DE2164302A1 - Epoxyharzmassen und deren Verwendung beim Löten von Automobilteilen - Google Patents
Epoxyharzmassen und deren Verwendung beim Löten von AutomobilteilenInfo
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Description
DR.E.WIEGAND DIPL-ING. W. NIEAUNN 2164302
DR. M. KOHLER DIPL-ING. C GERNHARDT
23. Dezember 1971
W. 4Q 939/)1
Nissan Motor Co.', JütcL
Yokohama*-&hi, Kanagawaä (Japan)
Yokohama*-&hi, Kanagawaä (Japan)
und
Sfannfrar Chemical Industry Co··,
Osaka (Japan)
Epoxyharzmassen und deren. Verwendung beimi
Iiöten von Automobilteilen
Die Erfindung bezieht sich auf eine hitzehärtbare Einteil-Epoxyharzmasse
und insbesondere auf eine Epoxyharzmasse, die in Epoxyharz und eine normalerweise feste Imidazolverbindung
mit einer langkettigen 'Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen,
gewünschtenf alls in Kombination mit einem Härtungsmittel oder Katalysator und/oder einem antikorrosiven
Pigment umfaßt«,
Organische Polyamine, organische mehrwertige Säuren und deren Anhydride gehören zu den bekannten Härtungsmitteln für
Epoxyharze und werden in großen Mengen in einer Mannigfaltigkeit
von Anwendungsgebieten, einschließlich solchen, die sich auf Anstrichmaterialien, Klebstoffe und Gießmafceria*-
lien beziehen, verwendet» Diese Härtungsmittel besitzen
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jedoch die Fälligkeit zur Umsetzung mit und zum Härten
von Epoxyharzen bei Raumtemperatur, und es können Massen, die Epoxyharze und diese Härtungsmittel enthalten, nicht
frei von betrieblichen Beschränkungen hinsichtlich der Gebrauchsdauer sein· Überdies besitzen derartige Hassen
den Uaehteili, daß sie verschiedene Schwierigkeiten bei
den zum Abwägen und Mischern der Epoijharze und der Härtungsmittel
erforderlichen Arbeitsgänge^ hervorrufen,
oder mit solchen verbunden sind, die den Eigenschaften der verwendeten Härtu rgsmittel zuschreibbar sind.
Die sog* Einteil-Massen, die eine Mischung von einem Epoxyharz und einem Härtungsmittel umfassen und vorgesehen
sind, um eine Ilagerstabilität bei Raumtemperatur während längerer Zeitdauer: aufzuweisen, können erhalten werden,
indem man ein HäjBtungsmittel oder einen Katalysator, ζ.B0
die Polyamine oder organischen Säuren, die ein Epoxiharz
bei Raumtemperatur härten, nach dem Mikroverkapjsßlungsverfahren
oder dem chemischen Molekulaicsieb-Beladungsver—
fahren einschließt, um dadurch dieses so zu stabilisieren, daß es nicht mit dem Epoxyharz bei Raumtemperatur reagiert»
Dieses Verfahren trifft jedoch auf eine Anzahl von technischen und wirtschaftliehen Schwierigkeiten und ist kaum
durchführbar«. Einteil-Epoxyharzmassen können auch erhalten
werden, indem man aktive Hochtemperaturhärtungsmittel
oder Hochtemperaturkatalysatoren, z.B. Dicyandiamid, Ν,ϊΤ-Diallylmelamin,
4-,4"Diaminodiphenylsulfon oder Bortrifluorid/ftmin-Anlagerungsprodukt
verwendet, die bei Raumtemperatur niemals oder kaum mit Epoxyharzen reagieren und
mit denselben bei hohen Temperaturen die Reaktion eingehen« Jedoch erfordern solche Verbindungen mit einer guten
Lagerstabilität hohe Temperaturen und verlängerte Zeitdauern
zum Härten, und solche Verbindungen, die bei niedrigeren Temperaturen während kürzerer Zeitdauern gehär-
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tet werden können, "besitzen eine schlechte Lafeersfcabilität
bei Eaumtemperatur· Überdies besitzen die letzteren ferner die Nachteile, daß sie gegenüber einer feuchten
Atmosphäre empfindlich sind, eine korrosive Wirkung auf Metalle ausüben oder stark toxisch sind· Daher haben
diese Einteil-Epoxyharzmassen auf verschiedenen technischen Gebieten in ähnlicher Weise keine brauchbaren Anwendungen
gefunden.
Aifgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer hitzehärtbaren Einteil-Epoxyharzmasse (one-part epoxy resin
composition), die bei Raumtemperatur während einer langen Zeitdauer stabil ist und bei Erhitzen auf eine verhältnismäßig
niedere Temperatur rasch härtet und ein gehärtetes Produkt mit überlegenen mechanischen, elektrischen
und chemischen Eigenschaften und von wirtschaftlicher vielseitiger Verwendbarkeit ergeben kann» Ein weiterer
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer klebrigen und plastischea Epoxyharzmasse, die insbesondere zum Gebrauch
bei Anwendung auf ein solches^ Material, wie KraftfahrBeugteile
oder Teile der AutomobildLndustrie und insbesondere für Verbindungen und Lötzwecke geeignet ist» Ein weiterer
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Epoxjharzmasse
mit guten antikojrrosiven Eigenschaften auf Eisen und Eisenlegierungen
(Stahlblech z.Bo) bei Verbindungs- und Lötzwecken, die die gewünschte Bindungsfestigkeit und Qberflächenbeschaffenheit
über eine lange Zeitdauer unter Bedingungen von hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit
beibehält·· Noch ein weiterer Zweck der Erfindung ist die
Schaffung einer Epoxyharzmasse, die sich sehr wirksam
bei der Verbesserung von Unregelmäßigkeiten der Außen-
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oberflachen, Z0Β· Alifrauhung oder Mattierung, erweist
wobei dies ein besonderes Problem beim Verlöten von Aiitomobilkörpern darbietet·. Ein weiterer Zweck der Erfindung
ist die Schaffung eines Verfahrens zum töten mit Hilfe eines geformten Gegenstandes aus einer klebrigen
und plastischen Epoxyharzmasse·
Gemäß der Erfindung wird eine hitzehärtbare Epoxyharzmasse
geschaffen, die ein Epoxyharz und eine normalerweise feste Imidazolverbindung mit einer langkettigen
Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen der nachstehenden
allgemeinen Formel
.^c-H1
umfaßt, worin E^, R2 "0^ ^3 &* Wasserstoff atom oder eine
Kohlenwasserstoffgruppe darstellen und wenigstens einer der Reste Rx., R2 und R, eine langkettige Alkylgruppe
mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen bedeutete
Die gemäß der Erfindung verwendete Imidazolverbindung ist bei Raumtemperatur fest und ist im wesentlichen mit
einem Epoxyharz bei Raumtemperatur unverträglich· Daher findet, selbst, wenm sie mit einem Epoxyharz vermischt
WfH, Bwis'chen ihnen über eine lange Zeitdauer hinweg
keine Reaktion statt» Bei Erhitzen von einer so3daen
Epoxyharzmasse auf eine Temperatur von wenigstens 8O0C,
vorzugsweise wenigstens 1CX)0C, löst sich die Imidazolver-
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bindung rasch in dem Epoxyharz auf und weist eine Härtungswirkung auf, die derjenigen von Imidazolverbindungen äquivalent
ist, die bei der Herstellung von Zwei-Anteilen-Epoxyharzmassen
verwendet werden, die mit Epoxyharzen bei Raumtemperaturen vestträglich sind.
Die gemäß der Erfindung verwendeten, bevorzugten HTMdazolverbindungen sind solche der vorstehend angegebenen
Formel, worin E7, eine langkettige Alkylgruppe mit
wenigstens 15 Kohlenstoffatomen bedeutet. Beispieüe für
diese Verbi düngen umfassen 2-n-Eentadecylimidazol, 2-n-Heptadecylimidazol,
2-n-HonadecylimidazolL, 2-n-Heneicosylimidazol,
2-n-Heptadec;jsL-4--methylimidazol oder Mischungen
hiervon· .
Die in 2-Stellung mit langkettigem ükyli. substituierten
Produkte oder die in 4-Stellung mit langkettigem Alkylsubstituierten
Produkte hiervon können mühelos in wirtschaftlicher Weise durch Dehydrokondensation und Dehydrierung
von z.B. Ithylendiamin oder alkylisubstituierten Ä*thylendiaminen
mit höheren gesättigten Fettsäuren hergestellt werden.
Die hitzehärtbare Einteil-Epoxyharzmasse gemäß der
Erfindung wird durch gleichförmiges Dispergieren der normalerweise festen Imidazolverbindung in feinteiliger
Form in einem flüssigen oder festen pulverförmigen Epoxyharz
in einer an sich bekannten V/eise hergestellt.. Die sich ergebende Masse kann stabilL während einer langen
Zeitdauer bei Raumtemperatur und unter Aussetzung an die Atmosphäre gelagert und bei einer erhöhten Temperatur
innerhalb eines breiten Bereiches und mit großer Rasehheit gehärtet werden. Sie kann auch bei einem niedrigeren CPemperaturbereich
gehärtet werden, was bisher unmöglich war».
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In den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 754/66,
755/66 und 11500/67 ist bereits beschrieben, daß Imidazolverbindungen
der vorstehend angegebenen Formel mit einer Kohlenwasserstoffgruppe mder einer substituierten Kohlenwasserstoff
gruppe mit weniger als 15 Kohlenstoffatomen als Härtungsmittel· für Epoxyharze verwendet werden können,
und vorzugsweise besitzt eine derartige Kohlenwasserstoffgruppe 10 oder weniger Kohlenstoffatome,Diese Imidazolvesbindungen
sind jedoch mit Epoxyharzen bei Kaumtemperatur
oder schwach erhöhter !temperatur, und vorzugsweise in flüssigem Zustand verträglich· Die unter Verwendung
dieser Imidazolverbindungen erhaltenen Epoxyharzmassen
gehörem zu den sog« Zweiteil-Harzmassen, obgleich sie
eine längere Gebrauchs— oder Anwendungsdauer als Epoxy— harzmassen aufweisen, die aliphatisch^ Amine als HäBtungsmittel
enthalten.
Normalerweise feste Imidazolverbindungen, die eine niedere Alkylgruppe oder eine aromatische Kohlenwasserstoff—
gruppe enthalten,, z.B. ImidazoH. (P 9Q0C), 2-Methyl-imidazol
(P 137°C), 2-Phenylimidazol (P 148°C) oder 2,4-Dimethylimidazol
(P 920C), besitzen einen wesentlich höheren Schmelzpunkt als z.Be 2-n-Heptadecylimidazol (P 880C),
sie weisen jedoch eine hohe Löslichkeit in Epoxyharzen bei Bäumtemperatur auf und einen hohen Grad oder ein hohes;
Ausmaß an Auflösung sowie ein bemerkenswertes hohes Reaktionsausmaß, Daher besitzen diese Imidazolverbindungen
kurze Gebrauchs- oder Anwendungsdauern und können nicht in Einteil-Epo'xyharzmassen einverleibt werdeno
Die Gemäß der Erfindung verwendeten Imidazolverbindungen, die eine langkettige Alkylgruppen mit wenigstens
15 Kohlenstoffatomen besitzen, sind feste Verbindungen,
die eine schlechte Verträglichkeit mit Epoxyharzen bei Raumtemperatur aufweisen. Wenn diese Imidazolverbin—-
dung in feinteiligem Zustand in einem Epoxyharz gleichförmig
dispergieffc wird, feagiert sie nicht mit dem Epoxyharz
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•m 7 —
"bei Baumtemperatur, löst sich jedoch rasch gleichförmig
in dem Epoxyharz bei dem Schmelzpunkt der Imidazolverbindung oder bei einer niedrigeren Temperatur; gleichzeitig
schreitet die Umsetzung zwischen dem Imidazol und dem Epoxyharz rasch fort, wobei ein homogenes gehärtetes
Produkt erhalten wird«
Die Epoxyharze, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, besitzen wenigstens eine Epoxygruppe je
Molekül im Durchschnitt und umfassen z.B. Glycidyläther von mehrwertigen Phenolgen, z.B. Bisphenol A oder Eesorcins
mehrwertige Alkohole: , z.B. Glycerin oder Polyalkylenglykol«
oder von Novolaken oder Hesol, das durch Kondensation von
Phenol mit- Formaldehyd erhalten wurde, Polyglycidylester
von Polymerisaten von ungesättigten Festtsäuren oder Epoxyverbindungen von ungesättigten Pettwäureestern·
Die Epoxyharzmasse kann auch, ein gebräuchliches Häetungsmittel
oder eSnen gebräuchlichen Katalysator enthalten, der bei hohen Temperaturen aktiv ist,. Hierdurch
.kann die Härtungstemperatur des Härtungsmittels oder Katae ·
lysators in wesentlichem Ausmaß herabgesetzt werden.
Die gemäß der Erfindung zu verwendende" .Menge an '
Imidazolverbinaungeifrariiert in Abhängigkeit davon, ob es
allein oder in Kombination mit dem bei hoher Temperatur aktiven 'Härtungsmittel oder Katalysator verwendet wird,
sowie in Abhängigkeit von der Äquivalen/z. be Ziehung
zwischen dem Epoxyharz und der Imidazolverbindung und dem gewünschten Härtungszustand·. Jedoch ist in jedem FaIlI die
Menge im Bereich von 1 bis 30- Gew.-Teilen, vorzugsweise
2 bis 15 Gew.-Teil^K-en je 100 Gew.-Teile des Epoxyharzesc
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Die Teilchengröße der Imidazolverbindung in der Epoxyharzmasse übt einen gewissen -Einfluß attf das Ausmaß
oder die Geschwindigkeit der Härtung aus und daher auf das Mischungsverhältnis der Tnri dazo!Verbindung und hat
somit auch Einfluß auf die Lagerstabilität der Epoxyharzmasseo.
Im allgemeinen ist die Teilchengröße im Bereich von yu bis 20■ zu und bei einer Teilchengröße innerhalb dieses
Bereichs ist kein merklicher Unterschied ersichtlich.
Beispiele für Eärtungsmittel oder Katalysatoren, die |_ in Kombination mit der Imidazolverbindung gemäß der Erfindung
zur Anwendung gelangen können, umfassen aromatische Polyamine, heterocyclische Polyamine, Harnstoffderivate,
Hydrazide und organische oder anorganische Säuresalze hiervon. Insbesondere sind dies Verbindungen, die &n bei hoher
Temperatur aktives Wasser st off atom enthalten, z.B. 4,4"—
Diaminodiphenylmethan, 4,4r"-Diaminodiphenylsulfon, Benzidin,
Dicyandiamid,Harnstoffhazz, Melamin, Melaminharz, N, N1-Diallylmelamin,
Benzoguanamin oder Adipinsäurehydrazid und organische oder anorganische Säuresalze.. Die Menge des Härtungsmittels
oder des Katalysators unterliegt keiner besonderen Beschränkung j wobei jedoch gewöhnlich 1 bis 30;
Gew.-Teile des Härtungsmittels oder des Katalysators je
100 Gew.-Teile des Epoxyharzes verwendet werden.
Die gemeinsame Verwendung eines solchen gebräuchlichen Här-fcungsmittBls oder Katalysators zusammen mit der
Imidazolverbindung gemäß der Erfindung erlaubt in erster Linie eine Herabsetzung der zuzusetzenden Menge an* Imidazolverbindung
und bewirkt eine bemerkenswerte Abnahme der Härtungstemperatur des Härtungsmittels selbst» Überdies
»i die Eigenschaften des Härtungsmittels selbst, z.B.
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gute Haftung, Beschichtungseigenschaften oder Wärmestabi—
lität zu einer Erhöhung der vielseitigen Anwendbarkeit der sich ergebenden Epoxyliarzmasse in verschiedenen Anwendungsgebieten sowohl in Bezug auf die Leistungsfähigkeit als
auch auf wirtschaftliche Vorteile bei,.
Erforderlichenfalls können verschiedene Zusätze de*"
EpoExharzmasse:!. gemäß der Erfindung einverleibt werden·
Beispiele für diese Zusätze sind Füllstoffe, Pigmente, Verdickungsmittel,
Harze, freigebende oder ablösende Schmiermittel, Weichmacher, Verdünnungsmittel oder !Lösungsmittel·
Da die Epo±yharzmasse gemäß der Erfindung grundsätzlich stabil und beständig oder inert gegenüber verschiedenen
Materialien ist, können diese Zusätze ohne besondere einverleibt werden.
Die vorstehend beschriebene Epoxyharzmasse kann mühelos
nach efcer bekannten Arbeitsweise, die etwa mrfeer . -..
die nachstehend angegebenen zwei Arbeitsweisen fallen kann, hergestellt werden. . ■
Gemäß der ersten dieser Arbeitsweisen wird die Imidazo !verbindung, das Härtungsmittel, und gewünschtenfalls
das Epoxyharz, jewiils in Form von groBen Teilchen oder
Hessen, entweder getrennt oder zusammen mitteis einer Kugelmühle oder einem Kollerläufer pulverisiert und die
pulverisierten Teilchen von diesen Komponenten mit anderen Bestandteilen gemischt·. Dieses Verfahren kann auch angewendet
werden, um eine flüssige oder pastenartige Masse zu erzeugen. Wenn jedoch sämtliche der Bestandteile der Masse
in festem Zustand fein zerteilt werden können, ist diese Arbeitsweise für die Herstellung einer pulverförmigen Masse
durch Trockenmischen besonders geeignete
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Die zweite Arbeitsweise eignet sich für die Herstellung
einer flüssigen oder pastenartigen Masse und dabei werden Massen oder grobe Teilchen der Imidazolverbindung,
des Härtungsmittels od.dgl» mit einem Teil öder dem Gesamtanteil
der flüssigen Komponenten, zoB· flüssigehn Epoxiharz oder einem Weichmacher, gemischt. · . und die
Mischung wird mittels drei^rWalzen oder einer Kugelmühle
!geknetet, bis sie feinteilig ist, worauf die so erhaltene
feinteilige Mischung mit -anderen Bestandteilen gemischt \örd.
Hfei Anwendung dieser Arbeitsweise ist es nitwendig, die
k Änderungen in der Teilchengrößenverteilung der Imidazol-Verbindung,
die bei dem Mahl- und Knetarbeitsgang auftritt,
zu regeln. Versuche haben jedoch gezeigt, daß gewöhnlich die Teilchengröße der Imidazolverbindung innerhalb des vorstehend angegebenen "Bereichs von 20 /U Ms 2QQ verbieibt.
Es ist daher in dieser Hinsicht keine besondere Maßnahme erforderlich·
Die Epoxyharzmasse, wie vorstehend beschrieben, besitzt im einzelnen eine Reihe von Vorteilen, wie dies nachstehend
näher erläutert wirdi
(1) Sie besitzt eine gute Lager Stabilität bei Kaum—
• temperatur und bei Aussetzung an die Atmosphäre und weist
eine/* verringerte Härtungstemperatur und eine kürzere Härtungsdauer
auf, wobei dies aufgrund der gebräuchlichen und üblichen Kenntnis nicht zuj? erwarten war.
Beispielsweise besitzt die Epoxyharzmasse gemäß der Erfindung eine gute Lagerstabilität über eine Dauer von
3 bis 6 Monaten und sogar noch länger«. SLe kann z.B. inneaöialb etwa 50 Minuten bei 80 bis 120° C gehärtet werden,
und innerhalb etwa 30> Minuten bei 120 bis 1500C* Die ge-
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bräuchlichen Epoxyharzmassen erfordern eine lange Här—
tungsdauer bei einer Temperatur τοη 15Oj bis 2OCL0C oder
höher. Demgemäß kann die Epoxjharzmasse gemäß der
Erfindung auf Anwendungsgebieten, für welche sich die gebräuchlichen Massen als ungeeignet wrwnjesen, oder für
andere neue Anwendungs zwecke zur Anwendung gelangen, und für ein Härten durch Erhitzen kann ein Anstrichback—
ofen (120 bis 1600C), (10jbis 30 Minuten) mit größerer
Brauchbarkeit zur Anwendung gelangen·
(2) Da in gebräuchlichen Mischansätzen die Eassen gemäß
der Erfindung gehärtete Produkte mit nahezu den gleichen Eigenschaften bei Härtung bei einer Temperatur innerhalb
des Bereichs von 100 bis 2500C ergeben und die Eigenschaften
selbst bei einem übermäßigen Härten beibehalten werden, ist es einfach und leicht, das Verfahren und die
Vorrichtung für die Hitzehärtung auszuwählen und das Härtungsverfahren zur regeln.
(3) Die gemäß der Erfindung zu verwendende Imidazolverbindung besitzt eine Wirkung hinsichtlich der Förderung
der Härtung der Epoxiharze durch verschiedene .Härtungsmittel oder Katalysatoren, die bei erhöhten Temperaturen
aktiv sind, und dieni zur VirnmifuaA der Härtungstemperatur
(gewöhnlich 150 bis 200 C oder sogar darüber) des.
Härtunßs-mittei zu einem wesentlichen Ausmaß, ohne die
Eigenschaften des Härtungsmitte3s zu einem wesentlichen Ausmaß
zu beeinträchtigen. Daher kann die Epoxyharzmasse modifiziert
werden,' oder es können ihr die gewünschten Eigenschaften erteilt werden und zwar durch die gemeinsame Verwendung
des bei hoher Temperatur aktiven Härtungsmittels oder Härtungskatalxsators*.
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(4·) Da die Imidazolverbindung in einer feinteiligen
Eorm zur Anwendung gelangt, kann eine pulveuförmige Epoxyharzmasse
jber.gestellt werden und daher ist unter Verwendung einer solchen Eulverzusammensetziuig ein Pulverzer—
stäubungs- oder Pulverhaftungsverfahren anwendbar..
(5) Da die Imidazolverbindung gegenüber Luft, Feuchtigkeit oder einer Mannigfaltigkeit von anderen Materialien
chemisch unempfindlich ist, besteht keine Notwendigkeit dafür, die Epoxyharzmasse in verschlossenem Zustand bei
!lagerung oder Gebrauch zu halten, wenn nicht bestimmte
besondere Bestandteile der Masse einverleibt sind. Überdies besteht kaum die Wahrscheinlichkeit, daß die Epox$*-
harzmasse gemäß der Erfindung nachteilige Einflüsse, z. B.
Erosion oder Korrosion auf andere Stoffe, die damit in Berührung gelangen, ausübt. Demgemäß bietet sich die Epoxyharzmasse
gemäß der E^'findung selbst zu einer leichten
<»-u.ise.rst
und mühelosen Handhabung an und besitzt eineTvIelseitige Anwendbarkeit·
(6) Die Menge an Imidazolverbindung kann gering sein und außerdem ist S.it mühelos und bei verhältnismäßig niedrigen
Kosten erhältlich. Überdies braucht keine besondere
k (kajinfthm« 2α»- die HersteKBung der Masse genommen werden.
Die Masse kann datier in wirtschaftlich vorteilhafter Weise
hergestellt werden.
Aufgrund der vorstehend geschilderten Vorteile finden die Bpoxymassen gemäß der Erfindung Verwendung in sehr
breitem Umfang, vvi'e cn4 dem Anstrichs—, Überzugs- oder
Beschichtung-, Klebe-, Füll- und Gießanwendungsgebiete.
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Eines der typischen Anwendungsgebiete der Epoxjfoarzmasse
. gemäß der Erfindung ist das Verlöten oder "Ausfüttern
ccfer Polstern" vonKarosserie— oder Kr aft fahr ζ eugauf baut ei len ,
Pur diesen Asnwendungszweck wird es bevorzugt, daß die Epoxyharzmasse
gemäß der Erfindung in Platten- oder Bahnenform vor der Anwendung hergestellt wirdo
Es ist daher gemäß der Erfindung auch ein Verfahren zum Verlöten eines Gegenstandes vorgesehen, wobei man auf den
zu verlötenden Gegenstand einen fabrikationsmäßig hergestellten Gegenstand aus einer klebrigen, plastischen Epoxy—
harzmasse aufbringt, die ein Epoxyharz und eine normalerweise feste Imidazolverbingung mit einer langkettigen Alkylgrupjhe
mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen, der allgemeinen Formel
umfaßt, worin H^, R2 und R, ein Wasserstogfiaibom oder eine
Kohlenwasserstoffgruppe darstellten und wenigstens einer der Reste R^, R2 und R, eine langkettige Alkylgruppe mit
wenigstens 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei der hergestellte
Gegenstand einen ahstreifbaren Stütz- oder Unterlagefilm auf einer Oberfläche aufweisTpfden-Tierge st eilten
Gegenstand gegen den zu verlötenden Gegenstand preßt und diese in innige Haftung miteinander bringt, den hergestellten
Gegenstand dehnt und mit oder ohne vorhergehende Entfernung
des Stütz?- oder Unterlagefilms einer Wärmehärtung unterwirft*.
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Der Vferlötungs arbeitsgang wird nachstehend mit besonderer
Bezugsnahme auf die Anwendung auf eine Blatte oder eine Bahne der genannten Epoxjharzmasse auf einen
Karosserieteil oder Kraftfahrzeugaufbauteil näher erläutert,.
Es ist allgemein bekannt, daß eirgAuiokkrvsicrft . aus
einer Anzahl von Stahlplatten aufgebaut ist und es ist unvermeidlich, daß de Verbindungst€i X-C zwischen den Platten
hier und dort auf der Außenoberfläche der Karosserie erscheinen. Verschiedene Verfahren wurden daher bisher
versucht, um der Karosserieoberfläche das Aussehen eines integralen, schönen Gebildes oder Aufbaues zu verleihen·.
Das üblichste Verfahren besteht in dem Verschweißen von konkaven Teilen, z.B. Verbindnngsteilen oder Gelen&teilen
unfier Verwendung von Metalllötmitteln· Insbesondere wird der Körper- oder Karosserieteil mittels einer Flamme, Z..B.
von einem Brenner auf einem Aaitomobilmontages^afre vorerhitzt..
Andererseits wird ein plattenförmiges Metälllötmittel, begehend aus Blei und Zinn, durch Erhitzen geschmolzen,
und auf die gewünschten Teile der vorerhitzten Karosserie— teile unter Verwendung eines Hilfsmittels, z.B. eines
Spatelä oder eines Eisens aufgebracht, worauf ausgedehnt und gekühlt wird. Dann werden die gelöteten Teile einer
Oberflächenbearbeitung unter Verwendung einer Peile oder einer Schleifmaschine,z.B. Sandpapier, unterworfen
zur Erzielung eines glatten integralen Aufbaus.
Das Lötverfahren unter Verwendung von MetalllÄaitteln
leidet jedoch unter verschiedenen Nachteilen· In erster Linie ist Blei als Hauptkomponente des Lötmittels für
Menschen toxisch und ist im Hinblick auf die Gesundheit
unerwünscht· Da überdies geschmolzenes Lötmittel eine gute
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Fließfähigkeit besitzt, ist es schwierig, eine Beschichtung in großer Dicke auszuführen und die Lötwirksamkeit
erweist sich als schlecht. Somit ist für die ,,Aisführung
von Lötarbeitsgängen eine beachtliche p- ■ erforderlich.
Wenn das Löten auf einer flachen Oberfläche des Hauptkörpers, z.B. der Karosserie- ausgeführt wird, kann auf
der p/a&fcnöberfläche infolge der hohen Temperaturen
während des Schmelzens des Metalllötmitfeels eine Deformierung ausgebildet werden. Ein weiterer XTaarhteil ist
darin zu sehen, daß das in dem Lötmittel enthaltende Zinn verhältnismäßig teuer ist und daß Löcher oder Nijaben aufgrund
der Einverleibung von Flußmitteln, die als Haftungsmodifizierungsmittel für die auf Stahlblechen anzuhaftenden
Lötmitteln verwendet werden, auftreten, die wiederum zur Bildung von Nadellöchern, Verunreinigung und Erosien
auf den Oberflächenüberzügen führeno. —. —
Bei einem Versuch zur Überwindung dieser Schwierigkeiten haben die Hersteller von Kraftfahrzeugen verschiedene
organische Massen untersucht, die Metallötmittel übertreff en'können und einige von diesen Massen
wurden tatsächlich verwendete Nichtsdestotrotz blieb noch
vielt, zu wünschen übrig im Hinblick auf die Arbeitsleistung und Wirksamkeit und solche organische Massen wurden
noch nicht «s& in vollem Umfang auf einer Montagestraße
oder einem Fließband für den Zusammenbau von fatosstriiteilen
verwendeto Der entscheidende Grund hierfür ist
darin zu sehen, daß trotz der Notwendigkeit für eine gräiße Erfahrung in Lötarbeitsgängen MetalHötmittel eine
gute Arbeitsleistung und Wirksamkeit besitzen. Da ein
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Metallötmittel durch Erhitzen leicht geschmolzen wird,
und einen flüssigen Zustand von niederer Viskosität annimmt, gelangen kaum Blasen in das geschmolzene Lötmittel und das
Lötmittel kann in irgendeiner gewünschten Form als Beschichtung aufgebracht und gestreckt oder gedehnt werden. Es
wird bei Kühlung während einer sehr kurzen Zeitdauer in der Größenordnung von Sekunden verfestigt und schneidfähig.
Zusätzlich zu dem ausgezeichneten Arbeitsverhalten und der guten Geschwindigkeit weisen die sich ergebenden
gelöteten Teile eine überlegene Leistungsfähigkeit z.B. Haftung oder Beständigkeit gegenüber Vibrierung oder
Erschütterung auf und liefern : "ι brauchbare
fertige Automobilkarosserien.
Die gebräuchlichen organischen Massen waren nicht geeignet, einem Vergleich mit den drei Grundelementen von
Metallötmitteln standzuhalten, nämlich gute Arbeitsgeschwindigkeit,
gutes Aussehen und gute Eigenschaften nach dem Verlöten.
Gemäß der Erfindung wird eine Epox^harzmasse, die
ψ ein Epoxyharz und eine normalerweise feste Imidazolverbindung
mit einer langkettigen Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen, wie vorstehend beschrieben, zu einem
blatt- oder bahnenförmigen Material mit einer gewissen Klebrigkeit und Plastizität geformte-Eine abstreifbare S4tJrb- .f-iUvi
wird in Überlagerung auf eine Oberflcähe von diesem blatt- oder Bahnenförmigen Material!, aufgebracht.
Bei Verwendung wird das Bahnenmaterial auf eine Größe entsprechend einem Anwendungsbereich geschnitten und auf
einen Automobilteil (Karosserieteil) aufgebracht. Von oberhalb des Hinterlege- oder Eückseitenfilms her wird
dann gepreßt und mit oder ohne vorherige Entfernung des
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Bückseitenfilmes werden die beschichteten Teile
oder das Stahlblech in deren Nähe mittels einer Erhitzungsquelle, z.B. Brenner, Infrarotlampen
oder Hochfrequenzinduktionserhitzungsgeräten erhitzt· Dann werden die überzogenen Teile geschnitten und fertigbearbeitet,
um die' gewünschte Verlötung zu ergeben.
Es kann angenommen werden, daß organische Materialien der Heißschmelzart eine ausgezeichnete Schmelzfähige
keit, Fließfähigkeit, Ausbreitbarkeit und Klebrigkeit oder Haftfähigkeit besitzen, die die entsprechenden Ei-.
genschaften von Metallötmitteln übertreffen; es ist jedoch sehr schwierig, sie im Hinblick auf das Gleichgewicht
oder den .ausgleich in der Leistung oder in ihrem. Verhalten,
zu verwenden. Untersuchungen zeigten, daß Epoxyharzmassen im Hinblick auf das Verhalten oder ihre Leistung
bevorzugt werden, wobei jedoch die üblichen Zweiteil-Epoxyharzmassen
- schwierig zu handhaben sind
jLnd im Hinblick auf die QualitätsJ^cvitroild' ;. und die Einrichtungs-
oder Installationskosten für Füeßbandarbeit praktisch nicht anwendbar sind. Die pastenartigen Εροχχτ1-harzmassen
andererseits kleben an Instrumenten, wie Spateln oder Eisen beim überziehen oder Be schic"Eten>Serse 1-ben
auf ein Karosserieteil und ' ... " * und erschweren A<*s Nit-^clWak . n Es ist von größerer Wichtigkeit,
daß vjiv>v>
Aca. /WWAA- irt'Ukt - mit beträchtlicher
Geschicklichkeit und Erfahrung und Sorgfalt ausgeführt wird, große Mengen an Luftblasen an der Berührungsoberfläche
zwischen der Masse und der Stahlblechunterlage und an der Oberflächenschicht auftreten und
zu solchen Störungen, wie Blasen- oder Rißbildungen in den Härtungs- und Backstufen führen können.
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Die Epoxyharzmasse gemäß der Erfindung ist bei Raumtemperatur während langer Zeitdauer stabil und bei Erhitzen
auf die Härtungstemperatur härtet sie mit nahezu
der gleichen Geschwindigkeit wie diejenige eines Metalllämittels. Durch die Überführung derselben in eine klebrige
plastische, schaumfreie, blatt- oder bahnenartige Einteil-Masse derselben, die an dem Substrat bei Raumtemperatur
durch schwachen Druck von Hand innig anhaftet urn damit übereinstimmt, wurde die Überwindung der gebräuchlichen
Schwierigkeiten bei der Durchführung und
f bei der Oberflächenbearbeitung und Fertigstellung ermöglicht.
Zweckmäßig soll diese blatt- oder bahnenartige Masse in Form eines Gebildes zur Anwendung gelangen,
das unter Aufbringen eines Filmträgers auf dessen Rückseite erhalten wurde. Ein derartiges Gebilde, das in
Rollenform aufgewickelt ist, wird auf geeignete Größen geschnitten und kann gegen einen·Karosseriekörper'direkt
von der Oberseite der Filmunterlage oder -hinterlegung gepreßt werden. Das Blatt kann dann bis zu einem gewissen
Grad ausgestreckt oder gedehnt werden. Auf diese Weise kann ohne die Notwendigkeit einer großen Geschicklichkeit
ein Verlöten mit guter Wirksamkeit ausgeführt werden, wobei ein gutes Anhaften und eine völlige
Freiheit von den Einschluß von Luft gewährleistet werden kann.
Die Epoxyharzmasse kann auch als Klebstoffabdichtungen unter geringer Abänderung von Dimension, Gestalt
und anderen Faktoren der Masse zur Anwendung gelangen.
Das Blatt- oder Bahnenmaterial der Epoxyharzmasse kann nach verschiedenen bekannten Arbeitsweisen hergestellt
werden. Es wird z.B. durch Erhitzen einer normalerweise halbfesten Masse zur Verminderung von deren Vis-·
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kosität auf einen geeigneten Wert für die Bahnbildung,
Unterwerfung derselben zur Entschäumung und durch Extrudieren derselben auf die gewünschte Dicke oder
Strecken derselben hergestellt werden. Gemäß einer weiteren Arbeitsweise zur Bahnenbildung wird die Masse
bei Raumtemperatur mit Hilfe eines leicht flüchtigen Lösungsmittels fließfähig gemacht und extrudiert oder als
Überzug oder Beschichtung aufgebracht, worauf getrocknet wird. Gemäß einer noch weiteren Arbeitsweise wird
die Masse entschäumt und in einer Anfangsstufe bis zur
Viskositätserhöhung, d.h. bei einer Stufe, bei welcher die Masse leicht fließfähig ist, unter Verwendung eines
besonderen Härtungsmittels, beispielsweise eines flüssigen Polysulfidharzes, das " &en Einfluß einer Härtung
und Viskositätssteigerung bei Raumtemperatur oder in deren Nähe besitzt, verarbeitet, worauf die Viskositätszunahme
und Verfestigung der Masse bei Raumtemperatur oder bei schwach erhöhter Temperatur vervollständigt
werden.
Es ist auch möglich, eine abstreifbare Hinterlegefolie oder einen abstreifbaren Rückseitenfilm während
der Bildung einer Bahn aus der Epoxyharzmasse einzuführen,
wobei die Bahn kontinuierlich auf den Rückseitenfilm extrudiert und als Überzug aufgebracht und aufgewickelt
werden kann. Bei einer Zusammensetzung mit
einer großen Klebrigkeit wird dies im Hinblick auf die nachfolgende Handhabung und auf das nachfolgende Löten
bevorzugt.
Die Epoxyharzmasse gemäß der Erfindung erweist sich als sehr brauchbarer Ersatz für ein Metallötmittel
aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile, wie nachstehend angegeben:
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- 2ο -
1. Die Masse weist eine gute Lagerstabilität, selbst bei Aussetzung während einer langen Zeitdauer in Form
eines Blatt- oder Bahnenmaterials auf.
2. Da das Blatt- oder Bahnenmaterial klebrig und -pla-
• stisch ist, wird Luft überhaupt nicht in die Grenzfläche von dem Substrat bei dem allmählichen Pressen
desselben von dem Ende eines zu verlötenden Teiles her eingeführt,und eine innige Haftung an
dem Substrat kann gewährleistet werden. Nach dem w Überziehen oder Beschichten wird das Blatt nicht
abgelöst aufgrund seiner Klebrigkeit.
3· Wenn das Blatt- oder Bahnenmaterial einen Rückseitenfilm aufweist, kann es vollständig und gleichförmig
von der Rückseite her mit der Hand oder mittels Spatel oder Walzen gepreßt werden. Daher kann ein
genaues Anhaften erwartet werden und das Material kann ohne Beschmutzung der Hand aufgebracht werden.
4. Die Blatt- oder Bahnenmasse kann bei einem niederen Temperaturbereich rasch gehärtet werden, was aufgrund
der üblichen Kenntnis nicht erwartet werden konnte.
5· Aufgrund der vorstehenden Vorteile kann das Verlöten nach einem Verfahren ausgeführt werden, das in
■ etwa dem Verlötungsverfahren unter Verwendung eines Metallötmittels, das nunmehr praktisch ausgeführt
wird, sehr ähnlich ist. Mit anderen V/orten, ist es nicht notwendig, den gesamten Körper oder das gesamte
Teil getrennt in einem Erhitzungsofen zu erhitzen.
6· Überdies ist die klebrige plastische Epoxyharzmasse
gemäß der Erfindung auch für das Aufbringen auf
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Kunststoffplatten, z.B. faserverstärkte Kunststoffe geeignet, die in der Zukunft größere Anwendungsbereiche
finden werden, was auf ih»"£, niedrige Hitzehärtungstem;geratur
zurückzuführen ist«, In ähnlicher Weise ist es bei der Lötreparatur auf der Montagestraße
überhaupt nicht notwendig, thermoplastische Harzbefestigungen oder Innenbaumaterialien
zu entfernen. Dieser Vorteil kann bei einem Metalllötmittel nicht erwartet werden.
7· Die Kosten wurden verringert und die Lötwirksamkeit oder Lötleistung wurde verbessert,, und# was
von besonderer Wichtigkeit ist, es wurde auch die Arbeitsumgebung erheblich verbessert.
Die Anwendung der Epoxyharzmasse gemäß der Erfindung
auf sogenannte Bauteile, wie Karosseriekörper, wurde vorstehend beschrieben. Nachstehend wird das Verfahren
zur wesentlichen Erhöhung der Haltbarkeit der Epoxyharzmasse, was für die Anwendung auf Bauteile wesentlich
ist, näher erläutert.
Gewöhnlich wurden Epoxyharzmassen aufgrund ihrer ausgezeichneten physikalischen und chemischen Eigenschaften
in einem breiten Bereich von technischen Anwendungen verwendet. Pur Zwecke, die eine hohe Bindefestigkeit
erfordern, wurden die Epoxyharzmassen häufig zum starken Binden oder haltbaren Binden von Metallbauteilen
aufgrund ihrer überlegenen Haftung an verschiedenen Materialien, hauptsächlich an Metallen, ihrer Wärmebptändigkeit
und Beständigkeit gegenüber Chemikalien verwendet.
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Mit der Zunahme von Anwendungsbeispielen bei einem derartigen Gebiet ergaben sich viele Fragen bezüglich
der Haltbarkeit oder Dauerhaftigkeit der Bindungsfestigkeit, die früher als gut bewertet worden war. Es
wurde eine erhebliche Abnahme der Bindungsfestigkeit im Verlauf der Zeit beobachtet, wenn eine verbundene
Struktur oder ein verklebtes Gebilde, das Eisen oder eine Eisenlegierung als Substrat umfaßt, im Freien bei
hohen Temperaturen und unter hohen Feuchtigkeitsbedin- ψ gungen zur Anwendung gelangte. Es wurde berichtet, daß
in einigen Fällen die drastische Abnahme der Bindungsfestigkeit zu einem plötzlichen Bruch führte.
Es wurde nunmehr gefunden, daß die Hauptursache für diese Erscheinung darauf zurückzuführen ist, daß
die Oberfläche des Substrates selbst durch schwache Korrosion sich verschlechtert [isdegenerated).
Epoxyharzmassen, die verschiedene Materialien, z.B.
Haftung erteilende Mittel, Biegsamkeit verleihende Mittel oder Antioxydantien enthalten, wurden hinsichtlich
des Verbindens von Eisen und Eisenlegierungen, die in
erheblichem Ausmaß einer Korrosion unterworfen sind, untersucht. Es wurde dabei gefunden, daß sich diese Zusätze
als kaum wirksam gegenüber der drastischen Abnahme der Bindefestigkeit bei Anwendung in der Außenatmosphäre,
die im Verlauf der Zeit auftritt, erwiesen; es wurde auch festgestellt, daß eine solche drastische Abnahme
kaum in Zusammenhang mit solchen Faktoren, wie die Verschlechterung der Epoxyharzmasse selbst oder eine zurückbleibende
Beanspruchung oder Verspannung auf der Bindungsgrenzfläche steht; die Abnahme der Festigkeit im
Verlauf der Zeit ist besonders bemerkenswert unter Be-
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dingungen hoher Tempern tür und hoher Feuchtigkeit, und die
Abnahme der Festigkeit unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ist auf die Bildung eines
Oxyds oder Hydroxyds an der Oberfläche des Substrates zurückzuführenj es wurde ferner gefunden, daß die Abnahme
der Bindungsfestigkeit bei dem Oxyd mit einer Wirkung zur Erteilung von Biegsamkeit aufgrund der Herabsetzung
der Vernetzungsdichte bemerkenswert ist und eine Wechselbeziehung mit dem Feuchtigkeitsgehalt der
Hbsst- infolge von Feuchtigkeitsabsorption aufweist;
ferner wurde gefunden, daß ein geringer Einfluß von thermisch verschlechternden Faktoren auf diese -Abnahme
der Bindungsfestigkeit vorhanden ist.
Bei genauer Beobachtung der Bindungsgrenzfläche unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit und bei genauer
Prüfung der Wechselbeziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt
und der Bindungsfestigkeit des Klebstoffes wurde gefunden, daß/ wenn keine Verschlechterung (Degenerierung)
auf der Oberfläche des Substrates mit bloßem Auge festgestellt werden kann, eine beachtliche Abnahme der
Bindungsfestigkeit innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer in Verbindung mit einer geringfügigen Verschlechterung
der Metalloberfläche trotz der Verwendung eines Materials, beispielsweise einer Epoxyharzmasse, die eine
sehr gute Beständigkeit gegenüber Wasser und Chemikalien nach der Härtung aufweist, auftritt. Interessanterweise
wurde auch festgestellt, daß, wenn ein Decküberzug auf die Oberfläche., die mit einer Epoxyharzmasse, z.B. beim
Verschweißen einer Kraftfehrzeugkarosserie, vor dem Verlötungsarbeitsgang
aufgebracht ist, eine beträchtliche Schaumbildung, d.h. Blasenbildung, auf der mit dem Deck-
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überzug überzogenen Oberfläche unter Bedingungen hoher · Tempeisfcur und hoher Feuchtigkeit gleichzeitig mit der
Abnahme der Bindungsfestigkeit auftritt.
Demgemäß wird gemäß der Erfindung auch eine Epoxyharzmasse geschaffen, die ein Epoxyharz und ein Blei
enthaltendes anorganisches Korrosionsschutzpigment und/ oder ein Korrosionsschutzpigment der Chromatart enthält.
Die. für Korrosionsschutzzwecke verwendete Epoxyharzmasse
umfaßt verschiedene Epoxyharzmassen in Form
von Platten, Bahnen, Blättern, Pasten, Flüssigkeiten od.dgl., die zum Verbinden und Verlöten von Eisen und
Eisenlegierungen zur Anwendung gelangen, und ist in keiner Weise infolge ihrer Form oder ihres Verwendungszweckes
beschränkt.
Die Korrosionsschutzepoxyharzmasse gemäß der Erfindung kann verschiedene Zusätze, z.B. Füllstoffe, Färbepigmente,
Verdickungsmittel, Harze oder Weichmacher, enthalten. Diese Zusätze können in gewünschter Weise zur
Anwendung gelangen, sofern sie nicht die Bindungsfestigkeit der Masse in bemerkenswerter Weise beeinträchtigen.
Beispiele der Blei enthaltenden anorganischen antikorrosiven Pigmente umfassen Rotblei (Pb^O,), Weißblei
[2PbCO .Pb[OIf)2"], Bleicyanamid, Calciumplumbat und Bleioxyd.
Beispiele für anorganische antikorrosive Pigmente der Chromatart sind Zinkchromat, Strontiumchromat, Bariumchromat
und Calciumchromat. Zinkchromat und Strontionchromat
werden besonders bevorzugt.
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Die Menge des anorganischen antikorrosiven Pigments
variiert gemäß der gewünschten antikorrosiven Wirkung, der Größe der Pigmentteilchen, der.Art und
Menge eines gleichzeitig vorhandenen Füllstoffs, der Bindungsfestigkeit derTrägerkomponente in der Feuchtigkeit^*
aIm allgemeinen werden jedoch ausreichende Wirkungen erhalten, "indem man das Pigment in einer Menge
von Io Ms 5o Gew.^, bezogen auf die Gesamtmenge der
Trägerkomponenten verwendet.
Die antikorrosive Epoxyharzmasse gemäß der Erfindung
kann nach dem mit Bezug auf die Grundmasse'gemäß der Erfindung beschriebenen allgemeinen Verfahren hergestellt
werden. Die Einverleibung des anorganischen antikorrosiven Pigmentes kann in gleicher Weise wie die Einverleibung
von Pulvern von üblichen Färbepigmenten oder anorganischen Füllstoffen ausgeführt werden« Beispielsweise
kann bei feinteiligen Teilchen ein bloßes Mischen und Rühren das Einmischen des anorganischen antikorrosiven
Pigmentes bewirken. Wenn das Pigment in Form einer Paste vorliegt, wird es mit der Epoxyharzmasse verknetet
und dann mit Hilfe einer Dreiwalzen- oder einer Kollergang-Mahleinrichtung einer Pulverisierungsstufe unterworfen.
Die antikorrosive Epoxyharzmasse kann natürlich ein Härtungsmittel oder einen Katalysator, wie vorstehend
beschrieben, das oder der bei hohen Temperaturen wirksam ist, enthalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Korrosionsschutzepoxyharzmasse ein Epoxyharz, eine
normalerweise feste Imidazolverbindung, wie vorstehend beschrieben, die eine langkettige Alkylgruppe mit wenig-
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stens 15 Kohlenstoffatomen enthält, und das Blei enthaltende
und/oder Chromat enthaltende anorganische Korrosionsschutzpigment.
Die Korrosionsschutzepoxyharzmasse gemäß der Erfindung
besitzt eine Reihe von Vorteilen, wozu die folgenden gehören: ·
1. Es besitzt eine auffallend" verbesserte Bindungshaltbarkeit
bei einem Eisen oder eine Eisenlegie-
. rung enthaltenden Material unter Feuchtigkeitsbedingungen oder unter Bedingungen hoher Temperatur
und hoher Feuchtigkeit, und sie findet daher in großem Umfang Anwendung zum Verbinden von Bauteilen
oder Gebilden, beispielsweise von Kraftfahrzeugen oder Schiffen, zum Verlöten von Platten, konkaven
, Teilen oder gebundenen Teilen vonKarosserien, die insbesondere eine anhaltende Bindungsfestigkeit verlangen,
sowie auch für Anwendungszwecke, die ein Aussetzen im Freien umfassen.
2. Bei Verwendung als Lötmaterial kann bei Verwendung
der Masse gemäß der Erfindung nahezu vollständig das Auftreten von Blasen auf der mit einem Decküberzug
versehenen Oberfläche vermieden werden. In Verbindung mit einer beachtlichen Verbesserung der Bindungseigenschaften
führt die Masse gemäß der Erfindung zu einer bemerkenswerten Anwendbarkeit und Brauchbarke it.
3. Die gemäß der Erfindung verwendeten Korrosionsschutzpiqtw&iiesind
bekannt und bei niedrigen Kosten erhältlich, und es müssen keine besonderen Überlegungen
hinsichtlich der Herstellung der Korrosionsschutz-
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epoxyharzmassen gemäß der Erfindung angestellt werden,
wobei dies ein besonders großer wirtschaftlicher Vorteil ist.
Schließlich enthält gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Epoxyharzmasse
nur die Imidazolverbindung mit einer langkettigen Alkylgruppe
mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen als Härtungsmittel. Eine solche Masse besitzt eine besonders gute
Eignung für die Anwendung beim Löten und eine ausgezeichnete Haftung an Metalloberflächen, die Eisen, Eisenlegierungen
od.dgl./oder</eine chemisch behandelte Oberfläche
.., und erlaubt insbesondere die Erzielung einer sehr guten Überzugsbearbeitung.(Oberflächenbeschaffenheit
des Überzugs). Diese besondere Masse vermeidet das Auftreten von Oberflächenunregelmäßigkeiten
oder Unterschieden, z.B. Oberflächenaufrauhung oder Mattierung der uhtYZO$thW Oberp&<ke. , und gewährleistet einen
schönen Endüberzug. Dieses gute Überzugsaussehen ist auf die Verwendung der Imidazolverbindung allein als Härtungsmittel
für das Epoxyharz zurückzuführen.
Wie vorstehend angegeben, kann die Epoxyharzmasse,
die die spezifische/Imidazolverbindung enthält, außerdem ein Härtungsmittel oder einen Katalysator enthalten,
wobei das Härtungsmittel oder der Katalysator bei hohen Temperaturen wirksam ist, und sowohl die Imidazolverbindung
als auch das Härtungsmittel oder der Katalysator an der Härtung des. Epoxyharzes teilnehmen.' Es wurde gewöhnlich
angenommen, daß für Lötzwecke die gemeinsame Verbindung von dem Härtungsmittel oder Katalysator, wobei
letztere bei hohen Temperaturen wirksam sind, für die Erhöhung der Bindungsfestigkeit erwünscht ist. Grund-
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liehe Untersuchungen haben gezeigt, daß, da das HärtungsnLttel
des Epoxyharzes im allgemeinen ein hochschmelzendes Material ist und gewöhnlich eine schlechte: Verträglichkeit
mit Epoxyharzen besitzt und eing. schlechte
Auflösungsgeschwindigkeit aufweist, die Verteilung von dessen Konzentration in der Masse zu einer Ungleichförmigkeit
neigt und daß in mikroskopischer Hinsicht die Neigung zur Bildung einer diskontinuierlichen Phase
mit unterschiedlichen Härtungsgraden in dem Träger nach ^ dem Härten auftritt und daher die Ungleichförmigkeit
Ψ des Substratmaterials eine diffuse Reflexion von Licht
nach dem Schneiden und Beschichten einführt, die wiederum zu der Erscheinung einer Oberflächenunregelmäßigkeit
oder einer unterschiedlichen Oberfläche führt.
Die besondere Imidazolverbindung, die gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangt, besitzt einen niedrigen
Schmelzpunkt und löst sich in einem Epoxyharz rasch und vollständig auf und diffundiert hierin; daher führt
diese Verbindung nicht zu einer Oberflächenunregelmässigkeit oder einen-Oberflächenunterschied.
Wenn . ein Anstrich „als. Überzug auf eine
ot-w'on η Leck*
Harzmasse aufgebracht wird, istycläs Aussehen der überzogenen
Oberfläche, verglichen mit dem Fall, bei welchem der Anstrich direkt auf ein Metallsubstrat aufgebracht
wird, wesentlich verschlechtert und eine sogenannte Oberflächenunregelmäßigkeit oder ein Oberflächenunterschied,
z.B. Oberflächenaufrauhung oder -mattierung, tritt auf der fertigen Oberfläche in Erscheinung.
Diese Schwierigkeit wurde mit Hilfe der Epoxyharzmasse gemäß der Erfindung, die die spezifische Imi-
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dazolverbindung, wie vorstehend beschrieben, aus einziges Härtungsmittel enthält, überwunden. Die gemäß der
Erfindung verwendete spezifische Imidazolverbindung besitzt einen niedrigen Schmelzpunkt und wird in einem
Epoxyharz rasch und vollständig gelöst und diffundiert und demgemäß bewirkt sie keine Oberflächenunregelmäßigkeiten
oder -unterschiede.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert, worin,
falls nichts anderes angegeben ist, sämtliche Teile und Prozentangaben auf Gewicht bezogen sind.
Bei spiel 1
loo Teile Epikote 828 (Warenzeichen für Epoxyharz;
Shell Chemical) wurden mit 2 bis Io Teilen 2-n-Heptaimidazol (Teilchengröße entsprechend einem Sieb mit
einer lichten Maschenweite von etwa o,833 mm (2o mesh))
vorgemischt und die Mischung wurde zweimal durch einen Dreiwalzenmischer zur Bildung einer Epoxyharzmasse durchgeführt.
.
Die Masse wurde bei loo bis 18O0C gehärtet. Die
für die Härtung erforderliche Zeit und die Lagerbeständigkeit der Masse bei Raumtemperatur (die Anzahl der
verstrichenen Tage,' innerhalb welcher die Masse nichtfließfähig verblieb) wurden gemessen. Die Ergebnisse sind
in der nachstehenden Tabelle I zusammengefaßt.
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- 3ο -
Tabelle ί
Menge von Imidazol - Teile/lpo. . |
GeIhU dungsdauer CW»-) | Dei 'iülh; | Dei 14-iHJ | Dei 1ÖLHJ | Lager stabili tät (Tage) |
2 4 6 8 10 |
"Bei IUD0C | 130 20 15 10 6 |
110 15 10 6 5 |
80 10 5 3 3 |
90 90 90 50 35 |
150 45 30 20 17 |
Yergleichsbeispiel 1
Die.Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Abänderung
wiederholt, daß 2-Methylimidazol ( 2MI, abgekürzt,
Feststoff, P = 1370C), 2-Äthyl-4-metliylimidazol
(2E4MI, abgekürzt, flüssig), 2-Phenylimidazol (2PI, abgekürzt, Peststoff, .P = 1480C) und 2-n-Undecylimidazol
(CIlI, abgekürzt, Peststoff, P = 750C) anstelle von
2-n-Heptadecylimidazol, wie in Beispiel 1 verwendet,
angewendet wurden. (Diese Imidazolverbindungen sind mit dea -Epoxyharz bei Raumtemperatur verträglich). Die
Härtungsbedingungen und die Lagerstabilität sind in der nachstehenden'Tabelle II angegeben.·
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Imidazol | Menge von | Gelbildungsdauer" | bei 14CKJ | Lagerstabi |
2E4MI | Imidazol CTtiltlAQo) |
bei 12O3C | 15 | lität (Tage) |
2 | 20 | VJl | 4 | |
2PI | 4 | 5 | 10 | 3 |
2 | 20 | VJI | VJi | |
2MI | 4 | 10 | 5 | 4 |
1 | 10 | 4 | 4 | |
CIlI | 2 | VJl | 8 | 2 |
4 | 15 | VJl | 20 | |
6 | 10 | 12 |
Aus den Ergebnissen der Tabellen I und II ist ersichtlich,
daß die Imidazolverbindungen mit einer Verträglichkeit gegenüber den Epoxyharzen bei Raumtemperatur
nur eine schlechte Lagerbeständigkeit (kurze Gebrauchsdauer)
aufweisen, obgleich sie flüssig oder fest sind, und daß sie nicht für Einteil-Massen (one-part
composition) verwendet werden können. Außerdem wird bei einer Härtungstemperatur von bis zu etwa 12o°C kein
auffallender Unterschied in der Härtungsdauer zwischen einer Masse, die eine bei Raumtemperatur unlösliche Imidazolverbindung
enthält, und den Massen, die die Imidazolverbindungen, wie im Vergleichsbespiel 1 angegeben,
enthalten, festgestellt. Es können nahezu die gleichen
Härtungszeiten bei Erhöhung der Menge der zuzusetzenden Imidazolverbindung erzielt werden.
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Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß 2-n-Heneicosylimidazol (mit
einer Teilchengröße entsprechend einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von o,833 mm (2o mesh)) als Imidazolverbindung
verwendet wurde. Die Härtungsdauer der sich ergebenden Masse bei 12o°C bzw. 14o°C und die Lagerstabilität
derselben bei Raumtemperatur wurden f?emessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle
III aufgeführt.
Menge von Imidazol (Teile/100) |
Gel. bildung sd aue ri.Hrnn .^ | bei 1403C | Lagersta bilität (Tage) |
4 | bei 12σθ | 60 | 90 |
6 | 90 | 15 | 90 |
8 | 35 | 10 | 90 |
20 |
Beispiel 3
loo Teile Epikote 828 wurden mit 5 Teilen Dicyandiamid
(mit einer Teilchengröße entsprechend einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von o,o74 mm (2oo mesh))
und 0 bis Io Teilen 2-n-Heptadecylimidazol (mit einer
Teilchengröße entsprechend einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von o,833 mm (2o mesh)) gemischt und es
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wurde eine Epoxyharzmasse in gleicher Weise wie in Beispiel
1 beschrieben hergestellt. Die erhaltene Masse wurde b.ei loo bis 18o°C erhitzt und die Härtungsdauer
und die Lagerstabilität bei Raumtemperatur wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt.
Es wurden auch Massen in der gleichen ^ei©, wie
vorstehend beschrieben, unter Verwendung von 20 Teilen von pulverförmigem Benzoguanamin, 30 Teilen von pulverförmigem
4,4'-Diaminodiphenylsulfoii und 15 Teilen von
pulverförmigem Isophthalsäuredihydrazid anstelle des Dicyandiamids
jeweils, hergestellt. Die gleichen Versuche wurden ausgeführt und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind
ebenfalls in der nachstehenden Tabelle IV aufgeführt·
- Tabelle IV
Härtungs | Menge von | Gelbildungsdauer | bei 12O3C |
bei 14^0 |
bei 1800C |
Lagerstabi |
mittel | Imidazol (Teiie/10D) |
bei | 180 | 180 | 160 | lität (Tage) |
Dicyanid- amid |
O | 180 | - | 30 | 20 | 90. |
1 | 150 | 30 | 1.0 | VJl | 90 | |
2,5 | 80 | 10 | 5 | 4 | 90 | |
10 | 25 | 180 | 180 | 60 | 40 | |
Benzoguanamin | 0 Λ |
180 | 30 | 20 | 10 | 90 |
I 2,5 |
60 | 10 | 5 | 5 | 30 | |
10 | 15 | 120 | 40 | 10 | 30 | |
Isophthalsäure dihydrazid |
0 | 180 | - | 30 | 10. | 90 |
1 | 120 | 15 | 7 | 5 | 90 | |
2/5 | 40 | 10 | 5 | 3 | 40 | |
10 | 15 | 15,0 | 130 | 40 | 30 | |
Diaminodi phenyl sulf on |
0 | 180 | - | 100 | 25 | 90 |
1 | 180 | 20 | 15 | 10 | 90 | |
2,5 | 40 | r<*<?7 | 4 | 4 | 35 | |
10 2JJOJ | 30 |
Aus den in den Tabellen I und IV gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß durch den Zusatz einer geringen
Menge von 2-n-Heptadecylimidazol die Härtungstemperatur
von den bei hoher Temperatur aktiven Hartungsmitteln, wie in Tabelle IV angegeben, drastisch erniedrigt werden
können, obgleich dies mit einer gewissen Abnahme in der Lagerstabilität, verglichen mit dem Fall, bei welchem die
Imidazolverbindung allein als Härtungsmittel verwendet wurde, verbunden ist. Eine? Erniedrigung von mehr als 8O0C in der
Härtungstemperatur ist möglich, insbesondere mit inerten Härtungsmitteln, wie Dicyandiamid oder Benzoguanamin.
100 Teile Epikote 1001, 4 Teile von Dicyandiamid und 3 Teile von 2-n-Pentadecylimidazol, wobei sämtliche Materialien
auffeine Teilchengröße, entsprechend einem Sieb mit eineijlichten Maschenweite von etwa 0,048 mm (300 mesh)
pulverisiert worden wansi, wurden in einem V-Mischer gründlich
gemischt, um eine Epoxyharzmasse zu bilden. Die sich ergebende Pulvermasse wurde gleichförmig auf ein kaltgewalztes
Stahlblech mit einer Dicke von 0,8 mm aufgestäubt und während 30 Minuten bei 120°C erhitzt. Es wurde dabei
ein imjwesentlichen farbloser, transparenter, schoner,
überzogener Gegenstand erhalten. Somit kann diese Masse für ein Pulverzerstäubungsverfahren oder Pulveraufs treuverfahren
zur Anwendung gelangen. Das Pulver besitzt eine gute Fließfähigkeit und kann für ein Kompressionsformverfahren
oder Preßspritzverfahren verwendet werden.
Die Pulvermasse wurde auf ein kaltgewalztes Stahlblech mit einer Größe von 1,6 χ 25 χ 100 mm aufgebracht und es
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wurde ein Stahlblech von der gleichen Größe in Überlagerung darauf mit einer Überlappungslänge von 12,5 mm aufgebracht.
Die Hqsstr ., : wurde bei 1200C während 20 Minuten gehärfc
tet. Dann wurde das obere Stahlblech bei einer Querkopfgeschwindigkeit
von 1,25 mm^min abgezogen und die Zugscherfestigkeit
wurde gemessen. Es wurde gefunden, daß die Bindungsfestigkeit, gemessen nach diesem Verfahren,
150 kg/cm betrug.
B ei spiel 5
Epikote 828 75 Teile
Epikote 871 (Diglycidylester von ungesättigtem Pettsäuredimeren)
15 "
Butylglycidyläther (Verdünnungsmittel) 10 " 2-n-Heptadecylimidazol (100 mesh) φ "
Die vorstehend aufgeführten Bestandteile wurden durch Rühren in einem Rührbehälter zur Bildung einer
fließfähigen Masse von niedriger Viskosität für Gießzwecke gemischt. Bei Härtung bei 1200C wahrend 20 Minuten
härtete diese Masse zu einem transparenten, gehärtenen Brodukt. Vor dem Härten war die Masse halbtransparent-
Das gehärtete Produkt hesaß eine Shore-Härte D von 95 und einen spezifischen Volumenwiderstand von
4,9 x 10 ^ Ohm-cm bei Raumtemperatur und atmosphärischem
Druck. Die Lagerstabilität von dieser Masse betrug mehr als 2 Monkte bei Raumtemperatur, gemessen nach dem
vorstehend beschriebenen Verfahren.
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Beispmel 6
Epikote- 828
Polypropylenglykol (Mol.Gew. 700) Benzoguanamin
2-n-Heptadecyliinidazol (20 msJ3h)
Bentone J4- ( organischer Bentonit, Thixotropes Mittel)
Soarlex DH (Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymerisat)
Schweres Calciumcarbonat
Calciumgelb (Färbemittel) Phthälocyaninblau (Färbemittel)
Toluol
100 Teile 20 " 10 " 8 "
15 "
7 | Il | ,5 |
30 | Il | ,2 |
2 | ||
0 | ||
40 |
Lie vorstehend aufgeführten Teile und Bestandteile mit Ausnahme von 20 Teilen Toluol wurde mittels einer
Kneteinrichtung der Z-Art vorgemischt und zweimal durch •einen Dreiwalzenmischer durchgeführt, um ein ausreichendes
Kneten auszuführen. Der Best an Toluol (20 Teile) wurde der gekneteten Mischung in der Kneteinrichtung zugegeben und
die Mischung wurde unter verringertem Druck gerührt, wobei eine Eintauch-Überzu^smasse (Überzugs- oder Beschichtungsmasse
für das iantauchverfahren) erhalten wurde. Deji erhaltene Masse war eine grünblaue Flüssigkeit mit einer
Viskosität von etwa 5000 cp, die nicht suspendierend war.
Wenn beispielsweise em Mylar- E-lmkondensatör/in
die Masse bei Raumtemperatur eingetaucht und dann bei 120^ erhitzt wurde, härtete die Masse in etwa 2b Minuten
vollsätndig, wobei ein gleichförmiger Film mit einer
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Dicke von 0,5 Ms* 1 mm erhalten wurde. Das gehärtete Produkt
besaß einen spezifischen Volumenwiderstand von 1,5 χ Ohm-cm in Normalzustand. Die Stabilität bei Lagerung dieser
Masse bei Raumtemperatur betrug mehr als 3 Monate.
Epikote 828 5o Teile
Dow Epoxy DER-732 (Polyalkylenglykoldiglycidylather)
3o "
Epikote 152 (iTovolak-Phenplpolyglycidyläther)
2o "
Dicyandiamid 5 "
2-n-Heptadecylimidazol 6 "
Bentone 34 15 "
Aluminiumpulver (Teilchengröße entsprechend einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von o,o44 mm
(325 mesh)) 6o "
Die vorstehend aufgeführten Bestandteile wurden mit einer Kneteinrichtung vom Z-Typ vorgemischt, einmal durch
einen Dreiwalzenmischer geführt und erneut in der Kneteinrichtung vom Z-Typ bei verringertem Druck unter Entschäumen
gemischt. Die so erhaltene Masse war eine viskose nicht-suspendierende Paste mit einer Viskosität von
5oo ooo cp, die als Metallklebstoff und als Lötmittel für das Zusammen- oder Aufbauschweißen von Metallblech
geeignet ist. An dem Metall wurde keine Korrosion beobachtet.
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Die Härtung von dieser Masse kann bei 1OO°C während 60 Minuten, bei 1600C während 10 Minuten oder bei
. 2000C während 5 Minuten aufgeführt werden und es wurde
wenig Wirkung einer Überhärtung (Temperatur und Zeit) festgestellt.
Die Lagerstabilität . dieser Masse bei Raumtemperatur betrug mehr als 3 Monate,
Die so erhaltene Masse wurde als Überzug oder Beschichtung auf ein Stahlblech aufgebracht und es wurden
verschiedene Versuche, wie in der nachstehenden Tabelle Y angegeben, ausgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls
in Tabelle V aufgeführt.
Versuch | Prüfver fahren |
Versuchs ergebnisse |
Härtungsbedingung gen |
:90 30 |
min min |
|
1 | .Zugscher- | ASTM | 30 | min | ||
prüfung (kg/cm2) |
D1002-64 | 215 220 |
1003C, 12O5C, |
48 | Stunden w\m |
|
240 | 1401C, | 40 | min | |||
2 | . Zugrjpüf ung | ASTM D897-49 |
235 | 16O3C, | ||
3 | .Reißprüfung | ASTM D1062-51 |
590 | 14O3C, | ||
Aus den in den vorstehenden Beispielen erhaltenen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Epoexyharzmassen gemäß
der Erfindung mühelos hergestellt und gehandhabt
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werden können und eine'ausgezeichnete Wärmehärtbarkeit
bei tiefer Tempefatur und Lagerstabilität besitzen. Aufgrund
dieser überlegenen Eigenschaften kann die Masse gemäß der Erfindung Anwendung innerhalb eines breiten
Bereichs von Gebieten, z.B. Beschichten, Überziehen, Binden, Verkleben, Füllen oder Abdichten und Vergießen
finden.
Beispiel 8 und Vergleichsbeispiel 2
•Die Anteile (1) (7), wie in Tabelle VI gezeigt,
wurden mit Hilfe e:'.nes Senkrecht-Mischers oder einer Kneteinrichtung
der Z-Art homogen geknetet und dann durch einen Dreiwo_lzenmischer geführt. Die Mischung wurde zur
Mischeinrichtung oder Kneteinrichtung zurückgeführt,
worauf die Anteile (8) und (9) zugegeben wurdey». Die
Mischung wurde während etwa 1 Stunde bei verringertem Druck von 5 bis 10 mm Hg gerührt, um eine Einteil-Pasteninasse
mit einer überlegenen haltbaren Hafteigenschaft zu bilden.
Die Masse von Vergleichsbesipel 2 wurde in gleicher Weise mit der Abänderung hergestellt, daß kein Korrosionsschutzpigment
verwendet wurde. Die Menge von dem Anteil (9) der Masse von dem Vergleichsbeispiel 2 wurde
so geändert, um die Viskosität der Masse und den Volumenprozentsatz des Füllstoffes im wesentlichen den entsprechenden
Werten der Zusammensetzung von Beispiel 8 gleich zu machen.
Unter Anwendung eines Stahlbleches (JIS G-314-1) wurde
ein Versuchs- oder Probestück zur Bestimmung der Zugscherbindungskraft
(ASTM D1002-64) hergestellte Die Härtung wurde bei 14O0C während 40 Minuten ausgeführt. Der
Feuchtigkeitsbeständigkeitstest wurde während 21 Tagen
in einer bei 5O0C und 100% relativer Feuchtigkeit gehaltenen
Atmosphäre ausgeführt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VI aufgeführt.
Bei spiel 8 |
Ver^lefd/is- beispiel 2 |
Anteil | • | |
Epikote 828 | 40 Tei | e 40 Teile | (D | |
Epikote 834 | 10 | 10 | (2) | |
Epikote 871 | 30 | 30 | (3) | |
. Dow Chemikal mit ure- | ||||
thanmodifiziertem | ||||
Epoxyharz XD-3599 | 20 | 20 | (4) | |
Dicyandiamid | 8 | 8 | (5) | |
2MI-AZINE* | 4 | 4 | (6) | |
. Bentone 34 | 12 | 12 | (7) | |
Rotblei | 40 | _ | (8) | |
Feinzerteiltes Alumi | ||||
niumpulver (200 mesh) | 60 | 80 | (9) | |
Zugscherbindungsfestig- keit vor dem Feuchtig keitstest (kg/cm2) |
238 | 247 | ||
Zugscherbindungsfestig- | ||||
keit nach dem Feuchtig | ||||
keit st e st (kg/cm2) | 221 | 128 | ||
Beibehaltung (%) der Bindungsfestigkeit nach dem Feuchtigkeits test |
92,8 | 51,8 | ||
Zugscherbindungsfestig- ■keit nach erhitzen bti |
||||
ο 0 *~ während 21 Tagen |
233 | 239 |
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Aus den erhaltenen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Masse von Beispiel 8 kakm eine Abnahme der Bindungsfestigkeit selbst nach dem Feuchtigkeitsbeständigkeitstest
aufweist, verglichen mit der Masse von Vergleichsbeispiel 2, wodurch ein bemerkenswerter Effekt des Korrosions
schutzpigmentes angezeigt wird.
* 2 MI-Azine ist 1-(2,4-Diamino-s-triazin-6-äthylen)-2-methylimidazol
mit der nachstehenden Strukturformel:
9H3
C=C'
t I i
H H
Me Anteile (1) und (2), wie in der nachstehenden
Tabelle VII angegeben, wurden mit Hilfe: eines Senkrechtmischersoder einer Kneteinrichtung vom Z-Typ gleichförmig
gemischt und nach Zugabe des Anteils (3) wurde die Mischung während etwa 1 Stunde bei 5 his 10 mm Hg gerührt,
um eine Epoxyharzmasse zu bilden, die das anorganische
Korrosionsschutzpigment enthält.
Die Masse von Vergleichsbeispiel 3 wurde ohne den Zusatz des Anteils (2) hergestellt.
Nach dem Mischen der Massen von Beispiel 9 und Vergleichsbeispiel 3 wurden die gleichen Untersuchungen, wie
vorstehend in Beispiel 8 angegeben, ausgeführt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VIl
aufgeführt·
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Bei spiel 9 |
Vergleidts- beispiel 3 |
Anteil | * | |
Epikote 828 | 100 Teile | 100 Teile | (D | |
Bleicyanamid | 20 | - | (2) | |
Versamide 140 (Härtungsmittel) |
100 | 100 | (3) | |
Zugscherbindungsfestig- keit vor dem Feuchtig keitswiderstandstest (kg/cia^) |
110 | 101 | ||
Zugscherbindungsfestig- keit nach dem Feuchtig keitswiderstandstest (kg/cm2) |
93,7 | 35,2 | ||
Beibehaltung (%) der Biridungefestigkeit nach dem Feuchtigkeits widerstandstest |
85,2 | 34,9 |
•Aus den Ergebnissen der vorstehenden Tabelle VII ist ersichtlich, daß die Masse von Beispiel S eine wesentlich
überlegene Beibehaltung der Bindungsfestigkext verglichen mit der Mossd. von Vergleichsbeispiel 3»
aufwies. Die Masse von Beispiel 9 ist daher für Anwendungszwecke geeignet, die eine Haltbarkeit der Haftung
erfordern·
Die Anteile (4) und (5) wurden mit dem Anteil (1) worgemischt und durch den Dreiwalzenmischer geführt, um
eine gleichförmig dispergiarte Paste zu erhalten. Die Anteile (2) und (3) wurden unter Anwendung eines Senkrecht-
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mischers der ErMtzungsart bei 70 bis 8O0C gerührt. Nachdem
das feste Harz vollständig gelöst war, wurden die Anteile (6) biä (8) zugegeben und die Mischung wurde bei
5 bis 10 mm Hg gerürjät. Die vorstehend erhaltene dispergierte
Paste wurde zu der sich ergebenden Mischung zugegeben, deren Temperatur auf 50 bis 600C erniedrigt worden war.
Die Mischung, wurde während kurzer Dauer bei 5 "bis 10 mm Hg
gerührt und dann in einen Extruder gegossen, wobei darauf geachtet wurde, daß kein Schaum eingeführt wurde. Die Masse
wurde in Bahnenform auf ein FraL^W. ©cW /MolStepafL&r <WcW
fti-vxa. "övlsjt- extrudiert und unter Kühlen aufgewickelt,
wobei eine bahnenartige Masse erhalten \*urde.
Die in Tabelle Viii ange|öWirf Λ Masse von Vergleichsbeispiel 4 wurde in gleicher Weise, wie vorstehend angegeben,
mit der Abänderung hergestellt9 daß kein Korrosionsschutzpigment
zugegeben wurde.
Die so erhaltene bahnenartige Masse war zum Verlöten der gebundenen Teile von Platten einer Karosserie für
Kraftfahrzeuge geeignet. Die Platte mit einer Dicke von etwa 4 mm wurde auf den Karosserieteil zum Anhaften gebracht
und während 2 bis 3 Minuten mit Heißluft (etwa 3OO "Q) erhitzt, um sie zu härten. Der verschweißte Teil
wurde geschnitten und oberflächenbehandelt.
Die Massen von Beispiel 10 und Vergleichsbeispiel 4 wurden mit Bezug auf die in Beispiel β angegebenen Eigenschaften
in gleicher Weise, wie dort beschrieben, geprüft. Das Härten wurde während 40 Minuten bei 140 0C
ausgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VIII aufgeführt.
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Bei spiel 10 |
Verg/eicds — beispiel 4 |
Anteil | |
Ί Epikote 828 |
15 Teile | 15 Teile | (D |
Epikote 1001 | 50 | 50 | (2) |
Epikote 871 | 35 | 35 | (3) |
Dicyandiamid | 5 | 5 | (4) |
2-n-Heptadecylimi- dazol |
10 | 10 | (5) |
Be^ fane. 34 | 10' | 10 | (6) |
Talk | 50' | 60 | (7) |
Zinkchroraat | 30 | _ | (8) |
Zugscherbindungsfestigkeit vor dem Feuchtigkeitsv/ider- standstest (kg/cm2) |
135 | 147 | |
Zugscherbindungsfestigkeit nach dem Feuchtigkeitswide»· Standstest (kg/cm^) |
130 | 63 | |
Beibehaltung (%)der Bindungs- festigkeit nach dem Feuchtigj keitsv/iderstandstest j 96,3 |
42,9 | ||
Aus den in der vorstehenden Tabelle VIII aufgeführten Ergebni.-sen ist ersichtlich, daß die Masse von Beispiel
10 eine bei weitem überlegene Beibehaltung der Bindungsfestigkeit, verglichen mit der Masse von Vergleichsbeispiel
4- aufwies und daß das anorganische antikorrosive Pigment vom Chromattyp, das verwendet worden
war, sich in gleicher V/eise wirksam erwies.
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Beispiel 11 | Epikote 828 | 60 | Teile |
^pikote 871 | 30 | 31 | |
DOÄ Epoxy 2D-3599 | 20 | It | |
2-n-Heneicoxylimidazol | 18 | It | |
Strontiumchromat | 10 | tt | |
Eotblei | 20 | Il | |
EaIk | 30 | It | |
Bent one 34- | 15 | tt | |
Me vorstehend aufgeführten Bestandteile wurden mit Hilfe einez? Kneteinrichtung vom Z-Typ gorgemischt und
zweimal durch einen Dreiwalzenmischer geführt· Die Mischung wurde dann in die Z-Kneteinrichtung zurückgegeben
und unter Entschäumen geknetet. Die sich ergebende Masse war eine nichtsuspendierendej viskose, pastenartige Epoxyharzmasse.
Unter Verwendung einer Preßpumpe wurde die Masse an einen gewünschten Ort abgegeben. Ein Mylar-Film mit
einer Dicke von 0,05 mm wurde entlang der abgegebenen Masse angebracht und ein Erhitzer mit einer bei 200 0C gehaltenen
Heizplatte wurde gegen die extrudierte Masse durch den Mylar-3?ilm so gepreßt, um das Härten der Masse
zu bewirken. Die maximale Dicke der Masse zu diesem Zeitpunkt betrug 4 mm und die für das Härten erforderliche
Zeitdauer war 7 Minuten.
Der überzogene Gegenstand wurde geschnitten, poliert oder geschliffen und in üblicher Weise fertigbearbeitet·
Der oWflS^sv^WUoiMsUJbcüberzug war sehr schön und es war
kein Unterschied im Oberflächenaussehen zwischen dem Überzug und dem Substrat stahlblech irorhandeno
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Wenn dieser überzogene Gegenstand während 72 Stunden
stehen gelassen wurde und zwar in einem auf 50 0C und100%
rel .Feuchtigkeit konditioniert en Behälter, wies die Überzugs
oberfläche den gleichen Zustand wie vor dieser Behandlung
auf und es war kein wahrnehmbares Auftreten von Blasen
vorhanden.
Die Eigenschaften der Epoxyharzmasse nach dem Härten
. wurden gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten ™ wurden.:
1.) Härtungseigenschaf ten:
Die Massen wurde in einem Heißluftofen getrocknet. Die Temperatur und die Dauer, die für das Härten der Masse
zu einem Produkt, das geschnitten und poliert oder geschliffen werden konnte, erforderlich waren, wurden bestimmt.
120 1C 18 Minuten
150 % .6 Minuten
200 1C 2,5 Minuten
2. Zugscherbindungsfestigkeit (ASTE D10Ö2-62):
Die Masse wurde bei I50 C 15 Minuten lang auf einer
kaltgewalzten Stahlplatte zur Herstellung einer Probe wärmegehärtet. Es zeigte sich» dass die Probe eine Zugscherbindungsfestigkeit
von 175 kg/cm2 hätte.
5. Zugscherbindungsfestigkeit nach dem Feuchtigkeitswiderstandstest
(ABTll D 1002-64-):-
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<τ] ιΠ I *% A ί~-
Ein in gleicher Weise, wie vorstehend unter (2)'beschri*
ben, hergestelltes Probestück xvurde während 21 Tagen in
einem auf 500C und 100 % relative: feuchtigkeit konditionieren
Behälter stehengelassen· Es wurde gefunden, daß das Probestück eine ZugscherMndimgsfestigkeit nach dem
Feuchtigskeitsbeständigkeitstest von 162 kg/cm aufwies5
wodurch eine Beibehaltung der Bindungsfestigkeit von 922 6%
angezeigt wurde.
Beispiel 12 | Spigote 1001 | 5© | Teile | CD |
Epikote 828 | 15 | 86 | . (2) | |
Epikote 871 | 1X? | II | (3) | |
Bentone 34 | 10 | 99 | (4) | |
Titanweiß | 5 | üi | (5) | |
Eußpulver | • o? | 2 88 | (6) | |
SaIk | SQ | Il | (7) | |
Dicyandiamidpulver | 5 | Il | (8) | |
2-n- Heptadecylimidazolpulver | 10. | Il | (9) | |
Die Anteile (8) und (9) wurden mit dem Anteil (2) vorgemischt und dann mit einem Dreiwalzenmischer geknetet,
wobei eine gleichförmig dispergierte Paste erhalten wurde» Die Anteile (1) und (3^ wurden bei 70 bis 800C unter Anwendung
einer Kneteinrichtung der Erhitzungsart, z.B·
einer Kneteinrichtung vom Z-Typ oder eines Senkrechtmischers
gerührte Nachdem das feste Harz vollständig gelöst war,
wurden die Anteile (4) bis (7) zugegeben. Die Mischung wurde gründlich unter einem Vakuum von 5 bis 10 mm Hg
gerührt· Die dispergierte Paste wurde zu der Mischung zugegeben, deren Temperatur auf 50 bis 600G herabgesetzt
v/orden war. Die Mischung wurde während mehrerer Minuten "unter yakuum gerührt. Die Mischung wurde dann in einea
209833/
Extruder gegossen, wobei darauf geachtet wurde, daß kein Schaum eingeführt wurde. Die Mischung wurde durch eine
. Düse mit einer Dicke von 4 mm und einer Breite von 100 mm "bei etwa 40 0C auf ein zweiseitiges Ablösepapier extrudiert
und unter Kühlung aufgewickelt, wobei eine bahnenförmige Masse gebildet wurde· Diese Masse besaß eine gewisse
Klebrigkeit und eine ausgezeichnete Plastizität bei Raumtemperatur und konnte mühelos von dem Ablösepapier abgestreift
werden.
Das Bahnenmaterial wurde auf eine geeignete Länge (gewöhnlich 50 bis 100 mm) bei dem Verfahren des Zusammenbaues
oder der Montage von Atfjiomobilteilen geschnitten und
dicht auf die zi^verschweißenden Teile einer Eraftfahrzeugkarosserie
zum Anhaften gebracht, die mit einem Lösungsmittel gereinigt worden waren, wobei es unter Anwendung
von Pingerdruck (use of a finger ti£) gebunden wurdeo Der
geklebte Teil wurde mit einer Walze oder Rolle völlig gerieben, worauf der Ablösefilm entdiennt wurde 0 Wenn die
Bildung einer dünnen geschweißten Masse erwünscht war, wurde eim. dicker Teflonfilm z,B. auf diese gelegt und
" sie wurde langsam und kräftig durch eine Walze gedehnt. Dann wurde Heißluft, die bei etv/a 3000C gehalten war,
gleichförmig auf die Mitte des geschweißten oder gelötefeen Teils angewendet und abwechselnd auf das Unterlagestahlblech
in Nähe des gelöteten Teils. Das Erhitzen wurde nach etwa 2 Minuten abgebrochen, wenn die Oberfläche
im wesentlichen verfestigt war, worauf ein anderer Teil in gleicher Weise behandelt wurde.Nach Abkühlen
wurde der gelötete Teil mit Hilfe einer Sandpapierscheibe geschliffen und gewünschtenfalls einer
Naßsandbehandlung (wet sandig) unterworfen. Dann wurde eine übliche Überzugsstufe ausgeführt.
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Das äußere Aussehen der geschweißten oder gelöteten Teile des fertiggestellten Automobils wies ein schönes
"Überzugsausseien auf und es wurde kein Unterschied zwischen
diesen und den Stahlblechen beobachtet. Überdies trat bei einem Eauf- oder Fahrtest auf schlechten Stra; Ben unter
Verwendung eines Testwagens keine derartige Störung, wie z.B. eine Spaltung an den gelöteten Teilen, selbst nach
Fahren von 5OQO km auf.
Die Grundeigenschaften von dieser Zusammensetzung
wurden wie folgt, gemessen.:
1.) Härtungseigenschaften (in einem Heißluftofen):'
12Q0C 15 Minuten
14O0O 8 Minuten
16Q0C 5 Minuten
1800C ' 5 Minuten
2.) Ha-JCtprüfung (Zugscherbindungsfestigkeit ASTM D1002-64·):
gehärtet bei 1200O während 30 Minuten 158 kg/cm2
3·) Stäbcheneigenschaften (dumbell properties) des gehärteten Produktes:
Gehärtet bei 1200C während 30 Minuten
Gehärtet bei 1200C während 30 Minuten
Dehnung 3,5%
Zugfestigkeit | Beispiel 13 | Bpikote 834- | 275 | p kg/cm |
It |
Epikote 871 | 5 » | ||||
'fhiokol LP-3 (flüssiges Polysulfid- | 65 | Teile | |||
polymeres) | 10 | It | |||
Bentone 34· | |||||
Titanweiß | 25 | It | |||
RaB | 6 | It | |||
5 | |||||
O)
Teile | (7) | |
6α· | Il | (8) |
15 | Il | (9) |
15 | Il | da) |
- 50 -
Glimmerpulver (Teilchengröße entsprechend einem Sieb mit einer
lichten Maschenweite von etwa
0,058 mm (250 mesh))
Ton
lichten Maschenweite von etwa
0,058 mm (250 mesh))
Ton
Benzoguanamin (Pulver)
2-n-Heneicosylimidazol (Pulver)
2-n-Heneicosylimidazol (Pulver)
Der Mt eil (3) wurde mit den Anteilen (10) und (9)
vorgemischt und einmal oder zweimal . durch einen Dreiwalzenmischer geführt, um eine gleichförmig dispergierte
Paste zu "bilden. Die Anteile (1) und (2) wurden gleichförmit
in emiier Kneteinrichtung (z.B. einer Kneteinrichtung
der Z-SEct, vorzugsweise einer Kneteinrichtung vom Senkrecht-Typ)
gemischt, worauf die Anteile (4·) Ms (8) zugegeben wurden. Die Mischung wurde unter einem Vakuum von 5 "bis
mm Hg gründlich gerührt. Die erhaltene Mischung wurde in einen Extruder gegossen, wobei darauf geachtet wurde, daß
kein Schaum eingeführt wurde, und wurde auf einen zweiseitigen Ablöse- oder Ireigabefilm aus äiner Düse mit
einer Dicke von 3 mm und einer Breite von 100 mm gxtrudiertoDas
extrudierte Produkt wurde 1 "bis mehrere Talje lang bei 300G stehen gelassen. Das exfcrudierte Bahnenmaterial
bildete eine halbfeste Bahn mit einer mittleren Klebrigkeit und konnte mühelos von dem Äblösefilm entfernt
werden.Dieses Bahnenmaterial wurde für VerlÖtungszwecke
in gleicher Weise, wie in Beispiel 12 beschrieben, verwendet.
Die Grundeigenschaften der sich ergebenden Masse wurden gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:
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1. Härtungseigenschaften:
120,0C . 25 Minuten
1400C 13 Minuten
160°C · 8 Minuten
2. Haftungsprüfung (Zuascherbindungsfestigkeit ASTM
D1002-64): ' .
Gehärtet bei 1400C während 30 Minuten: 165 kg/cm2.
3. Stäbcheneigenschaften (dumbell properties) des gehärteten Produktes:
Gehärtet bei 1400C während 30 Minuten:
Zugfestigkeit: 175 kg/cm
Dehnung: 12,5%
Dehnung: 12,5%
Beispiel 14 | Epikote 1004 | 20 | Teile | (D |
Epikote 1001 | 30 | ti | (2) | |
Epikote 871 | 5a | Il | (3) | |
Bentone 34 | 15 | Il | W | |
rotes Eisenoxyd | 50. | Il | (5) | |
Ton | 3a- | It | (6) | |
Diaminodiphenylsulfon | 20 | It | (7) | |
2-n-Heptadecylimidazol | 10 | It | (8) | |
Toluol | 3a | Il | (9) | |
Ein Teil des Anteils (3) wurde mit den Anteilen (7) und (8) vorgemischtund einmal oder zweimal durch einen
Dreiwaisenmischer geführt, um eine gleichförmig dispergierte Paste zu bilden. Die Anteile (1) bis (3) wurden bei
80 bis 1000C mit Hilfe einer Kneteinrichtung der Erhitzungsart (z.B. einer Kneteinrichtung vom Z-Typ$ vorzugsweise
eine}1 Kneteinrichtung de$ Senkrechtart) geführt« Hach&em
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das feste arz vollständig gelöst worden war, wurde die
Temperatur der Mischung auf 5^ "bis 600O erniedrigt.. Der
Anteil (9) wurde dann zugegeben und die Mischung wurde auf Raumtemperatur unter Rühren gekühlt «Nach Kühlen wurden
die Anteile (4) bis (6) und die dispergierte Paste zugesetzt und die Mischung wurde gründlich bei einem verringerten
Druck von 20 bis 50 mm Hg gerührte Die erhaltene Masse
wurde als Beschichtung oder Überzug auf einen Ablöseoder Freigabefilm in einer Dicke von 2 mm und einerBreite
von etwa 100 mm aufgebracnt, wobei darauf geachtet wurde,
daß kein Schaum eingeführt wurde, worauf in einer Atmosphäre von Heißluft bii 30 bis 400O stehen gelassen wurde.
Das Lösungsmittel wurde verdampft und es wurde ein halbfestes Blatt- oder Balinenmaterial mit etwas Klebrigl:eit
erhalten, das für Yerlötungszwecke in gleicher Weise, wie
im Beispiel 12 angegeben, verwendet wurde.
Die Grundeigenschaften der Masse wurden gemessen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden:
1.) Härtungseigenschaftens
1200C 16 Minuten
1400O ' 8 Minuten
16Q0C ' 4 Minuten
2o) Haftungsprüfung (Zugscherbindungsfestigkeit
ASTM D 1002-64):
Gehärtet bei 1400C während 30 Minuten: 175 kg/cm2.
Gehärtet bei 1400C während 30 Minuten: 175 kg/cm2.
3.) Stäbcheneigenschaften des gehärteten Produkts: . Gehörtet bei 1400C während 30- Minuten:
Zugfestigkeit: " 215 kg/cm2
Dehnung: 592 %
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Epikote 1001 50 Teile
Epikote 828 15 " (2)
Ep]ckote 871 . 35 " (3)
Bentone 34· 10; " (4)
Titanweiß 5 M (5)
Rußpulver 0,2 " (6)
Talk . 6Oj " (?)
Dicyandiamidpulver 5 " (8)
2-n-Heptadecylimidazο!pulver · 1Q: ff (9)
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Die Anteile (8) und (9) -wurden mit Anteil (2) vorgemischt
und im Dreiwalzenmischer gekettet, wodurch eine gleichmäßig dispergierte Paste erhalten wurde.
Die Anteile (1) und (3) wurden bei 70 bis 8O0C gerührt unter Verwendung eines Katers der Erhitzungsart,
wie einem Z-Kneter, vorzugsweise einem Senkrechtmiseher.
Nachdem sich das feste Harz vollkommen aufgelöst hatte, wurden die Teile (4) bis (7) zugegeben, und die Mischung
wurde bei einem verringerten Druck von 5 bis 10 mm Hg voll durchgerührt· Die Temperatur der Mischung wurde
auf 50 bis 60 0C verringert, und die dispergierte Paste
väräe zugegeben. Die Mischung wurde dnige Minuten lang
unter Vakuum gerührt, und dann in einem Extruder eingegossen, wobei Sorge getragen wurde, daß kein Schaum
eingeführt wurde/ worauf man auf zweiseitiges Ablösepapier
bei etwa 4Q0C durch eine Düse mit einer Dicke von 4 mm
und einer Breite von 1oo ram extrudierte. Es wurde dann unter gleichzeitigem Kühlen aufgewickelt, wodurdh eine
\ .platten- oder bahnenförmige Kasse erhalten wurde,
die eine gewiss^ Klebrigkeit und eine gute Plastizität bei Raumtemperatur aufwies, die leicht von dem Ablösepapier
abgezogen werden konnte.
Die erhaltene Blatten- oder bahnenförmige Masse wurde zum Löten einer Äutokarosserie verwendet, die auf dieselbe
Weise wie in Beispiel 12 beschrieben erfolgte, und es wurden ähnlich gute Resultate erzielt·
Die grundlegenden Eigenschaften der erhaltenen wurden wie folgt gemessen;
1« Härtungseigenschaften (in einem Heißluf&ofenjP
1200C 15 Minuten
140 8
160 5
180 5
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11 ο L-, s υ ^
2. Haftungstest ( Zugseherbindungsgestigkeit ASI'Ii
DI002-64)
Gehärtet bei 12O0C während 30 Minuten; 153,Im/ca
3. Dumbbell-Eigenschaften dis gehärteten Produktes?
Gehärtet bei 1200O während 30 Minuten Zugfestigkeit: 275 kg/cm2
Ausdehnung: 3,
Epiköte 834 Epikote 871
Thiokol LP-3 Bentone 34 Titan-Weiß
Ruß
Mica-Pulver (250 mesh) Ton
Benzoguanamin (pulverförmig)
2-n-Heneicosylimidazol (pulverförmig) 15
Der Anteil (3) wurde mit den Anteilen (9) und (10) vorgemischt, und ein»oder zweimal durch den Dröiwalzenmischer
gegeben, wodurch eine gleichmäßig dispergierte Paste erhalten wurde. Die Anteile (1) und (2) wurden
mit Hilfe eines "Xneters (z.B. Z-Kneteir, vorzugsweise
einem SenkrechtmischerJ gemischt, und dann wurden die Anteile
(4) und (8) zugegeben. Die Kischung wurde unter einem Vakuum von 5 bis 10 mm Hg gründlich gemischt und in
65 | Seile | CD |
10 | (2) | |
25 | (3) | |
66 | (4) | |
y O5 |
,5 | l5J ■ (6) |
20 | "(7) | |
60 | (8) | |
15 | (9) | |
15 | (10) |
209833/09
Extruder eingegossen, -wo"bei Sorge getragen wurde,
daß kein Schaum eingeführt vnxräe. Die Mischung wurde
auf einen zweiseitigen Ablösefilm durch eine Düse mit einer Dicke von 3 mm und einer Breite von 100 mm
extrudiert, und während einiger Tage bei 30 C
stehengelassen. Die extrudierte Platte oder Bahn wurde dannVeinerhalbfeste Platte oder Bahn mit einer mäßigen
Klebrigkeit, und konnte leicht von dem Ablösefilm abgezogen werden. Die erhaltene Platte oder Bahn wurde
auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise für lötzwecke verwendet.
Die G-rundeigenschaften der Masse wurden wie folgt
gemessen!
1. Härtungseigenschaften:
1200C 25 Minuten
140 13 Minuten
160 8 Hintuen
2, Haftungstest fSugscherbindungsfestigkeit
ASTM D 1002-64):
Gehärtet ^ei 1400C während 30 Minuten;
165 kg/cm1"
3» Dumbbell-Eigenschaften des gehärteten Produktes:
Gehärtet bei 1400G während 30?Minuten;
Zugfestigkeit: 175 kg/cm Ausdehnung: 12,5$
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Beispiel 1 | Epikote 1004 | 7 | 20 Teile | (D |
Epikote 1001 | 5Q | (2) | ||
Epikote 871 | 50 | (3) | ||
Bentone 34 | 15 | (4) | ||
Roteisenoxyd | 50 | (5) | ||
Ton | 30 | (6) | ||
Diaminodiphenylsulfon | 20 | (7) | ||
2-n-Heptadeöylimidazol | 10 | (8) | ||
Toluol 30
Ein Teil von Anteil (3) wurde mit den Anteilen und (8) vorgemischt und die Mischung wurde ein-'oder
zweimal äureh einen Dreiwalzenmischer gegeben, wodurch eine gleichmäßig dispergierte Paste erhalten wurde.
Die Anteile (1) und (3) wurden bei 80 bis 1000G mittels
eines ^neters der Erhitzung;sart (z.B. einem Z-Kneter,
vorzugsweise einem Senkrechtmischer) gerührt. Nachdem
sich das feste Harz vollkommen aufgelöst hatte, wurde die Temperatur der Mischung auf-50 bis 600C verringert,
und, nachdem Anteil (9) zugegeben;worden war, wurde die
Mischung durch Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt, ^ach
der Abkühlung wurden die Anteile (4) bis (6) und die dispergierte T5^s ta, zugegeben, und die Mischung wurde
bei einem verringerten Dyöjck von 20 bis 50 mm Hg gründlich
gerührt. Die erhaltende Masse wurde auf einem Ablösefilm von einer Stärke von 2 mm ; * und einer Breite
von etwa 100 mm-aufgetragen, wobei Sorge getragen wurde, da/3 kein Schaum eingeführt wurde, und in Heißluft bei 30 bis
400C stehengelassen, zur Verdampfung des Lösungsmittels-ir
209833/0997
Die erhaltene halbfeste Platte oder Bahn, hatte eine
gewisse Klebrigkeit und war in gleicher V/eise wie in Beispiel 12 zum Löten geeignet.
Die Grundeigaischaften der Masse wurden wie folgt
gemessen:
1, Härtungseigenschaften:
1200C 16 Minuten
140 8
160 4
2, Haftu^gstest (Zugscherbindungsfestigkeit
ASTM D1002-64):
Gehärtet bei 14O0C während 30 Minuten;
175 kg/em2
3, Dumbbell-Eigenschaften des gehärteten Produktes:
,
Gehärtet bei 14O0C während 30 Minuten
Zu#stigkeit: 250 kg/cm2 Ausdehnung: 5,2 ^
Beispiel | Ipikote828 | I | 18 | II | III |
Epikote 871 | 60 | 60 Teile | 60 Teile | ||
Betone 38 | 40 | Teile | 40 | 40 | |
Titanweiss (Rutil) | 15 | 15 | $5 | ||
Ruß | 10 | 10 | 10 | ||
IaIk | o, | 0.5 | 0,5 | ||
2~n-Pentadeeylimidazol | 50 | 5 | 50 | 50 | |
2-n-Heptadecyliiaidazol | 8 | - | - | ||
2-n-Henei co sylimidazöl | - | 10 | - | ||
_ | 15 | ||||
209833/0997
ι h & J u
Diese Teile wurden mittels eines Z-Sneters Türge=
mischt und zweimal durch einen Oreiv/alzenmiseher gegeben. £ie Mischung wurdö dann wieder in einen Z-Kneter gegeben, entschäumt und bei einem verringerten'Druck von
3 bis 10 mm Hg gemischt, wodurch eine pastenartige ^ srhalten wurde.
Die erhaltende Epoxyharsmasse wurde auf eines-Platte
bzw. Bahn aus entfettetem Stahl in einer % ύοώ. etwa 3 mm aufgetragen, und während 15 Minuten in
einem Heißluftofen bei 1600C gehärtet, worauf gekühlt
v/urde. Sie beschichteten gelöteten Seile mirden mit
Schmirgelpapier =$£ 80 geschliffen und poliert9 und dann
ait Schmirgelpapier =φ 240, bis kein Höhenunterschied
zwischen eier Oberfläche der Stahlplatte und dem.
len der gelöteten !Peile mehr "bestand«
Die Stahlplatte wurde dann einer Reihe von Behandlungen, die nachstehend angeführt sindg unterzogen und
dann beschichtet.
sigkeit ""*""""""°
(1) Entfetten aOP Ridoline4|24
(2) Säurebehand- ^CP Deoxidine
lung · au -!γι
Wasser gewa-
(3) Chemische Be- ACP Granodine handlung AV'45A
(4) nachbehandlung ACP Deoxilite
Slecron 1800
B.ehandlungsbedJK-gun.-;en
iliinuten lang bei 80 G eingetaucht 9
und mit
sehen
3 Hinuten lang bei 80 C eingetaucht und mit Wasser gewaschen
3 Minuten lang bei 75 C eingetaucht und mit Wasser gewaschen
1 Minute lang bei 70 C eingetaucht, Entfernung des l/assers
und Trocknung
3 Minuten lang bei 280 V behandelt, mit Wasser gewaschen und 30 Minuten lang bei
170 C gebacken.
209833/0997
Nach dem Backen der Slektroabscheidungsbeschichtung
wurde ein Lack dar Helasiinalkydart als zweite Schicht
auf die Stahlplatte öesprüht und 30 Minuten lang bei
1500C gebacken. Dann wurde die Stahlplatte mit Schmirgelpapier
^320, und darm, mit Schmirgelpapier 500
naßgeschliffen. Das Wasser wurde entfernt und die Stahlplatte
wurde getrocknet. Dann wurde eine Melaminalkydaussenschicht
für Autos auf die Stahlplatte gesprüht, und 30 Minuten lang bei 1500C gebacken. Me Oberflächenbeschaffenheit
äer Beschichtung wurde beobachtet und die Ergebnisse sind nachstehend angeführt.
Masse
Oberfläohenb
e s ch affenhe i t der Beschichtung
(D 8ehr
in)
sehr gut
(III)
sehr gut
Zu Vergleichszwecken wurden andere Härtungsmittel als Imidazol verwendet und die Oberflächenbeschaffenheit
der Beschichtung geprüfrg, Die Mengen der anderen
Bestandteile waren dieselben wie "bei den oben angeführten Massen (I , (II) -und (III), Die Ergebnisse sind nachstehend
angeführt»
Härtungsmittel
Dicyandiamid
Menge (Teil)
Härtung sb ed ingungen
15 Min.
Oberflächenbeschaffenheit .der Beschichtung
Beträchtliche Bildung feiner Blasen auf der gesamten Oberfläche der gelöteten
Teile; Un r ο c rjeIn äßgkο iten
csdor Unterschiedlichkeiten in der Oberfläche.
209833/0997
BAD ORIGINAL
Aeetoguanamin
10
200
60 min. Ditto
Isophtalsäurehy- 15 drazid
200üC, 20 min.
Bildung von Blasen einiger Größe auf der gesamten Oberfläche der gelöteten
Teile j Unregelmäfflgkeiten
oder Unterschiedlichkeiten der Oberfläche
Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor^ daß
die Epoxyharzmasse, die nur die Imidazolverbindung als
Härtungsmittel enthielt, eine stark überlegene Oberflächenbeschaffenheit der Beschichtung aufwies und den
strengen Anforderungen an die Außenoberflache einer
Autokarosserie voll entsprach«
Beispiel | Epikote 828 | 19 | 60 Teile |
Epikote 871 | 40 | ||
2-n-Heptadecylimidazol | 15 | ||
Bentone 38 | 15 | ||
Titanweiß (Anatase) | 10 | ||
RuG | .0,5 | ||
Kalk | 30 | ||
Rotblei | 20 |
Die,se Bestandteile wurden mit Hilfe eines Z-Kneters
!und zweimal durch den Dreiwalzenmischer gegeben, und die Mischung wurde wieder in den Z-Kneter zurückgegeben.
Dann wurden 50 Teile elektrolytisches Kupfer« pulver (500 mesh) zugegeben, und mit der Mischung
209833/099?
vermischt, während man unter verringertem Druck entschäumte. Die erhaltene Masse war eine nichteinsinkende
viskose, pastenförmige Epoxyharzmasse. Unter Verwendung einer Preßpumpe wurde die Masse auf den gewünschten Teil
aufgetragen, wobei Sorge getragen wurde, keinen Schaum einzuführen, und mittels eines Spatels ausgebreitet.
Eine, eine Heizvorrichtung enthaltene heiße Platte, die mit einem Teflonfilm überzogen war und der Form eines
zu verarbeitenden Teiles entsprach, wurde auf eine Oberflächentemperatur, von 2000G erhitzt und dann mit
der Beschiehtungsmasse gebunden, worauf gehärtet wurdee
Die maximale Beschichtungsdicke war 4 mm und die zum Härten benötigte Zeit betrug etwa 5 Minuten.
Daraufhin wurde der beschichtete Artikel geschliffen und durch Auftragen einer Beschichtung»auf herkömmliche
V/eise erfolgte, fertiggestellt. Die Oberflächenbeschaffenheit des Beschiditungsfilmes war sehr schön
und es wurde kein Unterschied in der Oberfläche zwischen dar Oberfläche der Stahlplatte und den gelöteten
oder wrt<?.«.W4«.rViw. Teilen beobachtet.
Bei der Herstellung der Öasse dieses Beispiels ist es auch möglich.zuerst eine Pastenmasse aus 2-n-IIeptadecylimidazol
mit einer geeigneten Menge an
Epikote 871 herzustellen unter Knetertnittels eines
Dreiwalzenmischers und Entschäumen der Mischung unter verringertem Druck,und anschließender Vermischung
mit den anderen Bestandteilen vor der Verwendung.
209833/0997
ώΠ843υ:;:
Die Eigenschaften dieser ^aa&e naih «es Hiärtsa.
sind nachstehend augeführta
1. Härtungseigensehaftens
Die Masse wurde in einem Heißliaftofen wärme=
gehärtet. Die Härtungstemperatur und die EeIt9 die Oe=
nötigt wurde "bis die Masse sieb, su einem sehleifbaren
Produkt härtete, wurden gemessen, Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführtι
1200O 15 Minuten
150
5
200 2
2. Zugsch; Wbindungsf estigkeit (ASIST D-1002-64) s
Die Hasse wurde 15 Minuten lang "bei 150 0G
gebärt-s4; auf einer kaltgewalzten Stahlplatte,) wodurch, eia
Probe erhalten wurde. Die Zugscher-Pesti^eit der erhaltenen
Probe war 165 kg/cm β
Beispiel | Epikott 828 | 15 | 20 | (1) |
Epikote1001 | 50 | !Teile | (2) | |
Epikott 871 | 35 | (3) | ||
2-n-Heneicosylimidazol | 10 | 14) | ||
Bentone 34 | 10 | (5) | ||
Talk | 50 | (6) | ||
Titaninmweiß (Rutil ) | 5 | (7) | ||
Ruß | 0 | (8) | ||
^leioxyd | 25 | ,3 | (9) | |
Die Anteile (1) und (4) wurden miteinander gemischt und dann mittels des Dreiv/alzenmisehers geknetet, wodurch eine gleichmäßige Paste erhalten wurde.
Die Anteile (2) und (3^ wurden bei 70 und 800C unter
Verwendung eines Xlneters der Erhitzungsart, wie
209833/099
ζ,Β, eines Z-Kneters, gerührt;, Säendem sich das feste
Harz vollkommen aufgelöst hatte, wurden die '1Ht eile
( 5')bis(9) zugegeben und die Mischung wurde bei einem
verringerten Druck von 5 bis 1 ο mm Hg gründlich gerührt.
Dann wurde die Temperatur der Mischung auf 50 bis 60 0C verringert, die dispergierte Paste
zugegeben, worauf .die Mischung einige Hinuten lang
unter Vakuum gerührt -wurde, -"ie erhaltene Masse wurde
in einen Extruder eingegossen, wobei Sorge getragen wurde, keinen Schaum einzuführen, und auf ein
zweiseitiges Ablösepapier durch eine Düse mit einer Dicke von 4 mm und einer Breite von 100 mm bei einer
Temperatur von etwa 4O0C extrudiert, worauf
bei gleichseitiger Kühlung aufgewickelt wurde, wodurch
eine Platten- öder bahnenförmige Masse erhalten
wurde. Diese Masse hatte eine gewisse Klebrigkeit und ausgezeichnete Plastizität und konnte leicht
von dem Ablcsepaier abgezogen werden. Die erhaltene Platte bzw* Bahn wurde in die für die Automobilmontage
gewünschte "Länge geschnitten und wurde mit den zu lötenden !eilen einer Airtokarosserie, die mit
einem Lösungsmittel gereinigt worden waren, durch mit der Pingerspitze ausgeübten Druck eng in naftung gebracht.
Sie wurde dann mittels einer Walze voll mit den-. selben gebunden, und dann wurde das Ablösepapier abge-"
zogen. Es wurden zwei 375 Vatt elektrische Infrarotbirnen benutzt und das Erhitzen wurde mit einem Abstand
von etwa 20 cm von den gelöteten Teilen durchgeführt um dadurch die aufgebrachte Platten-bzw. bahnförmige
Masse zu härten, die Temperatur der Oberflächen der gelöteten Teile die, die mit Hilfe eines wärmeempfindli-
209833/0997
chen Anstriches bestimmt wurde, war maximal etwa
2000G, und die zum Härten "benötigte Zeit wa:r etwa
4 Minuten.
Die Autokarosserie wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 19 beschrieben geschliffen und
durch Aufbringen eines Lackes fertiggestellt. Die Oberflächenbeschaffenheit des erhaltenen Beschichtungsfilmes
war schön, wie in Beispiel 19.
Die Eigenschaften dieser Masse nach dem Härten waren w ie folgt:
1, Härtungseigenschaften:
Die Masse wurde in einem Heißluftofen wärmegehärtet.
Die Härtungstemperatur unö die bis zur Härtung
der Masse zu einem schleifbaren Produkt benötigte Zeit wurden gemessen.
1200C 15 Minuten
150 β
200 2
2. Zugscherbindefestigkeit (ASTM D-1002-64)§
Die Masse wurde 15 Minuten lang bei 1500G
auf einer kalt gewalzten Stahlpaltte in einem Heisluftofen
gehärtet, um eine Jrole zu erhalten. Es zeigte
sich, daß die Probe eine ZugsclierMnäefestigkeit von
155 kg/cm hatte»
209833/089
Claims (15)
- Patentansprüche\y. Epoxyharzmassen, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Epoxyharz und eine normalerweise feste Iraidazolverbindung mit einer langkettigen Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen der nachstehenden allgemeinen Formel enthaltenH2-Tworin R1, R2 und R, jeweils ein Wasserstoff atom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe darstellten, wobei wenigstens einer der Reste R^, Rp und R, eine langkettige Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen ist.
- 2. Epoxyharzmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Imidazolverbindung eine lang- · kettige Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen, in der Zweistellung des Imidazolringes besitzt„
- 3. Epoxyharzmassen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Imidazolverbindungen 2-n-Pentadecylimid^Z-n-HeptadecylimiaciZGl, 2-n-Nonadecylimidazol, 2-n-Heneicosylimidazol> 2-n-Eeptadecyl-4-methylimidazol oder Mischungen davon enthaltsiij
- 4» Epoxyharzraasser: sss", Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet^ daß sie als ESrtungsmittel oder Katalysator aromatische Polyamine hfterocyolische Polyamine, Harnstoffderivate5 Hyclrazi fs, Quianidinderivate oder organische oder anorganisch Salzs hiervon enthalten.
- 209893/0997
- 6, EpoxyharsmasgeHj, dadurch gekenriS8idim©t3 ck;B sie ein Epoxyharz iiaä ein anorganisches Blei enthaltendes Korrosionsschutzpigment und/oder ein Korrosionsschutzpigment der Chromatart enthalten.
- 7. Epoxyharzmassen, dadurch gekennzeichnet., daß sie ein Epoxyharz, eine normalerweise feste Imidazolverbindung mit einer langkettigen Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen der allgemeinen FormelR,worin R^, RP und R- ein Wasserstoffatom oder eine Kohlen-■wasserstoffgruppe darstellen und wenigstens einer der Reste E1*, Rp und R^ eine langkettige Alkylgrupp© mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen Ist, und ein anorganisches Blei enthaltendes Korrosionsschutzpigment der Chromatart enthalten.
- 8. Epoxyharzmassen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Härtungsmittel ocler einen Katalysator mit einer Aktivität "bei hohen Temperatiaren enthalten.
- 9. Epoxyharzmassen nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Blei enthaltende Pigment Rotblei, Weißblei, Bleicyanamid, CalCiumplumbat oder Bleioxyd ist, und daß das Pigment der Chromatart Zink chromate StroiiLumchromat, Bariumchromat oder Caltiumchromat ist.
- 10. Verfahren -ivmw^ Verlöten eines Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den zu verlötenden Gegenständen einen hergestellten Gegenstand aus einer klebrigen plastischen Epoxyharzraasse aufbringt, die ein Epoxyharz und eine normalerweise feste Imidazolver-209833/0997bindung mit einer langkettigen Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen der nachstehenden allgemeinen FormelJiworin R1, R? und R.. ein Wasserstoff atom oder eine KoM εη-" "wasserstoffgruppe bedeiiten und wenigstens einer der E.este R1, Rp und R^ eine langkettige Alkylgruppe mit wenigstens 15 Kohlenstoffatomen ist, enthalten, wobei der hergestellte Gegenstand einen abstreifbaren Hinterlege- oder Rückseitenfilm auf einer Oberfläche aufweist, den hergestellten Gegenstand gegen zu lötende Gegenstände preßt und die beiden Komponenten in innige Haftung aneinander bringt, den hergestellten Gegenstand dehnt und mit oder ohne vorhergehende Entfernung des Rückseitenfilnes einer Hitzjhärtung unterwirft.
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxyharzmesse ferner ein Härtungsmittel oderf einen Katalysator mit einer Aktivität bei hohen Temperaturen enthält.
- 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß.die Epoxyharzmasse außerdem ein anorganisches, Blei enthaltendes KorrosionsEchutzpigaent und/oder Korrosionsschutzpiginerrfc der Chroiaatart enthält.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fpoxyliarzdasse ferner ein Härtungsmittel oder einen Katalysator mit einer Aktivität bei hohen Temperaturen enthält.209833/0997 BAD OR.G.NAL
- 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß der hergestellte Gegenstand aus äer Epoxyharzmasse in Blatt- oder Bahnenform vorliegt.
- 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 - 14, dedurch gekennzeichnet, daß derxfötende Gegenstand ein gebundener Teil einer Kraftfahrzeugkarosserie ist.209833/0997
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12786770 | 1970-12-27 | ||
JP12786870 | 1970-12-27 | ||
JP12786970 | 1970-12-27 | ||
JP8410071 | 1971-10-23 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2164302A1 true DE2164302A1 (de) | 1972-08-10 |
DE2164302B2 DE2164302B2 (de) | 1980-07-24 |
DE2164302C3 DE2164302C3 (de) | 1981-04-09 |
Family
ID=27466926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712164302 Expired DE2164302C3 (de) | 1970-12-27 | 1971-12-23 | Verfahren zum Verlöten eines Gegenstandes |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA984542A (de) |
DE (1) | DE2164302C3 (de) |
FR (1) | FR2119093A1 (de) |
IT (1) | IT945639B (de) |
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AU3722371A (en) | 1973-06-21 |
FR2119093B1 (de) | 1976-04-02 |
DE2164302C3 (de) | 1981-04-09 |
CA984542A (en) | 1976-02-24 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |