C blieb die reaktive Masse etwa 50 Minuten gebrauchsfähig.
Beispiel 2
Mit einer Masse, bestehend aus 50 Gewichtsteilen eines Bisglycidyläthers des Bisphenol A mit einem Epoxidwert s
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zwischen 0,20-0,30 und 50 Gewichtsteilen eines Bisglycidyläthers des Bisphenol A mit einem Epoxidwert zwischen 0,56-0,59 und 1,5 Gewichtsteilen 2,4,6-Tris-(dimethylamino-
methyl)-phenol, wurden bei 100°C innerhalb von 10 Minuten entformbare Formteile erhalten. Die Gebrauchsdauer der reaktiven Masse betrug bei 140°C etwa 50 Minuten.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Giesslingen auf Basis von Epoxidharzmassen, dadurch gekennzeichnet, dass eine reaktive Epoxidharzmasse, enthaltend mindestens eine härtbare Epoxidverbindung mit zwei Oxiranringen im Molekül und ein tertiäres Amin, die im Temperaturbereich von 120 bis 180°C langsamer härtet als bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 110°C, im Temperaturbereich von 120 bis 180°C vergossen und nachfolgend im Temperaturbereich von 80 bis
110°C zu Formkörpern geformt und gehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als härtbare Epoxidverbindung mindestens ein Bisglyci-dyläther des Bisphenol A verwendet wird.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als härtbare Epoxidverbindung ein epoxidierter Novolak verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als härtbare Epoxidverbindung eine Mischung aus epo-xidiertem Novolak und mindestens einem Bisglycidyläther des Bisphenol A verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als tertiäres Amin 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass 50 Gewichtsteile eine Bisglycidyläthers des Bisphenol A mit einem Epoxidwert zwischen 0,55 und 0,59 und 50 Gewichtsteile eines Harzes gleicher Basis mit einem Epoxidwert zwischen 0,2 und 0,3 und 1-5 Gewichtsteile 2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol verwendet wird.
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