DE2439469A1 - Verwendung von haertbaren gemischen - Google Patents

Description

Priorität: 17. August 1973, Frankreich, Nr. 73.30659

Verwendung von härtbaren Gemischen

Die Erfindung betrifft härtbare Massen, die überwiegend aus · Steinkohlenpech und härtbaren Harzen bestehen, sowie die Verwendung dieser Materialien zur Herstellung von festen Massen bzw. Körpern, die leicht zerschlagen und abgenommen werden, können, insbesondere von Füllmassen für Verbiädungsstücke von elektrischen Stromleitungsnetzen. Die erfindungsgemäß en Materialien stellen eine Verbesserung und eine vorteilhafte Ausführungsform der Füllmassen dar, die in der deutschen Patentanmeldung > P 2256615.0 beschrieben sind.

Gemäß Hauptpatent ( deutsche Patentanmeldung P 2256615.0 ) wurden kalt gießbare und ohne Zuführung äußerer Wärme härtbare Massen zur Verfügung gestellt, die zum Erzielen abnehmbarer Körper verwendbar sind. Diese Materialien enthalten im wesentlichen ein vernetzbares Harz, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Härter für das Harz, und, was wesentlich ist, mindestens 50 Gewichtsprozent Steinkohlenpech, dessen bevorzugter Anteil zwischen 50 und 70 % liegt. Zur Herstellung dieser bekannten Materialien wurde die Ausbildung eines Zweikomponentensystems vorgeschlagen, wobei eine Komponente das Harz, das Verdünnungsmittel und das Steinkohlenpech und die andere Komponente den Härter enthält, und beide Komponenten im Augenblick ihrer Anwendung zu vermischen. Die erste Komponente wird erhalten, indem zunächst das Pech durch Erhitzen geschmolzen wird und danach diesem das Harz und das Verdünnungsmittel einverleibt wird.

Es ist andererseits bekannt, bei der Herstellung von Füllmassen, die aus härtbaren Harzen erhalten werden, mineralische oder organische Füllstoffe einzumischen, wie Glaskügelchen, Kies geeig-

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neter Teilchengröße, Körner von Kautschuk oder verschiedenen Polymeren und dergleichen. Auf diese Weise wird auch das Volumen des zu verwendenden Harzes vermindert, wodurch die Herstellungskosten erniedrigt werden. Das Vorliegen dieser Füllstoffe führt jedoch zu einer heterogenen Struktur der endgültig erhaltenen Materialien, deren mechanische und elektrische Eigenschaften dann modifiziert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden, insbesondere im Fall der Materialien, die in dem Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 56 615.0) beschrieben werden. Diese Aufgabe wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, daß Pech in Form eines Feststoffes als Füllstoff in diese Materialien eingeführt wird. Bei Anwendung dieser Methode kann der Gehalt der resultierenden Massen an Pech erhöht werden. Diese Materialien behalten trotzdem ihre homogene Struktur bei, weil unter der Einwirkung der Wärme, die durch die Vernetzungsreaktion des härtbaren Harzes freigesetzt wird, das feste Pech in einen fluiden Zustand übergeht und sich homogen in dem Gemisch verteilt. Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der gehärteten Materialien werden auf diese Weise nicht merklich modifiziert.

Die Verwendung als Füllmaterial ist allerdings nicht die einzige Möglichkeit der Anwendung von Pech in fester Form auf dem Gebiet der Materialien, die in der deutschen Patentanmeldung P 2256615.Ό beschrieben werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Pech in fester Form auch bei der Herstellung dieser Materialien verwendet, statt es vorher zu schmelzen, wie es bei dem bekannten Verfahren durchgeführt wird. Die Herstellung der Materialien wird daher vereinfacht und bequemer gemacht. Es ist selbstverständlich, daß auch beide Methoden kombiniert werden können und die Materialien hergestellt werden können, indem Steinkohlenpech verwendet wird, das zum Teil in geschmolzener Form und zum Teil in fester Form vorliegt.

Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung liegt demnach das Pech von Anfang an in fester Form in den Gemischen vor, die ne^

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ben diesem Bestandteil ein vernetzbares Harz, Verdünnungsmittel und einen Härter enthalten.

In dieser Beschreibung soll unter " Pech in fester Form " das , Produkt mit fester Konsistenz, wie es bei Raumtemperatur vorliegt, in Form von Blöcken, Körnern mit verschiedenen Abmessungen, oder Pulver verstanden werden. Wie vorstehend erläutert wurde, ermöglicht die Verwendung von Pech in dieser Form eine Erhöhung des Gehalts der Materialien an diesem Bestandteil. Mit Hilfe dieser Maßnahme kann leicht ein Gesamtgehalt von 75 Gewichtsprozent oder mehr erreicht werden. Man kann selbstverständlich auch innerhalb der Grenzen bleiben, die in der deutschen Patentanmeldung P 2256615.0 angegeben sind, insbesondere dann, wenn das feste Pech nur zu dem Zweck angewendet wird, eine erleichterte Herstellungsmethode für die Materialien zu erzielen. Der Mindestanteil von 50 Gewichtsprozent sollte Jedoch eingehalten werden, weil er den kritischen Faktor darstellt, durch den die gehärteten Massen geringe Schlagfestigkeit und geeignete elektrische Eigenschaften haben, die sie zur Verwendung als Füllmassen in elektrischen Stromleitungsnetzen geeignet zu machen.

Die anderen Bestandteile der Materialien, nämlich das flüssige vernetzbare Harz, das Verdünnungsmittel und der Härter,können die gleichen sein, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 22 56615.0 beschrieben wurden. So wird das Harz vorteilhaft unter aliphatischen, cycloaliphatische^ oder aromatischen bi- oder trifunktionellen Epoxiden gewählt, wobei eine bevorzugte Verbindung der Diglycidylather von 4,4^f-Diphenylolpropan ist. Als reaktives Verdünnungsmittel wird eine Monoepoxyverbindung verwendet, wie ein Alkyl- oder Arylglycidylather, insbesondere Butylglycidyläther, Phenylglycidylather oder Styroloxyd. Ein ausgezeichnetes Verdünnungsmittel kann auch Cresylglycidyläther darstellen. AJLs Härter werden vorzugsweise in Verbindung mit Epoxyharzen Aminogruppen enthaltende Verbindungen mit beweglichem Wasserstoff verwendet, wie Diäthylentriamin, Triäthylen-* tetramin, Metaphenylendiamin und dergleichen, oder auch sulfurierte Derivate. Diesen verschiedenen Bestandteilen können schließlich auch»verschiedene Zusatzstoffe zugesetzt werden, wie Härtungs-

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■beschleuniger, oberflächenaktive Mittel, Haftverbesserungsmittel, wie in der deutschen Patentanmeldung P 22 56615.0 erläutert ist.

Die praktische Durchführung der erfinduiigsgemäßen Verwendung von Pech in fester Form läßt sich nach verschiedenen Methoden verwirklichen. Gemäß einer ersten Methode wird dieser Bestandteil in den flüssigen Bestandteilen dispergiert. In diesem .Fall wird das Pech dem Gemisch aus vernetzbarem Harz und Verdünnungsmittel einverleibt und dann, im Augenblick der Anwendung der Materialien, wird der Härter zugesetzt und das Vergießen bei der Anwendung vorgenommen. Man kann auch ebenso gut das Pech in das Gemisch aus vernetzbarem Harz, Verdünnungsmittel und Härter unmittelbar vor dem Vergießen einführen. Gemäß einer anderen Möglichkeit legt man zunächst das feste Pech am Anwendungsort vor und gießt dann die flüssigen Bestandteile gemeinsam zu. Gemäßeiner weiteren Ausführungsform, gemäß der das Pech im geschmolzenen Zustand und in fester Form kombiniert verwendet wird, stellt man in Übereinstimmung mit den Angaben der deutschen Patentanmeldung P 22 56615.0 ein Zweikomponentensystem her und fügt dann das feste Pech zu, was erfolgen kann, indem man es in einem der Bestandteile oder in den beiden vorher vermischten Bestandteilen suspendiert, oder indem man es am Anwendungsort vorlegt. Wenn man nach dieser dritten Methode arbeitet, kann man Bestandteile auf Harzbasis verwenden, welche von vorneherein Anteile an Pech enthalten, die den in der genannten deutschen Patentanmeldung angegebenen Mengen entsprechen. Das in fester Form zugefügte Pech stellt einfach eine zusätzliche Menge dar, die den Gesamtgehalt an Pech in den Materialien erhöht, gemäß einem der erfindungsgemäß angestrebten Ziele und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die Bestandteile auf Harzbasis können jedoch auch einen geringeren Anteil dieses Produkts enthalten, der sogar unter 50 Gewichtsprozent der gesamten flüssigen Bestandteile betragen kann., da das in fester Form vorliegende Pech diese Menge bis zu dem angestrebten Anteil ergänzt, der jedoch in jedem Fall mindestens 50 Gewichtsprozent der endgültigen Masse betragen muß. Die gegebenenfalls verwendeten Zusätze werden schließlich zugefügt, wie in der deutschen Patentanmeldung P 22 56615.0 beschrieben ist.

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Die Korngröße des erfindungsgemäß verwendeten festen Peches schwankt in Abhängigkeit von dem speziellen. Anwendungszweck. . * Allgemein wird jedoch bevorzugt, ein fein verteiltes Produkt zu verwenden, beispielsweise ein Pulver mit geringer Korngröße, wenn man das Pech den flüssigen Bestandteilen zusetzt und/ oder wenn man einen relativ großen Anteil verwendet. Wenn umgekehrt die Menge geringer ist und/oder wenn das Produkt am Anwendungsort vorgelegt wird, können Materialien mit höherer Korngröße verwendet werden. Es wird ein Pech verwendet, dessen Erweichungspunkt in der Nähe der Temperatur liegt, die bei der Vernetzung des Harzes durch den Härter erreicht wird.

In den nachstehenden Beispielen werden die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. In diesen Beispielen sind die angegebenen Prozente Gewichtsprozent.

Beispiel 1

Es wird ein Zweikomponentensystem hergestellt, das folgende Bestandteile enthält:

Komponente a) : 60 % Steinkohlenpech mit einem Erweichungspunkt

KS ( Kramer Sarnov ) von 38/41» das vorher durch Erhitzen auf 100° C geschmolzen wurde, 20 % 4,4 ^r-Diphenylolpropan-diglycidylather und 20 % CresyIglycidylather;

Komponente b) : 55 % Triäthylentetramin, 27,5 $ Phenol und 17,5 %

Kiefernöl

Wenn diese beiden Komponenten im Gewichtsverhältnis a/b = 10/1 kombiniert werden, beträgt der Pechgehalt des endgültigen Gemisches 55 fi. Ein Gemisch von 4700 g (a) und 470 g (b) nimmt ein Volumen von 4,3 1 ein.

Erfindungsgemäß werden in dem vorstehend beschriebenen Gemisch 1300 g zu Blöcken zerkleinertes Pech mit einem Erweichungspunkt KS 70 dispergiert. Dieses Material nimmt ein Volumen von 5,2 1 ein. Sein Gesamtgehalt an Pech beträgt 63,5 $'. Es härtet innerhalb 1 Stunde 15 Minuten, wobei die Vernetzungstemperatur des Harzes 110 ° C erreicht. Die erhaltene gehärtete Masse ist leicht ab-

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nehmbar und sehr homogen.

Die gleichen Ergebnisse werden erhalten, wenn zuerst das zerkleinerte Pech in den mit der Füllmasse zu füllenden Behälter gegeben wird und dazu dann das Gemisch der beiden Komponenten gegossen wird.

Beispiel 2

Steinkohlenpech mit einem Erweichungspunkt KS 100, das in Form von Körnern-vorliegt, deren größte Abmessung weniger als 2 mm beträgt, wird in einem Gemisch aus 4,4•-Diphenylolpropandiglycidyläther und Styroloxid dispergiert. Die jeweiligen Anteile dieser Bestandteile betragen 75, 22 bzw. 3 %· Andererseits stellt man eine zweite Komponente her, die 55 $ Triäthylentetramin, 27,5 f> Phenol und 17,5 f Kiefernöl enthält.

Die beiden Komponenten werden in einem Gewichtsverhältnis von 10 Gewichtsteilen der ersten Komponente zu 0,8 Gewichtsteilen der zweiten Komponente miteinander vermischt. Das erhaltene Gemisch enthält 69,4 $ Pech. Das Gemisch wird in eine Form gegossen, was sich leicht durchführen läßt. Die endgültig erhaltene gehärtete Masse läßt sich leicht abnehmen.

Die erfindungsgemäß zugänglichen Materialien können für alle Anwendungszwecke eingesetzt werden, die in der deutschen Patentanmeldung P 22 56615.0 vorgesehen sind, das heißt, in allen Fällen, wenn mit Hilfe eines Kaltgießvorganges ein Material mit Hilfe einer, gehärteten Masse isoliert oder geschützt werden soll, die sich leicht wieder zerschlagen läßt. Eine besonders wichtige Yerwendungsart ist die Anwendung dieser Materialien zum Herstellen von Füllmassen für Bestandteile von Leitungsnetzen für elektrische Energie, beispielsweise für Yerbindungsdosen von Kabeln.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   l)_J/Verwendung von ohne äußere Wärmezufuhr härtbaren Gemischen, die mindestens ein vernetzbares Harz, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Härter sowie mindestens 50 Gewichtsprozent Kohlenpech enthalten, gemäß Hauptpatent (Patentanmeldung P 22 56 615.0), zur Herstellung von harten, leicht abnehmbaren Körpern, dadurch gekennzeichnet , daß man Gemische verwendet, in denen das Kohlenpech ganz oder teilweise in fester Form vorliegt.
2. 2) Verwendung von Gemischen nach Anspruch 1 zur Herstellung von Füll- und Isolierteilen für Verbindungsstücke von elektrischen Leitungsnetzen.
3. 3) Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Anwendung das Kohlenpech in fester Form den flüssigen Bestandteilen zugibt.
4. 4) Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man bei der Anwendung das Kohlenpech in fester Form am Anwendungsort der Gemische vorlegt und die flüssigen Bestandteile zugießt.

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