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Verfahren zur Herstellung von Formkörpern Die Verwendung von Epoxydharzen
hat in den letzten Jahren stark zugenommen und ist auf zahlreiche Verwendungszwecke
ausgedehnt worden. Sie dienen u. a. zur Herstellung von Gußkörpern, Schichtkörpern
und Schutzüberzügen.
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Um die für diese Verwendungen gewUnschten Eigenschaften zu erzeugen,
muß das Epoxydharz gehärtet oder vernetzt werden.
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Die Härtung muS hierbei mit einer zufriedenstellenden Geschwindigkeit
ablaufen. Ferner muß die Masse auch eine geeignete Topfzeit haben und die Produkte
sollen gute mechanische, chemische und/oder elektrische Eigenschaften haben. Vielfach
fehlen den handelsUblichen Epoxydharzmassen eine. 6der mehrere der gewtinschten
Eigenschaften. Dies gilt insbesondere fUr den Einsatz auf dem Gebiet der Elektrotechnik,
wo vielfach kriechstromfeste Isolierstoffe erforderlich sind. In solchen F§llen
wurden meist noch keramische Materialien verwendet. Diese sind aber bekanntlich
empfindlich gegen Stoßbeanspruchungen. Man ist so in den vergangenen Jahren immer
mehr dazu übergegangen, die keramischen Stoffe soweit als mdglich durch Körper aus
Kunstharzen, inabesondere GieBharzkörper auf Epoxydharzbasis zu ersetzen.
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Nachteilig macht sich jedoch hier die häufig unzureichende Kriechstromfestigkeit
bemerkbar. Die ungenügende Kriechstromfestigkeit tritt vor allem dann auf, wenn
die Epoxydharze mit FUllstoffen wie z. B. Quarzmehl gefUllt werden, um die mechanische
Festigkeit zu erhdhen oder den beim Hdrtan auftretenden Schwund zu verringern oder
um die Anwendung dieser Harze durch Mitverwendung eines billigen Füllstoffes wirtschaftlicher
zu gestalten. Oftmals hat ein ungefülltes Harz gerade noch ausreichende Kriechatromfestigkeit.
Durch Vermischen mit z. B.
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Quarzmehl im Gewichtsverhältnis 1:1 bekommt es aber eine vdllig unzureichende
Kriechstromfestigkeit.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man daher bereits aus gefUllten
Epoxydharzen hergestellte Isolierkörper, die gute Kriechstromfestigkeit haben sollen,
nachträglich mit geeigneten kriechstromfesten Überzügen versehen. Andererseits wurden
auch bereits eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen, die unter Vermeidung der nachträglichen
Oberflächenbehandlung zu kriechstromfesten Produkten führen. So werden beispielsweise
gemäß früheren Vorschlägen bestimmte Metalloxyde auf einen inerten Fullstoff aufgebracht
oder es werden Oxalate, Carbonate und Sulfate der Erdalkalimetalle oder auch Aluminiumoxydhydrat
als Füllstoffe verwendet. Mit diesen zweifellos wirksamen Bestandteilen weisen jedoch
die Produkte noch nicht die Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung auf.
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Die genannten Stoffe sind beispielsweise entweder an sich kostspieliger
als z. B. Quarzmehl. Ferner haben die vorgeschlagenen Mischungen aus Epoxydharz
und Gips den Nachteil, daß ihre Viskositdt fUr viele Zwecke, bei denen es darauf
ankommt, leicht gießfähige Massen zu verwenden, zu hoch ist. Die genannten Stoffe
können so vielfach aus Griinden einer guten Verarbeitungsviskosität der Harz-Füllstoff-Mischung
nur in einer begrenzten Menge dem Harz zugefUgt werden.
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Ferner ist bekannt, daß man Cyanuraäuretriglycidyläther mit t Aminen
in Gegenwart von inerten Füllstoffen unter Formgebung bei erhöhter Temperatur umsetzen
kann.
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Weiterhin ist bekannt, Reaktionsprodukte von CyanursOure und Epichlorhydrin
in Gegenwart von ohlorwasserstoffbindenden Verbindungen (Cyanursäurepolyglycidyläther)
unter Zusatz von Aminen in der Wärme umzusetzen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkdrpern
durch Umsetzen einer Mischung aus Triazin-triglycidyläther und einem Amin nach Zusatz
von inerten Füllstoffen bei erhdhter Temperatur. Das Verfahren ist daduroh gekennzeichnete
daß als Amin Anilin verwendet wird. Die nach dem erfindungagemalien Verfahren hergestellten
Porakorper zeichnen sich neben einer ausgezeichneten Krieohatromfeatißkeit insbesondere
durch
eine hohe Warmformbeständigkeit aus. Die Warmformbeständigkeit
nach Martens liegt über 170°C.
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Der Zusatz des der Vernetzung dienenden Anilins kann in geringen Grenzen
variiert werden. Es kannsowohlstöchiometrisch, d. h. in solchen Mengen, daß pro
Epoxydgruppe ein Aminwasserstoff verfUgbar ist bzw. bis zu einem 10 %-igen Überschuß
zugesetzt werden.
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Das Härten des Cyanursäuretriglycidyläthers wird vorzugsweise durchgefUhrt,
indem man Anilin mit dem Cyanursäuretriglycidyläther vermischt, mit FUllstoff versetzt
und erhitzt. Die Aushärtung erfolgt bei erhöhter Temperatur rasch, z. B. bei 130°C
in zwei Stunden. Gemäß der Erfindung hergestellte Gießkdrper kdnnen so bereits nach
kurzer Zeit der Form entnommen werden.
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Die Durchführung der Härtung ist einfach und bequem, da die Harz-Härter-Füllstoff-Mischungen
eine überraschend niedrige Viskosität auch noch bei hohem Füllstoffanteil haben.
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Es ist ein besonderer Vorteil, daß die erfindungBgemäße Harz-Härter-Füllstoff-Mischung
eine lange Topfzeit (Lagerfähigkeit) bei Raumtemperatur hat. Das flüssige Gemisch,
das bereits den Härter und Püllstoffe enthält, kann geraume Zeit bei Zimmertemperatur
aufbewahrt werden und schließlich als Einkomponentensystem angewendet, insbesondere
vergossen werden.
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Den Ansätzen können erfindungsgemäß erhebliche Anteile an fein verteilten
inerten FUllstoffen zugesetzt werden, die eine bestimmte Streckung'der Harzsubstanz
bieten bei gleichzeitiger Verbesserung bestimmter Eigenschaften, wie z. B. vermindertem
Schwund bei der Härtung und hohe Härte der Endprodukte.
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Als FUllstoffe kommen z. B. in Frage : Anorganische Mineralien, wie
Schiefermehl, Quarzmehl, Glimmer, Kaolin, Gips, Schwerspat, Talkum, Kreide oder
fein verteilte Kieselsäure (Aerogel).
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Die hitzehärtbaren Harz-Härter-Füllstoff-Mischungen eignen sich beispielsweise
zur Herstellung von Gießteilen und Einbettungen. Weiterhin laßt sich die ungefUllte
hErtbare Mischung vorteilhaft als Klebmittel verwenden. Infolge ihrer niedrigen
Viskosität
können die flüssigen Harz-Härter-Mischungen auch als lösungsmittelfreie Bindemittel
oder in Verbindung mit Glasfasern, Glimmerplättchen oder Geweben aus Glas-oder Textilfasern
zur Herstellung von Schichtkdrpern insbesondere elektrischen Schichtstoffisolationen
aus Glimmerpapier und organischem Folienmaterial verwendet werden. Ferner sind die
Harz-Härter-Mischungen ausgezeichnete Imprägniermittel mit denen sich elektrische
Spulen und Wicklungen blasen-und lunkerfrei in kurzer Zeit imprägnieren und zuverlässig
isolieren lassen.
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Aus der deutschen Auslegeschrift 1 038 752 ist bekannt, als Härtungsmittel
für Epoxyharze Anilin-Formaldehyd-Harz mit primären Aminogruppen zu verwenden. Aus
solchen Massen gepreßte Platten haben eine Kriechstromfestigkeit von A2 gegenüber
A3c bei Platten, welche aus GieBmassen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt
worden sind.
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Weitere Einzelheiten sind dem folgenden Beispiel zu entnehmen.
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Beispiel 1 300 g Cyanursäuretriglycidyläther (Epoxydäquivalent 105)
werden bei 110°C geschmolzen. Dann werden 138 g Anilin (5 % mehr als Theorie) zugegeben
und gut mit dem geschmolzenen Harz vermischt.
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Hierbei sinkt die Temperatur auf ca.-90°C ab. Dann werden 800 g Quarzmehl
zugefügt und mit dem Harz-Härter-Gemisch ebenfalls gut verrührt. Mit dieser Mischung
werden in einer Form Normstäbe gegossen und bei 120°C 4 Stunden gehärtet. Die ausgehärteten
Produkte haben eine Kriechstromfestigkeit der Stufe T 5 (DIN 53480) und eine Warmformbeständigkeit
nach 24-stündiger Temperung bei 180°C von 183°C.
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