DE1494480A1 - Epoxydharzueberzugsmassen in einzelner Form - Google Patents
Epoxydharzueberzugsmassen in einzelner FormInfo
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Description
Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Min., V.Jt.A.
Epoxyharzüberzugsmassen in einzelner Form
Die Erfindung bezieht sich auf die Auftragung vor zähen, nichtschmelzenden, glatten und gleichförmigen, nichtthermoplastischen, losungsmittelbeständigen Harzschutzüberzügen
auf Artikel und Werkstücke, zu denen solche unregelmässig gestaltete Artikel wie z.B. Kondensatoren, Spulen, Kotor-
und Stator-ApparatesUtze, Drahtspulenkörper, bedruckte Schaltungsanlagen
und Baugruppen, Schrauben und Bolzen gehören.
Weiterhin schafft und bezieht sich die Erfindung auf kleine, spröde, lagerfähige und doich rasch hitzehärtbare
1.2-iiipoxy- Partikel, die nützlich besonders für uuspensionsüberzugsverfahren
für die Erzeugung verbesserter, hier erörterter Ueberzüge sind, und auf die Herstellung geeigneter
grosser Messen aus solchen Partikeln.
Das ouspensionsüberzugverfahren zur Herstellung
von überzogenen Artikeln aus ihnen beruht auf dem Prinzip
der
o&am/f-Wtf1
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der kuftragung einer Harzschicht auf ein werkstück durch üinbringung
des uerkstückes im erhitzten Zustande in eine aus narzpartikeln bestehende Suspension, so dass die iarfikel oder
Teilchen auf den heissen werkstücken als schicht niedergeschlagen oder abgeschieden werden. Dieses rrinzip benutzt
man ζ.ύ. bei Techniken mit einem fluidisierten Bett und bei
Ueberzugsvorgtlngen mit einer Spritzpistole. Im /erlauf dieser
Ueberzugsverfahren müssen die j-artikel einer harzhaltigen
Massezusammensetzung, die mit den heissen vt'erkstücken
in Berührung kommt, schmelzflüssig werden oder schmelzen, an der Überfläche fest anhaften und miteinander zwecks Bildung
eines Lieberzuges koalescieren. Dieses Prinzip wurde bereits mit Erfolg im technischen Maßstäbe auf rasch hitzehärtbare
1,2-iiipoxy.uarzzusammensetzungeri, wie hier erörtert, zumindest
in soweit angewendet, wie es bisher ermittelt werden
konnte.
iiiriL'ichtlich einer möglichen Erklärung wird angenommen,
dass es bisher nicht als möglich herausgefunden wurde, ein Verfaiireri mit 1,2-Kpoxyharz-Partiteln vorzuschlagen,
bei denen eine korrekte Abstimmung der erforderlichen Eigenschaften und hinsichtlich genügender Menge vorliegt, um wirksam
bei Suspensionsüberzugsverfahren zu arbeiten. Während solche iv.assen von Partikeln schnell hitzehärtbar sein sollen,
müssen sie aucri in der Wärme zeitweilig erweichen, so dass sie an einem heissen Werkstück zufriedenstellend festkleben
und
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und richtig coalescieren, um einen glatten gleichmässigen Film
zu schaffen, bie müssen so beschaffen sein, dass sie die ]£rsielun^
eines gleichmässigen Ueberzuges ermör:liehen und doch
verhindern, uass während des Ablaufes des Schmelz- und AusiiUrtun^sVorganges
von den höheren Stellen oder scharfen Kanten des Werkstückes eine Abstreifung des Harzes verhindert wird,
so dass diese nur dünn überzogen oder sogar blank zurückbleiben
wurden. Für nützliche verwendung im.grosstechnischen Laßstabe
müssen sie bei iiauintemperatur lagerfähig sein und eine
zeitlang so^ar bei etwas höheren Temperaturen beständig .bleiben,
vie diese beim Transport von grossen Ladungen anzutreffen
sind. Alle diese Faktoren standen anscheinend einer erfolgreichen
Massenherstellung von !artikeln aus einem modifizierten,
bei iiauiu^emperatur xlaperfähigen 1,2-iipoxyh&rz"
entgegen; und dem Anschein nech erkannte die Technik dieses
Fpchgiebietes die erforderliche und notvvendige hohe und rascne
xieaktivität für die rartikel als hauptsächliches hindernis bei aer i^assenhersteilung solcher rartikel.
lis ist unwahrscheinlich, dass auf dem Fachgebiete
.,iischum en aus üjpoxyharz]'artikeln, aürtemittelpartikeln
und anderen in Teilchenform vorliegenden Bestandteilen für die Verwendung bei Arbeitsverfaren in Betracht gezogen wur- i
den, wie z.jj. bei Ueberzugsverfahren in einem fluidisierten ;
(in den Fliesszuatand gebrachten) Bett. So hat ein Gemisch !
von unterBchiedlichen Teilchen oder !artikeln den Machteil,
dass
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dass es seiner i<atur nach nicht , leicnföraij unter der iinviirkun^
eines Luftstromes in eincji iluic irierten Ijett ist
und so^ar noch ungleichmäßiger v; Ur ·.".·-. .0 würde man auf Uleichmässigkeit
und hohe .jialität der üeLjerzi'^c- verzichten müssen.
Andererseits musste man gewöhnlich erwarten, dass die intensive iieaktionsfEiligkeit verschiedener wesentlicher Bestandteile
untereinander Ursache für unkontrollierte sich untereinander abspielende Umsetzungen bei herkömmlichen Versuchen,
die Laterialien zwecks houiOgenisierungsvermischun^ zu erschrcele
zen und zu rühren, und nicht für die erfolgreiche herstellung einer homogenen i.asse sein würde, die sich zu irarti-
keln mit den erstrebten üigenschaften, einschliesslich der
Fähigkeit zum Aushärten, reduzieren lässt.
oo weit festgestellt, gau es bisher auf diesem Fachgebiet
keine ochütt- und ^rossen 1 assen aus kleinen modifizierten
1,2-Epoxyharzpartikeln, bei denen die notwendige Abstimmung der Kennzeichen und eigenschaften für bequeme
technische Handhabung una erfolgreiche (/erwendung bei Juspensionsüberzugsarbeitsverfahren,
wie bei den Ueberzugstechniken in einem fluidisierten Bett, vorlag.
iiach der Erfindung schafft man ein geeignetes
Verfahren mit solchen neuartigen und leicht zu verarbeitenden Epoxyharzpartikein, die den Anforderungen für eine erfolg
reiche Verwendung bei SuspensionsÜberzugstechniken Tollaaf
entsprechen. Ss wurde festgestellt, dass man groese Mengen
hoch
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hoch reaktionsfähiger homogener Gemische, einschliesslich
ues 1,2-üpoxyharzes und solcher aktiven Härtemittel oder Härter
wie z.J. chlorhaltiges Annyurid so herstellen kann, dass
sie praktisch homogen sind, und dann die gewünschte einzelteilige rorra, während die noch die verlangten Merkmale, einschliesslich
ausreichender zeitweiliger Erweichung bei Hitze und nitzehärtbarer Eigenschaften, beibehalten. Obgleich möglicherweise
etwas Umsetzung eintreten kann, ist das Pulvermaterial im Kontakt mit richtig erhitzten Werkstücken noch
dazu fähig, schmelzflüssig zu werden oder zu schmelzen, und die l·artikel vermögen tatsächlich zu coaliescieren und zusamme'nzufHessen
an einem derartigen '.Verkstück, um nach dem
Aus härtung s vor gang eine ;jut gebundene und gut vereinigte
aufgezogene Schicht zu erzeugen. Diese so entstandene Schicht fliesst von ihrem ilatz nicht ab, sondern verbleibt Auf dem
i'ierkstück an ihrer Stelle, sogar dann, wenn sie im Verlauf
des Aushärtungsarbeitsvorganges wesentlich höheren Temperaturen ausgesetzt wird.
Aus der Abbildung erkennt man schematisch das Ueberziehen
eines unregelmässig gestalteten und erhitzten Werkstückes mit einer gleichmässigen Schicht von coaliescieiten
harzpartikelchen aus einem fluidisierten Bett aus Harztdlchen.
Die Teilchen Io sind in einem Behälter 11, an dem sich ein poröser Boden befinde, mittels Gebläseluft 13 suspendiert
(im Schwebezustand gehalten), die mit einer gerade so
aus-
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ausreichenden G-eschwindigkeit einströmt, dass die Partikel
innerhalb des Behälters in Form eines gleichförmigen fluidisierten
Bettes suspendiert werden. Sin vorerhitztes Werkstück 14, das passend mittels einer Zange 15 herunter hängt, wird
im fluidisierteri Bett aus harzartigen !artikeln gehalten, κο
dass sich an der Werkstückoberfläche eine gewünschte Dicke von (calesciertün Partikeln, hier als Schicht 16 angegeben»
ansammelt, man zieht dann dieses ,,erkstück heraus und kann
es dann zwecks weiterer und praktisch vollkommene Aushärtung der iiarzschicht zu zäher und unschmelzbarer Beschaffenheit
in einen Ofen stellen.
Bei einem Vorversuch wurde eine kleine l.enge von einem 1,2-Epoxyharz - (La üanuel als ülpon 1001 erhältlich ) auf
1210C erhitzt und pulverförmiges Chlor enthaltendes Anhydrid
hineinverrüiirt. Anschliessend erfolgte ein rasches Abkühlen des Gemisches auf Kaumtemperatur. Anscheinend löste
sich das Anhydrid im narz auf, und das kalte Produkt erschien
homogen. In Pulverform übergeführt wurde es mit Erfolg bei
einem Ueberziehungsarbeitsverfahren in einem fluidisierten Bett benutzt. Indessen erfolgte für die Bemessung des Ansatzes
eine Beschränkung auf weniger als 0.473 Liter. Dieser Betrag liegt erheblich unter demjenigen, der für eine zufriedenstellende
technische Arbeitsweise erforderlich ist, dass in den Mittelabschnitten grösserer Ansataiaassen eine Verkohlung
eintritt» sogar dann, wenn nan ii.i mi t Trockeneis rasch abkühlt.
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kühlt. Auch bei Pulvern aus grösseren ...asseansätzen unter
Arbeiten nach diesem Verfaliren traten an werkstücken, die
mit einer Schicht von den ausgehärteten !artikeln überzogen
waren, schwarze oder Verkohlungsflecken in Erscheinung.
Bei einem Arbeitsgang, nach dem man hoch hitzereaktive
Epoxyharz-Partikeln in grossem technischen Maßstäbe,
'wie dies erfordert wird, erzeugen kann, werden das Epoxyharz, das cnlorendische Anhydrid (chlorendie Anhydride)
oder andere bmsetzungsfähige härter und gegebenenfalls Katalysatoren
durch homogene Vermischung in einem dampfbeheizten Innenmischer schwerer Beanspruchung, wie z.B. ein allgemein beim homogenen Mischen von Kautschuk benutzter Mogul-Mischer,
oder durch Mahlen zu einer halbfliessfahigen i.iasse auf erhitzen Stahlwalzen, z.L. auf einer Kautschkkmühle,
kombiniert. Während des Betriebes der Mogul-Vorrichtung oder -Mühle wird das Gremisch rasch abgekühlt und hierbei
die Harzmasae zum Erstarren gebracht oder in einen Festkörperzustand
übergeführt. Dann wird es entweder durch Aus-
schaben oder Beflockung entfernt. Es wurde festgestellt, dass
das Iv'aterial in diesem Zeitpunkt eine erschmolzene homogene
Masse zu sein scheint, jedoch die Reaktion genügend inhibiert wurde, io dass das entstandene Produkt noch rasch
härtbar ist, aber stabil bleibt, wenn es in Einzelteilform übergeführt und bei Baumtemperatur aufbewahrt wurde.
Die Harzklumpen werden durch Zerkleinerung kleiner
gemacht
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gemacht und gesiebt, um eine einaelteili.^e Masse mit Teilchengrössen
von etwa, 42o/" bis 44^ (4o - 325 mesh), vorzugsweise
etwa 125 χι/ bis QöAm für Partikel eier besonderen zusammensetzung
und Dichte von jjeispiel 1 zu erhalten. Für die Ermittlung
der kSiebmaschengrösse dienten standard Tyler uiebe.
Die so gewonnenen Partikel sind homogen und führen bei dem Arbeitsverfahren
in einem fluidisieren Bett zu hervorragenden Ergebnissen, uie umfassen interreaktive Homogene Gemische,
die beim Erhitzen aushärten und zähe unschmelzbare Massen oder Ueberzüge, je nach Verlangen, ergeben.
Beispiel 1
Der Ansatz nach diesem Beispiel ist typisch für solche, die gute Ergebnisse bei der Herstellung in Masse zeitigen,
wenn sie, wie angegeben, kombiniert und weiter be handelt wurden. Der Ansatz besteht aus 5oo Gew.-T des "üpon
lool" - Epoxyharzes ( etwa 1.03 ^eaktionsäquivalente), 368
Gev-.-T. von Chlorendio-Anyhydrid (etwa C.945 iteaktionsäquiva-
lente), iisi und 1 f>, d.h. 8.8 Gew.-T. von Dimethyldioctadecylammonium-Bentonit,
im Handel unter der Warenbezeichnung "Bentone 34" erhältlich. Dann wird schnell kaltes Wasser, solange
die Mühle noch läuft, in die aus Stahl bestehenden WalzTor-
richtungen eingeführt. Das abgekühlte homogene Gemisch ist ein Festkörper und wird von den Walzen in relativ dünnen Fo-*
lien oder Bogen abgestreift. Diese werden dann in einer flammer-
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mühle zu Einzelpartikel vermählen; und dann benutzt man den
Anteil, dessen Teilchengrösse etwa 125/fr bis 88L· (12o - 17o
mesh) beträgt, für den UeberziehungsVorgang im fluidisierten
i>ett. Jedweder iiückstand kann mieder mit den anschliessend vorzunehmenden
Ansätzen vereinigt werden.
Die so geformten !'artikel aus modifiziertem Epoxyharz
sind normalerweise fest und zerbröckeln bei iiaumtemperatur. Sie brauchen nicht gekühlt zu werden, um ihre latenten
uärtungseigenschaften zu befahren und können unbegrenzt bei
Raumtemperaturen gelagert werden, Sie widerstehen mindest
etwa 3't;<ochen Temperaturen bis zu 6o°C, onne schmelzflüssig
zu werden oder zusammen zu verschmelzen. So kann man sie zu den Verbrauchern ohne Kühlung und ohne Einhaltung spezieller
Vorsichtmsmassnahmen, um die meistens normalereeise anzutreffenden
Erhöhungen in der Temperatur während der Verladung zu vermeiden, transportieren. Ausserdem haften sie, wenn
sie bei Ueberfaiehungsverfahrenin Suspension benutzt werden, leicht an heissen werkstücken, wie z.B. an gesäuberten Kondensatoren.
Bei Berührung des erhitzten Werkstückes werden sie leicht schmelzflüssig und fliessen schwach coalescierend
und bilden, wie gewünscht, einen gleichmässigen Film, fliessen aber nicht vom Werkstück ab oder tropfen von ihm nicht
herunter. Innerhalb etwa 6 Min. nach Einbringung des Artikels mit einer Schicht aue diesen coaleecidrten Partikeln in einen
Ofen bei 1490G, geliert der aufgebrachte Film zu einer nicht-
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fliessfeinigen.Beschaffenheit, und innerhalb Io r.in. nach
stellen in einen Ofen bei 1490O härtet er praktisch vollkommen
zu einer zähen, nichtspröden, nichtflockenden und unschmelzbaren Schicht aus. Es traten keinerlei irobleme hinsichtlich
eines Abtropfens im Ofen auf.
Die Fliesseigenschaften von rartikeln aus hiizehärtbarem
Epoxyharz, die sich für den Gebrauch bei iSuspensionsüberziehungsverfahren
eignen, sind dahingehend as- entscheidend,
dass ein gewisser Fliessgrad für die Erzielung eines glatten und gleichförmigen üeberzuges wesentlich ist;
ein hoher Fliessgrad muss aber vermieden werden v/o die innewohnenden Vorteile des ouspensionsüberziehungsverfahrens,
wie z.B. ein Ueberziehen in einem fluidisieren Bett, verwirklicht
werden müssen. So sieht man z.B. als einen der ilauptvcrtciile beim Ueberziehen in einem fluidisierten Bett
darin, dass man eine gleichmässige Schicht über alle Teile, einschliesslich der scharfen Kanten von irregulär gestalteten
Artikeln, schafft, wohingegen Ueberzugstechniken im Tauchverfahren in dieser iiinsicht Mangel aufweisen, da überflächenkräfte
dazu neigen, die durch Eintauchen aufgetragenen Uebersüge von den scharfen Kanten wegzuslossen und sie
entweder nur sparsam bedeckt oder völlig blank zurückzulassen. Bei den thermoplastischen iiarzpartikeln kann man Probleme,
wi·:· Heraus- und Abflieasen und Oberflachenspannung,
dackTch leicht kontrollieren, dass nun Io den fluidisierten
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betten beim UeberziehungsVorgang die Temperaturen des zu
überziehenden Werkstückes entsprechend den thermoplastischen Eigenschaften der verwendeten Partikel variiert. Dort, wo
eine Hitzehärtung erforderlich ist, v.ie bei den hitzehärtbaren
jüpoxyharzpartikeln nach der Erfindung, ist solch ein
einfacher Ausweg nicht brauchbar, um zähe unschmelzbare Ueberzüge
des gewünschten Typs auszubilden, da man die Ueberzüge
notwendigerweise bis zu einer Temperatur über die anfänglichen Fliess- oder thermoplastischen Eigenschaften der Partikel
selbst erhitzen muss, um den gewünschten glatten Ueberz-ug
und die erwünschten Zähigkeits- und Unschmelzbarkeitseigenschaften
zu erzielen. Daher müssen Epoxyharzpartikel ihnen innewohnende (inhärente) Fliess- und Coalescierungseigenschaften
ausser dem von ihnen verlangten Kennzeichen einer raschen Aushärtung durch Wärmeeinwirkung aufweisen.
Für die Ermittlung der annähernden Grenzen für
das richtige Fliessen wurde folgendes Früfungsverfahren vorgeschlagen
: Eine 3.0 g-Frobe von Epoxyharzpulver wurden zu einer kleinen Scheibe oder Oblate mit einer Dicke von etwa
3.18 mm und einem Durchmesser von etv/a 31.75 mm verpresst.
Dann legt man diese Oblate auf eine glatte, mit Polytetrafluoräthylen
überzogene und ebene Platte, deren Temperatur 149.O0C beträgt und die zur Horizontalen in einem Winkel
von 6o° geneigt ist. Der Boden der Oblate wird bei Berührung
mit der Platte fast sofort schmelzflüssig; daher klebt sich
die
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sich die Oblate an die überzogene blatte fest, üas jrnze wird
ineinem den solange erhitzt bit' das ^arz, das zmrJchnt schmilzt
und an der i latte entlang fliesst, ε η tier: lunkt in
Umsetzung gebracht vird, an dem das j; Hessen aufhört, ,er übst and vom oberen ,jiide der Oblate bis zum unteren iinde des
Teiles, der ausfloss, v.ird dann bestimmt; dies ist der "auslauf
"-/aktor. ζ,ε wurde festgestellt, o:c'ü ^r;>oxy.aarzprodukte,
die unter diesen .bedingungen einen ^usfliess- oder xuislauf-Fektor
von mindestens etwa 36,Io et; bis zu etwa 125 nrn,
vorzugsweise mindestens etv.a 47.6 mm und bis au etv.a 63.5o
mn aufweisen, auf erhitzte η i.· erk stücken unter Benutzung aes
iliessbettverfchrens τrektisch ,(jleichr.'r.siji/;e, ununterbrochene
modifizierte iJ oxyharzüberzü^e ei- eben. Epoxyharz -^artikel
mit eine.fi :;erinneren Auslaufv.ert fahren zu unterbrochenen
oder nicht /leichförmiren Ueberzcren, Yr.'.hrana solche
mit gross er en i'lies ε eigenschaften aazu neigen, sich durch
ÄEhazf-KE 3tsiiisEL Oberflächenspannung oder dgl. leicut von
erhöhten stellen oder scxiarfen Kanten eines '..erkstiickec in
Verlauf des erforderlichen nartun^svorfjanees wegziehen lassen.
'Das Irodukt aus Beispiel 1 zeigte ein AusfHessen
von etv<a 5o.ob miß bis 57.15 mm.
Beispiel 2
Jüine andere ;-.asse aus !artikeln eines modifizierten
Epoxjliurzes, die für dos Ueberzu^everfahren in einem flui-
disierten BAD
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disierten Epoxyharzes, die für das Uebörsugsverfahren in einem
fluidisieren Bett die erforderlichen ^i.^enscLoften aufweisen,
vurde aus folgenden Bestandteilen, bezogen auf Qerieht,
zusammengesetzt : 2 ooo t. 1,2-i.ipoxyharz, (in x,ei:del als
"jfpon Iooo4 " erhältlich und mit etv.a 4.73 ^eaktionsUrui~
valenten), 16o T. Isopiitiialyldiiivurcr.iü, ( etwa 4.95 depletions
equivalente), 2o ϊ. eines ^ortriiluoriä-Aetüylamin-Küaiplexee,
(ici nand el als "3ϊ3-4οο" erhältlich, ein ,i'lrtebesclile
untrer für Gemische aus Epoxyharz und einem Jihydrazid-üesciileuniger),
96 ΐ. jiisenoxydpisment, 45 i1. feinteili.^er
v/liiTj-ierfüller und 15 T. DimethyldioctadeyloHi-.-oniuia-
^entonit. Das Epoxyharz wurde auf eine liautschukmischvorrichtanr
mit zwei en-aneinander liegend en ',/alzen eingebracht,
von denen die eine auf etwa 65.560C - 82.220C erhitzt und
die andere mit kalten ..'asser gekühlt wurde. Auf diesem :alzv.erk
Kird das iiarz etv/a 5 ivin. vermählen. Dann v/urden die
übrigen Bestandteile aufgegeben und mit dem narz auf der
Mischwalze etwa 15 i-in. lan^; homogen vermischt. Hierbei benutzte
man für die Entfernung des Materials von der heissen
unu für die »>iederbeschickung zur iialtewalze (nip) von diesen
Walzen einen Schaber oder Kratzer. (Das Material neigt
zur Verankerung an der heissen Walze. Hine bessere homogene Vermischung erzielt man, wenn man es von dieser abkratzt
und wieder zum Walzenspalt führt). Dann v?urde die Masse entfernt,
schnell in kleine- Biö^kchen zerteilt und abkühlen ge-
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lassen. Diese Blöckcnen waren sehr bröcklich und wurden sorgfältig
zerkleinert, um !artikel mit einer Teilchengrocse im
Bereich von etwa 125*».- bis Ö8|V (12o - ITo mesh) zu gewissen.
Dann wurde das Feine abgesiebt.
Diese Partikelmasse war stabil bei xiaum temperatur
und konnte etwa 5 Wochen, ohne zu coalescieren, einer Teiir.eratur
von 6o.oo°G widerstehen. Das irodukt v.ies ein Ausfliessen
von etv»-a 47.62 im, nach der obigen Ausfliessprüfung
(flowout test) auf. Als ochicht nach dem Fliessbett-Üeberzugsverfahren
aufgetragen gelierten diese !artikel innerhalb 5 Minuten nach dem Einbringen in den Ofen bei 1490C zu
nichtfliessfähiger Beschaffenneit und härteten innerhalb etwa Io !,.in. nacii Einsetzung in einen Ofen zu einer praktisch
völlig gehärteten, z:ihen, nichtspröden und unschmelzbaren
ochicht aus.
wenn es auch weniger bevorzugt wird, erläutert
dieses Beispiel eine weitere Abänderung der Zusammensetzung
und strukturellen Kennzeichen bei iartikeln, die sich für
die Benutzung für Ueberzugsverfahren in ouspension eignen.
Die hier in Frage kommenden Partikel wurden wie folgt zubereitet: Lan schmilzt 154 T. vom " Epon Ioo4 " bei 149° C
und 74 T. Phthalsäureanhydrid bei der gleichen Temperatur in getrennten Behrdtern. schmilzt men beide liaterialien. zu
durch-BADOFUQtNAL
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aurcliöichtigen Flüssigkeiten aus, dann muse iaun sie unter
kräftigem Durchrühren zusammen vermischei:-. Unmittelbar danach
giesst man die i.;asse in einen flachen üapf oder Trog; hierin
erstarrt sie zu einer spröden i'estkörpermasse. Gekühlt erscheint sie weiss oder opak, *.ian vermählt die ^asse in einer
JLugeliuuhle solange, bis ein bebersiegen von iartikeln im
bereich von etwa 42O^ bis 74 üs erreicht ist; hierfür sind
etwa 36 iahlstunden ausreichend. Dann gibt man zu dem in der
Euj/elidiiile befindlichen Material eine \ enge von flüssigem
2,4,0 -i'ri-i Dime thylaminüi:ietj.iyl}-phenol in einem Betrage von
etwa 0,333 ^ew.-.-·, bezogen auf das Gewicht vom Epoxy und
.iHiiyürid. Denn v.ird die iühlenbehandlunr, noch weitere 3o Dinuten
annj'.hernd fortgesetzt. Die Teilchen v.ierden abgesiebt,
um üiejeniren im Bereich von etv-a Yiöm/ bis öS >u^l2o-17o
Liesh) für die Verwendung im Fliessbett zu gewinnen.
Die erhaltenen l·artikel enthalten ein gleichmiissi-.
lies homogenes Gemisch aus dem üipoxyharz und einem Härter für
dieses mit einen: Überflächenüberzug eines härtebeschleunigers, d.h. das tert.-Amin, das in aer ^eiiandlungsstufe in .
der Kugelmühle zubegeben wurde.
Bei dem beschriebenen iliessbett-Ueberzugsverfaiiren
benutzt hafteten diese !artikel fest an einem bei 121.110G
vorerhitzten Werkstück aus ütahl.traktisch ereignete sich
kein Zrerfliessen oder Abtröpfeln. Die !artikeln gelieferten
auf dem Stahlwerkstück in etwa 7 Min. nach Einbringung in
einen
OO98 2871349
BAD ORKBiiNAL
einen Oien 'bei 1490C. Vor dem Gelieren flössen sie nach Berührung
mit diesem »erkstück aus, ihr Ausfliessen betrug
aber nach dem durchgeführten Ausfliese-±est nur etwa Ol.15 mm.
!»er nach dem Fliessbettverfahren aufgetragene Film üärtete
in etwa Io Liin. bei 1490C zu zäher, nichtspröder und unschmelzbarer
Beschaffenheit aus. Wurden diese !artikel unter
sorgfältig kontrollierten Bedingungen angewendet und gehärtet, dann waren die lieberzüge frei von schwarzen Flecken
und Verbrennungsbereichen. Diese Partikel sind bis etwa
6o.oo°G stabil und können ohne oesondere bchutzmassnahmen
gegen Temperaturen, die man normalerweise bei Verladungen
antrifft, transportiert werden.
Isophthalyldiüydrazid ist ein ganz besonders erwünschtes,
bei Litze aktionsfähiges, epoxyreaktives närtungsmittel
für die Bildung der autogen hitzeh;Jrtbaren ir artikel
nach üer Erfindung. Ls kann bequem mitverarbeitet werden
und wirkt grossartig - wie das chlorendic-Anhyärid - darin,
die erforderlichen Kennzeichen eines schnellen Härtens bei
Liässien Ίθετ era türen den Epoxyharzpartikeln zu verleihen.
Andere latente nlirter oder iiärtungsmittel, wiez.B. ihthalsäureanhydrid
kann man, wie erläutert, verwenden, auch dann, wenn ihre Heaktivität mit dem Epoxyharz geringer ist, und
man daher trotzdem erwarten könnte, dass sie in einem wie beschriebenen System, nicht in geeigneter «"eise funktionieren
könnten.
Für BADOR(QiNAL
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Für ein rasches härten ist es zuweilen erwünscht, xxärtebeschleuniger oder Katalysatoren, wie z.B. ein ϊert,-Amin,
v.ie schon erwärmt, zu benutzen. Vom Standpunkt leichter ;/eraeidusig
γόη schwarzen Flecken der verkohlten Nadelstichen
im fertigen üeberzug vermischt man vorzugsweise diese beschleuniger
mit dem Epoxyharz und seinem Härter homogen, so dass jedes Γartikelchen ein praktisch homogenes gleichförmiges
Gemisch aus den Bestandteilen, wie dies im Beispiel 2 erläutert worden ist, enthält.
Vorteilhaft benutzt man Füllstoffe, wie z.B. Glimmer,
Asbestfeinmaterial und Alkylammonium-Bentonite, für die Eindämmung übermässigen Fliessens, die sie den Artikeln
zuerteilen. Es ist möglich, dass Füllstoffe, wie z.B. Alkylammoniura-Bentonite,
ebenfalls in bestimmtem Ausmasse als Mrtebeschleuniger
in den homogenen Gemischen günstig wirken. In manchen Fällen kann man Pigmente in solchen !«engen anwenden,
dass sie als Füllmittel funktionieren. Den Füllstoffgehalt kann man von etwa 0.5 Gew.--$>
der Zusammensetzung, wo man z.U. einen Alkylanimonium-Bentonit oder ein Äquivalent
benutzt und in die föasse aurch mechanische Hühlenbehandlung
einarbeitet, bis zu etwa 3o Gew.-$ von der Iv.asse oder noch
höher, z.ß. bis zu 6o Gew. $ in dieser verwenden. Gewöhnlich
benutzt man einen höheren Füllmittelanteil bei Einführung eines j aterials, wie z.ß. Glimmer; wie aber im Beispiel 3
erläuteri wurde, ist die Benutzung von Füllstoffen nicht immer nötig, besonders woz^mmmle im Beispiel 3, ausser-
ordentlich 0 0 98 2 8/13 49 BAD
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ordentlich schnelle härtungsanlagen dienen.
Für erwünschte Üiele, wie z.B. zwecks Herbeiführung
besonderer physikalischer Eigenschaften, oder εus wirtschaftlichen
Gründen kann man auch andere Zusätze, viie z.B. Vieich—
mocher, Pigmente oder farbgebende mittel, einbringen.
Epoxyharze sind an sich gut bekannt und sollen aus den umsetzungsprodukten von Bisphenol A und Epichlorhydrin
bestehen, wobei die Reaktion unter alkalischen Bedingungen herbeigeführt wird. j£in solches Harz ist das "Epon lool",
in dem ein Molverhaltnis Jspichlorhydrin zu Bisphenol A von
etwa 1,8 vorliegt. Iiach der Durrans ^uecksilbermethode hat
es einen Schmelzpunkt von etwa To0G. Des "Spon Ioo4", weist
ein kolverhältnis von Bpichlorhydrin zu Bisphenol A von etwa
1.22 und einen Schmelzpunkt von etv.a 1οο°ΰ auf. Diese
Epoxyharze, die man zuweilen als narz-tolyäther ansieht,
haben mehr als eine 1,2-fipoxygruppe
pro Durchschnittsmolgewicht vom iiarz. Analoge Ergebnisse-aus
der Erfindung kann man mit anderen normaler*eise festen jiipoxyharzen
erzielen, die durch Umsetzung von ilpichlorhydrin
oder einer äquivalenten 1,2-Epoxy-Verbindung mit mehrwertigen
ihenolen oder anderen polyhycLrischen Verbindungen, wie
z.b. mit mehrwertigen Alkoholen, gewonnen wurden. In allen
diesen BAD ORIGINAL
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oiesen fallen v.eist das Epoxyharz im Durehschnitt mehr als
eine 1,2-üpoxy-vernetzung je Molekül auf.
Die hier beschriebenen irbeitsTerfahren und !artikel
erwiesen sich als besonders' wertvoll im Zusammenhang
mit der Auftragun^' von schätzenden und isolierfähigen lieberzögen
auf kleine und unre^elinüssig gestaltete Uektroartikel,
wie z.b. keramische ächeibenkqndensatoren. Läufig sind diese
Kondensatoren so hergestellt, dass sie unfähig sind, Temperaturen über etwa 176.6T0C widerstehen. Dies hat seine
ursache in dem bei Schaltngsνerbindungen benutzten /erlötungsverfahren.
Doch ist es erwünscht, sie mit einer gleichförmigen
Umhüllung aus uns chme later em .epoxyharz einzukapseln. Für diesen Verwendungszweck sind die !artikel nach der Erfindung
ganz hervorragend geeignet. So v.erden z.B. solche
Kondensatoren, die einen Durchmesser von etv.a 12.7o mm haben,
auf 1490C vorerhitzt, mit dem Ürpoxyharzgrundansatz nach
Beispiel 1 nacn dem Fliessbettüberzugsverfaiiren überzogen und Io■ Mn. in einem Ofen bei 1490C ausgehärtet, um einen
völlig gehärte-ten und hoehwiderstandsfühigen und unlöslichen
harzüberzug zu erzielen. Für solche Einzelgegenstände geringer Grosse können zusätzliche. Ueberzüge erwünscht sein;
und die angegebenen Kondensatoren werden weitgehend durdh Anbringung eines zweiten Ueberzuges verbessert, wodurch die
co den Kondensatoren zuerteilte Durchschlagsfestigkeit auf
Grund solcher Behandlung einen Wert von mindestens etwa
r_ 4 5oo V.
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4 5oo V. Gleichstrom beträgt.
So ist ein Vorschlag für ein neuartiges Herstellungsverfahren für hitzebeetändige und gegen lösungsmittel
widerstandsfähige, ununterbrochene Ueberzüge gleichmässiger Dicke gemacht worden, bei dem man neuartige, rasch hitzehsc?·
tende Epoxyharzsaesen in gesonderter oder einzeiteiliger
Form benutzt, die die Fähigkeit haben, schmelzflüssig zu werden und an erhitzten Überflächen zu coalescieren, ohne τοη
Ecken und höheren tunkten solcher Oberflächen beim Ablauf des anschliessenden Härtungsvorganges abzufliessen. Auch sind
Verfahren zur Herstellung neuartiger Harzprodukte in wirtschaftlichen
Massemengen geschaffen worden.
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Herstellung eines rasch härtbaren, zeitweilig schmelzbaren, normalerweise festen harzartigen Pulvers, das geeignet ist zum Aufbringen auf erhitzte und unregelmässig gestaltete Werkstücke durch Suspensionsüberzugstechniken, das zu einem Uebergehen in einen gehärteten und unschmelzbaren Zustand bei etwa 3o minütigem erhitzen in einem Ofen bei etwa 1490C fällig ist, bei etwa 1490C etwa 3ö*lo mm bis 127 mm auszufliessen, gekennzeichnet durch folgende Stufen : Vefmengen von Komponenten, die aus einem 1,2-Epoxyharz und einem latenten epoxyreaktiven 'Härtemittel in interreaktiven Verhältnissben bei einer gerade dazu ausreichenden Temperatur, dass eine semi-fliessfähije Masse,BAD ORIGINAL 009828/1349-21- U94480und für eine gerade dazu hinre.ichende Zeit, dass ein homogenes Gemisch entsteht; rascheö Abkühlen des Gemisches in eine l stabile Festkörperfona bei Raumtemperatur; und anschliessende Üeberführung des festen Produkte» in Sinzelteilform mit einer Teilchengrösse innerhalb des Bereiche* τοη etwa 42o A, U$ 44 J^ . ' " '. " " I2. Söhneil hitzehärtendes,zeitweilig schmelzbares und normalerweise festes harzhaltiges Pulver» das geeignet ist für Auftragung auf erhitzte und unregelmässig gestaltete ; ferkstücke, daa zum Uebergang in einen gehärtete» und unschmelzbaren Zustand bei etwa 3o minütiger Krhiüing in einem Öfen bei etwa 149° fähig ist, das ein AusfHessen τοη etwa 58.1o mm bis 127 mm aufweist und dessen Fartikelgrösse im Bereich τοη etwa 42o Us bis 44 &>> liegt, dadurch gekenn» zeichnet, dass man das tulver dadurch herstellt, dass man miteinander homogen Komponenten einer semi-flussigen Masse Termischt, die aus interreaktiTen Verhältnisaeagen τοη einem l,2f-Epoxyharz und einem latenten epoxyreaktiTen Härtemittel bestehen, dass man das Gemisch rasch zur stabilen festkörperform bei Kaumtemperatür abkühlt, und dass man die Kasseniiarzzusaffliaensetzung in einzelteilige I«Orm überführt.3. Verfahren zum Ausbilden auf einem Werkstück einen kleieh&ässigen Ueberzug aus einer gehärteten üarsmasse, dadurch ^ekeiiBzeleitet, dass man das Werkstücken eine Suspension τοη dem iulver nach Anspruch 2, während das .«erkstüek eine für die Schmelzung des lulTers hinreichende Temperaturhat,■ O O 9 8 2 8 / 1311 BAD ORJOlNAL*■:-·;■■■■hat, und für eine so ausreichend lange Zeit einhängt, dass, auf der Oberfläche des Werkstückes ein wesentlicher Ueberzug von eoaleseierten Harzpartikeln entsteht, und dass man dann das Werkstück bei der iushärtungstemperatur der Harzmasse solange weiter erhitzt, bis dieser Ueberzug im viesentlichen vollkommen ausgehartet ist.4. Unrege !massig gestaltetes lerkstiick, dadurch gekennzeichnet, dass auf ihm eine gleiches si £e Ueberzu^sschicht aus einer gehärteten Harzmasse aufgebracht ist» die nach Anspruch 3 hergestellt wurde.. 5. «euer Pabrikationsartikel, dadurch gekennzeieh-^ net, dass er aus Grossmengen von kleinen, diskreten, normaler- ■ weise festen und spröden, lagerungsfähigen und doch rasch üitzehärtbaren Partikeln aus modifiziertem epoxyharz besteht, deinen Teilchengrösse im Bereich von etwa 42o fo bis 44 u?liegt, dass die Partikel stabil bei Raumtemperatur und.bei etwa 3 Wochen aufrechterhaltenen Temperaturen big ettfa 6o.qö®C nichtschmelzbar, jedoch auf Zeit schmelzbar sind, um eiae platte, weiche Masse bei Temperaturen der Grössenordnung von 1490O mit einem anfänglichen AusfHessen zwischen etwa 38.1o mm und 127.0 mm zu bilden, und dass sie weiteriiin dazu fähig sind, innerhalb yon mindestens etwa Io Kin. nach Erhitzung in einem Ofen bei 149°ß zu nichtfliessfähiger Beschaffenheit zu gelieren und sich einer praktisch gehärteten, zähen und unschmelzbaren Beschaffenheit innerhalb von et^a 3o Van,009823/13^8f a.nach Erhitzung in einem Ofen bei 1490C nähern, dass jtdte einzelne Teilchen aus einem interreaktiven homogenen Gemisch aus •inem 1,2-Kpoiyharzf das einen Schmelzpunkt über 60.000G aufweist, und aus einem latenten epoxyreaktivtn Härtemittel besteht. ~ ^6. Verfahren zum Herstellen eines gleichmässigen Ueberzuges aus einer gehärteten Harzmasse auf Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkstück in eine Suspension von !-artikeln nach Anspruch 5 einhängt, während es sich bei einer so hinreichenden Temperatur, dass das lulverzum Schmelzen gebracht wird und solange befindet, dass sich auf der Oberfläche des Werkstückes ein wesentlicher Ueberzug aus coalescitrten liarzpartikel entwickelt, und dass man weiterhin das iflierkstüek bei den Aushärtungstemperaturen der Harzmassenzusammensetzung solange erhitzt, bis dieser Ueberzug praktisch völlig gehärtet ist.7. Neuartiger Fabrikartikel von Grossmengen von !artikeln nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese !artikel jeweils ein Füllmittel mitenthalten.8. "Neuartiger Fabrikartikel von Grossmengen aus Jrartikeln nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder dieser !artikel mindestens etwa 0.5 Gew.-^ eines Alkylammonium-Bentonits als Füllmittel enthalt.9. Neuartiger Fabrikartikel von grossen Mengen von Partikeln nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jederdieser·BAD ORIGINAL009828/1349dieser i-artikel aus einem im wesentlichen homogenen Gemisch von einen 1,.2-Epoxyharz und einem latenten epoxyreaktiven iiärtemittel enthält, und dass der äussere Teil der Partikel einen katalysierenden Beschleuniger zv.ecks Ürhöhun^ der Heaktions^eschwindigkeit zwischen dem härter und dem epoxyharz enthält.BAD ORIGINAL 009828/1349
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- 1959-01-30 CH CH6896059A patent/CH413383A/de unknown
Also Published As
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