DE2247512A1 - Formmassen auf der basis von epoxidharz - Google Patents

Formmassen auf der basis von epoxidharz

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DE2247512A1 DE19722247512 DE2247512A DE2247512A1 DE 2247512 A1 DE2247512 A1 DE 2247512A1 DE 19722247512 DE19722247512 DE 19722247512 DE 2247512 A DE2247512 A DE 2247512A DE 2247512 A1 DE2247512 A1 DE 2247512A1
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James D B Smith
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Description

Formmassen, auf der Basis von Epoxidharz
Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA-Anmeldung Serial No. 189 323 vom H. Oktober 1971 beansprucht. '
Eine harzartige Masse, die für die Isolierung von elektrischen Bauteilen geeignet ist, wird erhalten aus 90-120 Gew.Teilen eines Glycidyläther-Epoxidharzes, 13Q-165 Gew.Teilen mindestens eines Säureanhydrids und 0,02-0,70 Gew.Teile mindestens eines quaternaren organischen Phosphoniumsalzes als latenten Katalysator.
Um die Wärmestabilität von mit Amin gehärteten Epoxidharzsystemen zu verbessern und um bessere physikalische und elektrische Eigenschaften zu erreichen, ist es in der Technologie auf dem Gebiet der Epoxide allgemeine Praxis geworden, Anhydridhärtungsmittel zu verwenden mit Glycidylätherepoxidharzen. Die meisten Anhydride erfordern erhöhte Härtungstemperatur und für viele·übliche Anwendungen ist es notwendig, einen Katalysator hinzuzufügen, um die Härtung zu beschleunigen. Es sind so beachtliche Anstrengungen in den letzten Jahren gemacht worden, um einen vollendeten latenten Katalysator für die Härtung von Glycidyläther-Epoxidharzen zu entwickeln.
Ein latenter Härter sollte folgende Eigenschaft in. lifiben:
a) schnelle Härtung von Epoxidharzen bei.mäßig erhöhten Temperaturen (135-18O0C)
b) vollständige Mischbarkeit mit den Harten bei allen Temperaturen
c) unbegrenzte Lagerbeständigkeit des katalysierten Harzes.
Es sollte sich die Viskosität des Harz-oO- bei Raumtemperatur innerhalb eines oder mehrerer Monate nicht wesentlich ändern
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d) die Eigenschaften des gehärteten Harzes nicht nachteilig heeinflussen. Im besonderen sollten die elektrischen und mechanischen Eigenschaften de3 Harzes nicht durch den Katalysator beeinträchtigt werden.
Verschiedene latente Katalysatoren sind in den letzten Jahren im Handel erschienen. Erwähnt seien quaternäre Ammoniumhalogenide wie z.B. Benzyltrimethylammoniumchlorid» Zinnoctoat, Triäthanolaminborat, Triäthanolamintitanat und verschiedene andere Metallchelate. Jedoch sind all diese Materialien aus dem einen oder anderen Grund verworfen worden und die Suche nach verbesserten perfekten latenten Katalysatoren für mit Anhydrid gehärtete Glycidyläther-Epoxidharze wurde fortgesetzt.
Es wurde gefunden, daß quaternäre organische Phoaphöniumsalze sich als latente Katalysatoren für Glycidyläther-Bpojcidharze gut eignen, wenn sie in bestimmten Mengenverhältnissen mit einem Säureanhydrid angewendet werden. Das geeignete Gewichtsverhältnis von Bisphenol-A-Glycidyläther oder Novolakharz: Säureanhydrid: quaternärem organischem Phosphoniumsalz ist 90-12Oi130-165!0,02-0,70.
Sehr gute Lagereigenschaften bei Raumtemperatur wurden er- ι mittelt. Es sind bei Verwendung dieser Beschleuniger langlebige Einkomponentenharze möglich. Elektrische Messungen an dem gehärteten System zeigen relativ niedrige Werte für die Dielektrizitätskonstanten und für den Leistungsfaktor, sogar bei Temperaturen über 1500C.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die anliegende Zeichnung verwiesen. ·
Pig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Transformator und
Pig. 2 eine graphische Darstellung der Topfzeit des Harzes in Tagen bei 25°C. Auf der Ordinate sind die Teile Phosphoniumsalz pro 100 Teile Glycidyläther-Epoxidharz
1I
dargestellt.
Es wurde gefunden, da3 quaternäre Phosphoniumaalze besonders
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günstige latente Katalysatoren für die Anhydridhärtung von Bisphenol-A-Glycidyläthern und Hovolakepoxidgießharzmassen sind und diese mit Vorteil zum Einkapseln von elektrischen Bauteilen und Vorrichtungen verwendet werden. Bei Konzentrationen von ungefähr 0,02-0,70 ,Teilen quaternärem Phosphoniumsalz auf 100 Teile Bisphenol A oder Novolakepoxidharz sind schnell Gelzeiten im Temperaturbereich von 135-170 C möglich. Der Ausdruck "latenter Katalysator" bedeutet die Fähigkeit dieser quaternären Phosphoniumsalze, die Härtungsgeschwindigkeit bei erhöhten Temperaturen zu beschleunigen (über 100 0),während eine geringe oder keine Härtung bei Raumtemperatur erfolgt. Dies verleiht gute Lagereigenschaften.
Die quaternären Phosphoniumverbindungen werden aus den Salzen von tertiären Organophosphinen und Aryl- oder Alky!halogeniden erhalten. Sie entsprechen der folgenden Formel:
R9-P±-R, X
I ■ *
worin R1, Rp, R-* und R. Aryl- oder Alkylgruppen mit 1-21 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Alkyle mit 4-12 Kohlenstoffatomen sind. X, gebunden an Phosphor, ist ein Halogen, vorzugsweise Cl, Br oder J, eine Propionat-, Acetat-, Butyrat-, Isobutyrat- oder Dimethylphosphatgruppe.
Der Reaktionsmechanismus, der diese quaternären Phosphoniumverbindungen zu solchen starken Katalysatoren für anhydridgehärtete Bisphenol A und Novolak-Epoxidharze macht, ist zur Zeit nicht aufgeklärt. Unwahrscheinlich scheint die Dissoziation des Salzes in freies Phosphin und Alkylhalogenid; möglich die Bildung eines Phosphoniumsalzepoxids oder Phosphoniumsalzanhydridadduktes, der eine Protonenübertragung vom Addukt zu anderen Epoxid- oder Anhydridmolekülen folgt.
Die quaternären Phosphoniumsalze müssen in bestimmten Anteilen mit dem Spoxidanhydridsystem gemischt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Gewichtsverhältnis der Bestandteile Bisphenol-A-Glycidyläther oder Novolakharz: Essigsäureänhydrid: quaternärem
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organischem Phosphoniumsalz von 90-1301130-16510,02-0,70 mit einem bevorzugten Bereich von ungefähr 90-120*130-165*0,03-0,10 werden günstige Härtungszeiten, gute Lagerbeständigkeit und elektrische und mechanische Eigenschiten erreicht. Geeignete quaternäre Phosphoniumsalze, welche allein oder in Mischung verwendet werden können, sind z.B. TetrabutylphoepJiöniumchlorid, Benzyltriphenylphosphoniumchlorid, Tetrabutylphosphoniumacetat, Methyltrioctylphosphoniumdimethylphosphat» llethyltripiienylphosphoniumdimethylphosphat, Methyltributylphosphoiiiumdimethylphosphat, Tetrabutylphosphoniumbromid, Benzyltriphenylphosphoniumbromid und Triphenyläthylphosphoniumjodid.
Der Glycidyläther eines zweiwertigen Phenols, weicher gemäß der Erfindung verwendet werden kann, ist erhältlich durch Reaktion von Epichlorhydrin mit einem zweiwertigen Phenol im alkalischen Medium bei ungefähr 500C unter Verwendung von.1-2 oder mehr Mol Epichlorhydrin pro Mol des zweiwertigen Phenols. Das Erhitzen wird mehrere Stunden fortgesetzt, um die !Reaktion zu vervollständigen. Das Produkt wird dann frei von Si-lzen und Basen gewaschen. Es ist im allgemeinen ein komplexes Gemisch von Grlycidyläthern, wobei das Hauptprodukt durch folgende Formel dargestellt werden kann:
CH2—CH-CH2 -0 (R-O -CH2 -CHOH-CH2-0)
R-O-CH2-CH—-CH2
worin η eine ganze Zahl wie 0, 1, 2, 3 ...., ist und R ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest des zweiwertigen Phenols.
Ein typischer R-Rest ist:
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Die GIyeddylather des zweiwertigen Phenols, die gemäß der Erfindung verwendet werden, haben eine 1,2-Epoxidäquivalenz zwischen 1,0 und 2,0. Die Epoxidäquivalenz gibt die durchschnittliche Anzahl 1, 2-Epoxidgruppen
CH0 0—
im Digly cidyläthermolekül an. Diese Diglycidy!polyäther sind im Handel erhältlich und werden Epoxidharze von Bi s phenol-A-!Ey ρ genannt. Bisphenol A (ρ,ρ-Dihydroxydiphenyldimethy!methan) ist das zweiwertige Phenol, das- in diesen Epoxiden angewendet wird. Geeignete Epoxidharze des Bisphenol Ä sind im Handel erhältlich.
Auch andere 'G-lycidylätherharze sind gemäß der Erfindung geeignet. So können anstelle von Epoxidharzen vom Bisphenol A Typ Polyglycidyläther eines Novolakes verwendet werden. Diese können dargestellt werden durch Reaktion eines Epichlorhydrins mit Phenolformaldehydkondensationsprodukten. Während die Harze auf der Basis von Bisphenol A im Maximum zwei Epoxidgruppen pro Molekül enthalten, können die Epoxidnovolake sieben oder mehr Epoxidgruppen pro Molekül enthalten» Außer Phenol können alkylsubstituierte Phenole, beispielsweise Orthokresol als Ausgangsmaterial für die Herstellung des Novolakes verwendet werden.
Man erhält im allgemeinen eine äußerst oxidationsbeständige aromatische Verbindung. Ein Beispiel ist in der folgenden Formel -dargestellt:
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worin R eine ganze Zahl O, 1, 2, 3 usw. ist.
Obwohl Novolakharze aus Formaldehyd in der vorlie^fndtn Abfindung bevorzugt verwendet werden, können auch te ύοώ anderen Aldehyden, beispielsweise Acetaldehyd, Oliloraldehyd, Butyraldehyd, Furfuraldehyd verweiiitt
' ■ ■ ', . ' ■ ■ ■ " ' Wenn die oben angegebene Formel auch einen vollständig epoxidierten Novolak zeigt, so können gemäß der Erfindung auch andere Novolake, 'welche nur teilweise epoxidiert sind, gut' verwendet werden.
Die Glycidyläther-Epoxidharze können auch durch Ihr Ifoxidäquivalentgewicht gekennzeichnet werden. Es ist das durchschnittliche Molekulargewicht des Harzes dividiert.durch die durchschnittliche Anzahl von Epoxidgruppen pro Molekül. Geeignete Epoxidharze haben ein EpoxidäquivaltntgewiQht von ungefähr 300 bis 3000 für den Bisphenol-A-Typ und von ungefähr 100 bis 500 für die Epoxidnovolake, vorzugsweise 350-800 für den Bisphenol-Α-Typ und 125-350 für die Epoxidnovolake. Diese zwei Typen von Epoxidharzen können erfindungsgemäß allein oder in Mischung verwendet werden.
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Geeignete Säureanhydride sind handelsübliche herkömmliche mono- und polyfunktionelle Anhydride. Geeignete monofunktionelle Anhydride sind Hexahydrophthalsaureanhydrid, 1-Methylhexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, 1-Methyltetraliydrophthalsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Nadicanhydrid, Nadicmethylanhydrid u.dgl. Geeignete polyfunktionelle Anhydride, sind z.B. Pyromellitsäuredianhydrid, Polyazelainpolyanhydrid, das Reaktionsprodukt von Trimellitsäureanhydrid und Glykol und Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid. Das Anhydrid kann allein oder in Mischung verwendet werden. Der gesamte Anhydridgehalt der Epoxidanhydridmisehung sol]jo,5-1,5 Anhydrid äquivalente pro Epoxidäquivalent betragen.
Die unmodifizierten Epoxidharze können für verschiedene Zwecke gewisse Nachteile haben. Diese !Nachteile sind hohe Viskosität, hohe Kosten und eine zu hohe Steifheit. Die Harze' werden deshalb durch Einarbeiten von Verdünnungsmitteln, Flexibilisatoren und Füllstoffen modifiziert. Von den Verdünnungsmitteln · können bis zu ungefähr 50 Teile auf 100 Teile Glycidylätherharz in der Epoxidform der Erfindung verwendet werden, um die Viskosität des gemischten Systems zu vermindern. Reaktive Verdünnungsmittel, beispielsweise Diglycidyläther des 1,4-Butylen oder Neopentylglykol, Phenylglycidyläther, Butylglycidyläther, Alkylglycidyläther, Vinylcyclohexandioxid, Endodicyclopentadiondioxid und Oetylenoxid können verwendet werden. Auch epoxidierte natürliche Öle, beispielsweise epoxidiertes Leinsamen- oder Sojabohnenöl, Octylepoxytallat und reaktive Weichmacher, beispielsweise herkömmliche Phthalate und Phosphate können in geringen Mengen bis zu 40 Teile auf 100 Teile Glycidylätherharz verwendet werden, um die Flexibilität zu erhöhen. Thixotrope Mittel, beispielsweise \ SiOp in Gelform und Pigmente, beispielsweise TiOp» können als Fluidisierungshilfen. verwendet werden oder zur Vertiefung der Farbtöne der gehärteten Harze. Ähnliche verschiedenste Füllstoffe, beispielsweise Siliciumdioxid und dessen Mischungen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10-300 Mikron können bis zu ungefähr 200 Teile auf 100 Teile Glycidyläther-
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harz verwendet werden, um die elektrischen Eigenschaften des Harzes zu verbessern.
Elektrische Transformatoren, Gleichrichter und elektronische Bauteile können in die reaktiven katalysierten Epoxidharzmassen der Erfindung eingebettet oder eingegossen werden. Es wird auf die Figur 1 verwiesen. Sie zeigt einen eingebetteten Transformator 10, welcher einen Magnetkern 12 enthält, der mit einer Wicklung 14 versehen ist, welche einen elektrischen Leiter 16 enthält, der mit einer Isolierung 18 isoliert ist,und einer anderen Wicklung 20, welche einen leiter 22 enthält, der mit der Isolierung 24 versehen ist. Der Magnetkern 12 mit den verbundenen Wicklungen 14 und 20, die über dem Kern angeordnet sind, sind vollständig in das Epoxidharz eingebettet, welches mit dem latenten Katalysator der Erfindung katalysiert worden ist.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Ein Harzansatz wurde hergestellt aus 70 g eines flüssigen Diglycidyläthers des Bisphenol-A-Harzes mit einem Epoxidäquivalent von 172-176 und einer Viskosität von 4000-5500 cp bei 25°C (im Handel erhältlich unter dem ffamen DER-332), 30 g des Diglycidyläthers von Neopentylglykol mit einer Viskosität von 6-8 cp bei 250C, 100 g 1-Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid als Härter und 0,02 g Tetrabutylphosphoniumacetat als Katalysator. Es wird ein Gewichtsverhältnis Glycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem organischem Phosphoniumsalz von 100*140:0,03 erzeugt.
Die Komponenten wurden in einen Behälter gegossen, bei Raumtemperatur gerührt und dann ungefähr 5 Minuten in einen Parbmischer gegeben. 10 g Muster wurden dann in flache Aluminiumformen von 5 cm Durchmesser gegossen. Die Muster wurden in einen Ofen von 1500O gegeben und alle 20-30 Minuten beobachtet, um die Gelzeit der Muster aufzuzeichnen. Die annähernde Gelzeit
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wurde betrachtet als die Zeit, die.bis zum Beginn des Festwerdens erforderlich ist.
Die Lagerfähigkeiten des Ansatzes wurden durch Messen der Viskositäten bei 25°C in Gardner-Holdt-Blasröhren bestimmt. Die Messungen wurden üblicherweise in Abständen von 1 Woche vorgenommen. Als Ende der katalysierten Topfzeit dieser Ansätze wurde der Zustand betrachtet, bei dem die Viskosität einen Wert von 1000 cp bei 25°C erreichte.
Um die Wirkung der Phosphoniumbeschleuniger auf die elektrischen Eigenschaften der gehärteten Harze zu ermitteln, wurden 3,2 mm dicke Gießlinge in einem Ofen gehärtet unter Anwendung eines Erhitzungszyklus von 16 Stunden bei 1350C und 4 Stunden bei 15O0G. 60 Hz Leistungsfaktor (100 χ tan cT) wurden bei 1250C erreicht. Die Ergebnisse dieser Teste sind in der Tabelle angeführt.
Beispiel 2
Ein Harzansatz wurde hergestellt unter Verwendung der nämlichen Bestandteile wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß eine größere Menge des latenten Katalysators, 2,0 g Tetrabutylphosphoniumacetat verwendet wurde (um ein fiewichtsverhältnis Glycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrids quaternärem organischem Phosphoniumsalz von 100:140:2,8 zu erzeugen). Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet, wie in Beispiel 1 angeführt.
Beispiel 3
Sin Harzansatz wurde hergestellt unter Verwendung der nämlichen Bestandteile wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,02 g Methyltrioctylphosphoniumdimethylphosphat als latenter Härter verwendet wurde, um ein Gewichtsverhältnis.
Glycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrid: quater- .
näres organisches Phosphoniumsalz von 100:140:0,03. zu erzeugen..
Die Bestandteile wurden umgesetzt und wie in Beispiel 1 getestet.
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Seispiel 4
Ein Harzansatz wurde aus den nämlichen Bestandteilen wie in Beispiel 3 hergestellt, aber mit einer größeren ii}|g# des latenten Katalysators, nämlich 0,2 g Metb^ltrioctylphpsphoiiiumdimethylphoaphat, um ein Gewichtsverhältnis Glycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternäres organisches Phosphoniumsalζ von 100:140:0,28 zu erzeugen Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet wie in Beispiel 1.
Beispiel 5
Ein Harzansatz wurde hergestellt unter Verwendung der jlämlichen Bestandteile wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß ein anderer latenter Katalysator, nämlich 0,08 g Te1?rabutylphosphoniumchlorid verwendet wurde (um ein Gewichtsverhältnis G-Iycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem 0rganophosphoniumsalζ von 100:140:0,11 zu erzeugen). Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet wie in Beispiel 1 angegeben.
Beispiel 6
Ein Harzansatz wurde hergestellt unter Verwendung der näm-r liehen Bestandteile wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß ein anderer latenter Katalysator, 0,02 g Benzyltriphenylphosphoniumchlorid verwendet wurde (um ein Gewichtsverhältnis Grlycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem Organophosphoniumsalz von 100:140:0,03 zu erzeugen) Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet wie in Beispiel 1.
Beispiel 7 ' . ■ ■
Sin Harzansatz wurde hergestellt unter Verwendung der gleichen Bestandteile wie in Beispiel 6 mit der Ausnahme, daß eine größere Menge des latenten Härters, 2,0 g Benzyltriphenylphosphoniumchlorid verwendet wurde (um ein Gewichtsverhältnis Glycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem Organophosphoniumsalz von 100:140:2,8 zu erzeugen). Die Bestandteile wurden umgesetzt und wie in Beispiel 1 getestet.
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Beispiel 8
Ein Harzansatz wurde hergestellt unter Verwendung der nämlichen Bestandteile wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß ein anderer latenter Katalysator, 0,02 g Methyltributyl- · phosphoniumdimethylphosphat verwendt wurde (um ein Gewichtsverhältnis GIycidyläther-Bisphenol-A-Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem Organophosphoniumsalz von 100:140:0,03 zu erzeugen). Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet •wie in Beispiel 1 angegeben.
Beispiel 9
Ein Harzansatz ohne Anhydrid wurde hergestellt aus 70 g eines flüssigen Diglycidyläthers des Bisphenol-A-Harzes mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 180-189 und einer Viskosität von 7000-10000 cp bei 25°C (im Handel erhältlich unter dem Namen Araldit 6005), 30 g des Diglycidyläthers von 1, 4-Butylenglykol mit einer Viskosität von 15 cp bei 25°C und 2 g Tetrabutylphosphoniumacetat (um ein Gewichtsverhältnis GIycidyläther-Bisphenol-A -Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem Organophosphoniumsalz von 100:0:2,8 au erzeugen). Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet, wie in Beispiel 1 angegeben.
Beispiel 10
Als Kontrollmuster wurde ein Harzänsatz ohne Phosphoniumsalz hergestellt aus 70 g eines flüssigen Digjycidylathers des Bisphenol-A-Harzes mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 172-176 und einer Viskosität von 4OOO-55OO cp bei 25°0 (im Handel erhältlich unter dem Namen DER-332), 30 g des Diglycidyläthers von Neopentylglykol mit einer Viskosität von 7 cp bei 25°C und 100 g 1-Methyltetrahydrophthalsäureanhydridhärter (um ein Gewichtsverhältnis GIycidyläther-Bisphenol-A -Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem Organophosphoniumsalz von 100:140:0 zu erzeugen). Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet wie in Beispiel 1 angeführt.
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Beispiel 11
Ein Harzansatz wurde hergestellt aus 75 g eines festen Epoxidnovolakharzes mit einem EpoxidaquiTalentgewient von 180 und einem Schmelzpunkt von 280C (im Handel erhältlich untar dem Namen Epi-Rez 5155), 25 g eines flüssigen Diglycidyläthers des Bisphenol-A-Harzes mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 190 und einer Viskosität von 12000 cp bei 770P (im Handel erhältlich unter dem Hamen Epi-Rez 510), 88 g Nadicmethylanhydrid als Härter und 0,18 g Tetrabutylphosphoniumacetat als latenter Katalysator (um ein Gewichtsverhältnis GIycidyläther-Bisphenol-A-tfovolak-Epoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem Organophosphoniumsalz von 100:88:0,18 zu erzeugen). Bei diesem Ansatz war kein Verdünnungsmittel erforderlich. Die Bestandteile wurden umgesetzt und getestet wie in Beispiel 1 angegeben.
Die Ergebnisse der Teste für Gelzeit, Lebensdauer und Leistungsfaktor der Beispiele 1 bis 11 sind in der Tabelle angeführt.
Tabelle
Muster Gewichts-
verhältnis
Glycidyläther-
Epoxidharz:
Säureanhydrid:
Phosphoniumsalz		 Gelzeit
bei 1500C
in Min.		 Topfzeit ·>
bei 250C
in Tagen		 Leistungsfaktor
bei 125^C
(100 χ tantO
Bsp. 1 (100:140:0,03) 60 100+ 10,0
Bsp. 2 (100:140:2,8) 5- 7 —
Bsp. j5 (100:140:0,03) 220 100+ 11,7
Bsp. 4 (100:140:0,28) 15- 30 —
Bsp. 5 (100:140:0,11) 25 60
Bsp. 6 (100:140:0,03) 60 93
Bsp.7 (100:140:2,8) 5- 6 —
Bsp.8 (100:140:0,03) 80 100+ 5,9
Bsp.9 (100:0:2,8) 1500+ — —
Bsp.10 (100:140:0) 1000+ 200+ 4,6
Bsp.11 (100:88:0,18) 25 21 —
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Diese Resultate zeigen, daß alle Phosphoniumverbindungen hohes katalytisches Verhalten zeigen, sogar bei so niedrigen Konzentrationen wie ungefähr 0,03 Teilen auf 100 Teile Harz, wie die Beispiele 1, 3, 6 und 8 zeigen (Gelzeiten von 60-220 Minuten bei 0,03 Teilen Phosphoniumverbindung). Dies wird besonders betont, da der Ansatz in Abwesenheit der Phosphoniumverbindung sehr träge Härtungseigenschaften zeigt, vgl. Beispiel 10 (Gelzeit über 1000 Minuten).
Ein Vergleich der Daten der Lagerbeständigkeit offenbart, daß die Phosphoniumverbindungen geeignete Werte von ungefähr 20-100 Tagen für die Topfzeit erzeugen, wie dies- Pig. 2 zeigt bei Konzentrationen bis zu ungefähr 0,7 Teilen auf 7 Teile Glyeidylätherepoxidharz, entsprechend einem Gewichtsverhältnis Bisphenol-A-Glycidyläther oder Novolakepoxidharz: Säureanhydrid: quaternärem Organophosphoniumsalz von 90-120:130-165:0,02-0,70. Beispiel 9 zeigt, daß ein Anhydrid wesentlich günstigere Gelzeiten und Lebensdauer erzeugt.
Der Einfluß der Phosphoniumsalze auf die elektrischen Eigen-, schäften der gehärteten Harzsysteme zeigt, daß annehmbar niedrige Leistungsfaktoren bei 125°0 vorliegen. Die Leistungsfaktoren von 6-12 $ für diese gehärteten Harze sind wesentlich niedriger als jene, die für Epoxidharze gefunden wurden, die mit einem Bortrifluoridmonoäthylaminkomplex gehärtet wurden, wo Werte von ungefähr 150 fo im nämlichen Temperaturbereich gefunden wurden und wo Werte von ungefähr 600 nicht üblich sind«
Diese Ergebnisse zeigen, daß quaternäre Organophosphoniumsalze, wenn sie zu einem' Glycidyläther-Epoxid-Anhydridsystem in einem bestimmten Gewichtsverhältnisbereich hinzugefügt werden, als fast vollendete latente Beschleuniger wirken, die geeignete Gelzeiten und gute elektrische Eigenschaften und Topfzeiten erzeugen. Dies macht sie geeignet für Gießharzmassen, die zum Einkapseln und Isolieren von elektrischen Bauteilen, beispielsweise elektrischen Leitern, Spulen, Bauteilen und Geräten, beisoielsweiae Transformatoren, angewendet werden. 7 Patentansprüche
2 Figuren . _-l4-.
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Claims (6)

-H- VPA 71/8708 Patentansprüche
1. Formmassen auf der Basis von Epoxidharz, dadurch gekennzeichnet, daß sie
A) 90-120 Gew.Teile eines Glycidyläther-Epoxidharzes
B) 130-160 Gew.Teile eines Säu^eanhydride '
C) 0,02-0,70 Gew.Teile, vorzugsweise 0,03-0»10 ßfew.ieile eines quaternären organischen PhosphoniumsalZes und gegebenenfalls bis zu ungefähr 50 Gew.Teile Verdünnungsmittel und bis zu ungefähr 200 Gew.Teile Füllstoff
enthalten.
2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Bisphenol-A-Epoxidharze und/oder Novolak-Epöxidharze enthalten.
3. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Bisphenol-Α-Epoxidharz mit einem Epoxidäijuivalentgewicht von 300-3000 und/oder ein Novolak-Epoxidhärz mit einem iäpoxidäquivalentgewicht von 100-500 enthalten.
4· Formmassen nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß sie quaternäre organische Phosphoniumsalze der Formel
ι1
H2 P R4
R3
worin R.., Rp» R^ und R. Alkyl- und Arylgruppe und X Halogen, Propionat, Acetat, Butyrat, Isobutyrat und' Dimethylphosphat ist, enthalten.
5· Formmassen nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine durchschnittliche Teilchengröße von 10-300 Mikron hat.
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- 15 - VPA 71/8708
6. Verwendung der Formmassen nach den vorangegangenen Ansprüchen zum Isolieren von elektrischen Bauteilen und Geräten.
7· Verwendung der Massen nach Anspruch 6 als Siribettungsmasse für Transformatoren. ·
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