DE2527350C3 - Hitzehärtende harzartige PoIysiloxanformmasse - Google Patents
Hitzehärtende harzartige PoIysiloxanformmasseInfo
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Description
(b)
in der
Ri ein substituierter oder unsubstituierter einwertiger Kohlenwasserstoffrest und m eine
Zahl zwischen 0,5 und 1,8 ist, wobei wenigstens 0,25 Gewichts-% restliche Hydroxylgruppen
direkt an die Siliciumatome gebunden sind, als
5 bis 300 Gewichtsteile eines Phenolresols der allgemeinen Formel
5 bis 300 Gewichtsteile eines Phenolresols der allgemeinen Formel
CH2-C5H4-CH2-A
(d) ein Silanol-Kondensations-Katalysator enthalten
ist.
2. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das enthaltene harzartige Organopolysiloxan
1 bis 5 Gewichts-% restliche Hydroxylgruppen direkt an die Siliciumatome gebunden hat.
3. Formmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Silanolkondensationskatalysator
ein organisches Amin, eine Schwermetallverbindung oder eine quaternäre Ammoniumverbindung
enthalten ist.
4. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Silanolkondensationskatalysator in
einer Menge zwischen 0,01 und 3 Gewichts-%, bezogen auf die Menge der Komponente (a),
vorliegt.
Die Erfindung betrifft hitzehärtende harzartige Polysiloxanformmassen, die Gegenstände mit verbesserten
mechanischen Eigenschaften, besonders Biegefestigkeit, sowie ausgezeichneter Lösungsmittel- und
Wärmebeständigkeit liefern.
Harzartige Polysiloxanmassen haben eine weite Verbreitung gefunden. Sie werden wegen ihrer ausgezeichneten
Wärmebeständigkeit und elektrischen Isolierfähigkeit zur Herstellung von elektrischem Isoliermaterial
verwendet, obwohl die daraus hergestellten Produkte zumindest bei Raumtemperatur verhältnismäßig
schlechte mechanische F.igenschaften und Festigkeit aufweisen. Diese Eigenschaften sind jedoch beim
Erhitzen auf 300" C oder höher besser als die von Gegenständen aus üblichen Phenolharzen, Epoxyharzen
öder ungesättigten Polyesterharzen, Gegenstände aus üblichen harzartigen Polysiloxanen, die als Teile für
elektrische Isolierungen oder für Hochtemperaturzwck* kc verwendet werden, bekommen oft Risse oder
brechen an den Ecken ab, wenn sie befestigt werden oder mit anderen Teilen durch Verklemmen, Vernieten,
Verschrauben oder auf andere Weise verbunden werden. Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit
solcher Gegenstände wurde versucht, die Polysiloxanmassen durch Glasfasern zu verstärken, jedoch sind
solche Massen, die bis zu 50 Gewichts-% Glasfasern
4ί enthalten, was für eine ausreichende Verbesserung der
mechanischen Festigkeit erforderlich ist, sehr voluminös und entsprechend schlecht verarbeitbar. Die daraus
hergestellten glasfaserverstärkten Gegenstände zeigen zwar eine beträchtlich verbesserte Schlagzähigkeit,
■so jecbch wird die Biegefestigkeit nur um das 1,5- bis
2fache verbesse, t und damit höchstens die Biegefestigkeit von Gegenständen aus einem anderen üblichen
Kunstharz ohne Verstärkungsmaterial erreicht. Ferner zeigen Gegenstände aus bekannten Polysiloxanmassen
is eine ziemlich schlechte Lösungsmittelbeständigkeit und
sind beispielsweise nicht geeignet für .Schichtstoffe, die mit organischen Lösungsmitteln in Berührung kommen
können.
Die aus der Db-OS 16 94 974 bekannten Preßmassen
enthalten ein Organopolysilöxah, nämlich ein PheiiyN
methyisiioxan, ein PhenolrGsöl (phenolisches Vorpoly·
meres), nämlich ein Phenolnovolack, sowie im Gemisch mit letzterem Hexamethylentetramin als Verrietzungs»
katalysator für das Phenolresol. Als Vernetzer sollen bei diesen bekannten Preßmassen auch Titansäureester,
Alkylborate oder Metallsalze substituierter Phosphorsäureester verwendbar sein, jedoch beruht die Vernetzung
praktisch nur auf der Umsetzung des Phenolnovo·
lacks mit Hexamethylentetramin. Diese Preßmassen pollen wärmebeständige Formteile mit günstigen
mechanischen und elektrischen Eigenschaften liefern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige harzartige Polysiloxanformmassen hinsichtlich ihrer
Verarbeitbarkeit und der Wärme- und Lösungsmittelbeständigkeit, mechanischen und elektrischen Eigenschaften
der daraus herstellbaren Gegenstände weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Patentanspruch 1 angegebene hitzehärtende harzartige Polysiloxanformmasse.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Komponente (a) ist ein übliches harzartiges Organopolysiloxan mit der angegebenen durchschnittlichen
Einheitsformel. Das Organopolysiloxan besteht aus verschiedenen Siloxaneinh?iten, wie
C6H5SiO1A(C0Hs)2SiO.
CH3SiOu, (CHs)2SiO, (CH3XC6H5)SiO,
CH2=CHSiO1 A (CH2=CH)(CH3)SiO,
CF3CH2CH2CH2SiO15.
Es wird durch Cohydrolyse einer Mischung von entsprechenden Chlorsilanen und Alkoxysilanen und
nachfolgenden der dehydrierender Kondensation der Hydrolysate gebildet Bei den Organopolysiloxanen
muß das Verhältnis der Anzahl der organischen Reste R1, die an die Siliciu.natome gebunden sind, zur Anzahl
der Siliciumatome Si, RVSi, im Bereich zwischen 0,5 und 1,8 liegen. Ferner ist es erforderlich, daß wenigstens 0,25
Gewichts-% restliche Hydroxygruppen direkt an die Siliciumatome gebunden sind. Wenn das RVSi-Verhältnis
kleiner als 0,5 ist, haben die harzartigen Polysiloxane
eine so hohe Funktionalität, daß während der Herstellung der Zusammensetzung leicht Gelbil'.ung
eintritt und die hergestellten Gegenstände deshalb im allgemeinen sehr spröde sind. Ist das RVSi-Verhältnis
andererseits größer als 1,8 zeigen die Zusammensetzungen eine äußerst langsame Härtungsgeschwindigkeit
und die daraus hergestellten Gegenstände sind bezüglicii
Härte und thermischer Stabilität nicht zufriedenstellend. Wenn die Menge der an die Siliciumatome
!5 gebundenen restlichen Hydroxylgruppen kleiner als 0,25
Gewichts-% wird die Härtungsgeschwindigkeit der Polysiloxanformmasse zu gering und die daraus
hergestellten Gegenstände zeigen schlechte mechanische Festigkeit sowie ein unerwünschtes Erweichen
beim Erwärmen. Der bevorzugte Bereich liegt bei 1 bis 5 Gewichts-%.
Die Komponente (b) gemäß der Erfindung ist ein Phenolresol entsprechend der angegebenen Formel und
verleiht als charakteristischste Komponente der Formmasse dieser die gewünschten Eigenschaften. Diese
Komponente kann durch Kondensationsreaktion einer phenolischen Verbindung und eines α,α'-DiaIkoxyxyIols
in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators, z. B.
SnCU, entsprechend irachstehendem Reaktionsschema hergestellt worden sein:
(ΟΗ)Λ H + ROCH2-C6H4-CH2OR'
(OH)0
A—(-CH2C6H4- CH2 -4- J CH2-C6H4 --CH2-A + ROH
Die Herstellung kann auch durch Dehydrohalogenierungsreaktion in Gegenwart des gleichen Katalysators
zwischen einer phenolischen Verbindung und einem x/t'-Dihalogenoxylen gemäß folgendem Reaktionsschema
erfolgt sein:
XCH2-C6H4-CH2X
SnCI4
(OH)11
A--CH2- C6H4-CH2 -
-CH2C6H4-CH2-A + HX
In vorstehenden Formeln haben die Symbole A, R2, a,
bund π die gleiche Bedeutung wie im Anspruch 1 und R'
bedeutet einen Alkylrest, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-
oder Butylrest und X ein Haiogenatom. Beispiele für die
Reste R2 sind
-CH3-, -C2H3-, -C3H7-, -C(CHj)3-,
- C(C2H5J2(C3H7) -, - C(CH3) (C3H7J2 -.
-QCH3)(C2Hi)(C4H9)-,
-QCH3J2(C6H,,)-.-C6H5,
-CH(C6H4OH)(C2H5)- oder
-CH2(C6H4OH)-ReSIe)1OdCr
die Aminogruppe -NH2.
- C(C2H5J2(C3H7) -, - C(CH3) (C3H7J2 -.
-QCH3)(C2Hi)(C4H9)-,
-QCH3J2(C6H,,)-.-C6H5,
-CH(C6H4OH)(C2H5)- oder
-CH2(C6H4OH)-ReSIe)1OdCr
die Aminogruppe -NH2.
Die Komponente (b) hat ein Molekulargewicht in einem solchen Bereich, daß sie zutreffend als Vorpolymeres
bezeichnet wird, wobei η einen Wert nicht oberhalb 12 und im allgemeinen bis zu 7 aufweist. Zu
hohe Werte von π führen zu einer schlechten Verarbeitbarkeit und einem schlechten Fließverhalten
der Formmasse.
Die Komponente (b) unterliegt einem Härtungsmechanismus ähnlich dem von Novolac-Phenolharzen, da
es sich um ein Vorpolymeres eines durch Hitze härtbaren Harzes handelt, das mittels eines Härtungskatalysators,
wie Hexamethylentetramin, zu einer dreidimensionalen Struktur aushärtet. Die Komponente (b)
selbst wird im allgemeinen als pulver- oder körniges Formmaterial oder Vorimprägnat für Laminate verwendet
Es können dadurch Gegenstände mit einer mechanischen Festigkeit erhalten werden, die zwei- bis
dreimal so hoch ist wie bei solchen aus üblichen Polysiloxanformmassen. und die ferner eine ausgezeichnete
Lösungsmittelbeständigkeit aufweisen.
Im allgemeinen zeigen aus solchen phenolischen Vorpolymeren (Phenolresolen) hergestellte Materialien
verschiedene Probleme bei der Verarbeitung. Diese Materialien können nämlich selbst bei ausreichenden
Mengen von z. B. 10 bis 20 Gewichts-% Härtungskatalysator bei der Verarbeitung bei 160 bis 180°C nicht
vollständig gehärtet werden, was eine Nachhärtung bei 200 bis 250°C notwendig macht, um eine vollständige
Härtung zu erzielen. Aufgrund der starken Gasentwicklung bei der Verarbeitung neigen die hergestellten
Gegenstände dazu. Blasen zu bilden, wenn der Druck
beim Öffnen der Metallform vermindert wird, welche vorher im geschlossenen Zustand erhitzt wurde. Das
unerwünschte Blasenbilden sollte dadurch vermieden werden, daß während der ersten 1 bis 2 Minuten des
Formens zwei- bis dreimal je Minute entgast wird, Die Nachhärtung muß andererseits sehr sorgfältig in einem
Ofen unter genauer Temperaturregelung, beginnend mit etwa 17O0C und endend nach etwa 24 Stunden mit
25O°C durchgeführt werden, wobei die Temperatur
stufenweise erhöht wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sonst die nachgehärteten Gegenstände leicht
Blasen bilden öder Risse bekommen, wenn sie schnell und direkt in eine Atmosphäre einer Temperatur von
oberhalb 2000C eingebracht werden, was wiederum zu schlechten mechanischen Eigenschaften und schlechten
elektrischen Isolationseigenschaften führt
Andererseits ist es allgemein bekannt, daß das direkte
Mischen von zwei verschiedenen Arten von durch Wärme härtbaren Harzen keine vorteilhaften Wirkungen
bezüglich der Eigenschaften des sich ergebenden gemischten Harzes erbringen inn, sondern eher zu
einer unerwarteten Steigerung df Nachteile beider Harze führt Eine der weit verbreiteten Arbeitstechniken
zur Mischung von Harzen ist die Zugabe einer dritten Substanz mit verhältnismäßig guter Verträglich-
ke'·: mit jedem der zu mischenden Harze. Alternativ
werden die Harze vorher durch Co-Kondensation oder Copolymerisation chemisch verbunden. Beide Arbeitsweisen
sind manchmal aufgrund der Komplexität bei der Verarbeitung sowie der nachteiligen Wirkungen,
wie schlechte Härtbarkeit aufgrund von weniger funktionellen Gruppen, und schlechterer Verarbeitsbarkeit
aufgrund abnehmender Fließfähigkeit, inpraktikabel.
Die Formmasse gemäß der Erfindung, die durch Mischen der Komponenten (a) und (b) zusammen mit
einem Silanolkondensationskatalysator und einem Vernetzungskatalysator
für das Phenolresoi hergestellt wird, kann durch Wärme zufriedenstellend /μ Gegenständen
gehärtet werden, die ausgezeichnete Eigenschaften, wie thermische Stabilität und elektrische
Eigenschaften, die der Gegenwart der Komponente (a) zuzuschreiben sind, und ausgezeichnete mechanische
Festigkeit sowie Lösungsmittelbeständigkeit, die der
Gegenwart der Komponente (b) zuzuschreiben sind, aufweisen, und zwar trotz der vollständig andersartigen
Molekularstruktur und des andersartigen Härtungsmechanismus dieser beiden Komponenten.
Die Herstellungsweise der Formmasse gemäß der Erfindung kann die gleiche sein, wie die bei üblichen
Polysiloxanformmassen.
Die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung ist sehr gut und selbst bei der Herstellung von dicken
Gegenständen ist keine Blasenbildung zu befürchten. Die Nachhärtung der hergestellten Gegenstände kann
in zufriedenstElender Weise ausgeführt werden, indem
diese einer Temperatur im Bereich von 200 bis 250° C ausgesetzt werden, ohne daß es notwendig ist, die
Temperatur stufenweise zu erhöhen. Diese bedeutenden Vorteile, die init den erfindungsgemäßen Formmassen
erzieh werden, waren für den Fachmann völlig unerwarteL
Der Silanolkondensationskatalysator als Komponente (d) kann irgendeiner der üblichen sein, z. B. ein
organisches Amin, wie Monoäthanolamin, Diäthanolamin,
Älhylendiamin, Triethylendiamin oder Triäthanolamin,
eine Schwermelallverbindung, wie Bleioxide, Bleicärbönät, BleiöctOat, einer Carbonsäure, einschließlich
Essigsäure, Stearinsäure oder Caprylsäure, ein Schwermetallsalz einer Carbonsäure. beisDielsweise
Eisen, Blei, Zink, Cobalt oder Mangan oder eine
quaternäre Ammoniumverbindung, wie Tetramethylammoniümhydroxid.
Die Komponente (d) Hegt in einer Menge zwischen 0,01 und 3 Gewichts-%, bezogen auf
die Komponente (a) vor.
Der Vernetzungskatalysator für Phenolresolcharze (Komponente c) kann ebenfalls ein üblicher sein. Es wird
jedoch Hexamethylentetramin bevorzugt. Diese Komponente (c) liegt in einer Menge zwischen 1 und 20
Gewichts-%, vorzugsweise zwischen 5 und 15 Gewichls-%, bezogen auf die Menge der Komponente (b)
vor. Größere Mengen der Komponente (c) führen normalerweise zu schlechteren Fließeigenschaften der
Zusammensetzung. Insbesondere wenn Hexamethylentetramin als Vernetzungskatalysator in überschüssigen
Mengen verwendet wird, führt dies infolge der Zersetzung desselben zu einer unerwünschten Blasenbildung
aufgrund der Bildung großer Mengen von Ammoniak und ferner zur Verschlechterung der
elektrischen Eigenschaften aufgrund des im fertigen Gegenstand verbleibenden Ammoniaks.
Die Polysiloxanformmasse gemäß der Erfindung kann gewünschtenfalls mit anorganischen Füllstoffen,
hitzebeständigen Pigmenten, Schmiermitteln und anderen Zusätzen vermischt werden. Beispiele von anorganisehen
Füllstoffen sind pulverförmige Füllstoffe, wie Diatomeenerde, Ton, pulverförmiger Quarz, pulverförmiger
geschmolzener Quarz, Glaspulver, Glasperlen, Magnesia, Titandioxid oder Aluminiumoxid oder faserförmige
Füllstoffe, wie Glasfasern, Asbestfasern oder Kohlenstoffasern. Die faserförmigen Füllstoffe umfassen
solche aus geschnittenen Strängen mit verhältnismäßig geringer Länge, beispielsweise im Bereich von 1
bis 10 mm. sowie Rovings und Garne aus ausreichend langen Fäden und Geweben und Matten in Bahnform.
Die Polysiloxanformmassen gemäß der Erfindung werden in Form von pulverförmigen oder körnigen
Formmaterialien oder in Form von bahnartigem Material für Laminierzwecke erhalten. Die Bestandteile
(a) bis (d) werden wahlweise mit anderen Additiven, wie Fuiisioffpigmenten und Schmiermiiiein. beispielsweise
mittels einer Zweiwalzenmühle, gemischt, die auf höhere Temperatur als die Erweichungstemperatur der
beiden Komponenten (a) oder (b) erwärmt ist. und die gemischte Zusammensetzung abgekühlt und zu Pulver
oder Körnern zerkleinert. Alternativ wird eine Mischung der Komponenten (c) und (d) und wahlweise der
anderen Zusätze zu einer Lösung der Komponenten (a) und (b) in einem organischen Lösungsmittel, wie einem
Keton, z. B. Aceton oder Methylethylketon, oder einem Äthylenglykoläther, z. B. Äthylenglykolmonoäthyläther,
zugegeben, um eine Dispersion zu bilden. Mit dieser Dispersion werden Rovings, Garne, Gewebe oder
Matten aus Glas-, Asbest- oder Kohlenstoffasern durch Besprühen oder Eintauchen imprägniert. Die auf diese
Weise hergestellten imprägnierten faserförmigen Materialien werden dann getrocknet und Zu Materialien
fertig verarbeitet, die zum Aufspulen der Fasern bei
Verwendung von langen Fasern, für Materialien zum Druckformen unter Verwendung von Fasern mit 3 bis
10 mm Länge und bahnartigen Materialien für das Laminieren geeignet sind.
Die Formung der Polysiloxanformmasseh gemäß der Erfindung kann durch Druckformen, Übertragungsformen,
Einspritzformen und dergleichen erfolgen. Empfohlene Bedingungen für das Druckformen sind
Temperaturen der Metallform von 160 bis 200°C. ein Druck zwischen 10 und 400 kg/cm2 und eine Formzeit
von 3 bis 5 Minuten. Beim Übertragungsformen werden Temperaturen der Metallform zwischen 160 und 2000C
angewandt und die Formzeit betrag! 1 hk 3 Minuten
Beim Einspritzformen werden Temperaturen der Melallform zwischen 170 und 220°C angewandt und die
Formzeit beträgt zwischen 30 Sekunden und 2 Minuten. Unabhängig von der Herstellungsweise ist eine
Nachhärtung notwendig, um Gegenstände mit hoher mechanischer Festigkeit und anderen wünschenswerten
physikalischen Eigenschaften zu erhalten. Die Temperatur, bei dar die Nachhärlung durchgeführt wird, liegt
vorzugswe'se zwischen 200 und 250° C. Die hergestellten
Gegenstände können zur Nachhärtung direkt diesen Temperaturen ausgesetzt werden. Da bei der Nachhärtung
keine stufenweise Erhöhung der Temperatur notwendig ist, wie dies bei üblichen Polysiloxanmassen
erforderlich ist, führen die Formmassen gemäß der Erfindung zu einer sehr hohen Produktivität.
Aus der Formmasse gemäß der Erfindung hergestellte Gegenstände zeigen ausreichende mechanische
Festigkeit, so daß bei einer Beanspruchung beim Befestigen durch Verklemmen, Vernieten oder auf
andere Weise keine Risse oder Sprünge erhalten werden. Ferner sind die Wärme- und die Lösungsmittelbeständigkeit
ausgezeichnet. Die Erfindung wird nachstehend anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Die 1 eile und Prozentsätze sind auf das Gewicht
bezogen, wenn nichts anderes angegeben ist.
Es wurden Mischungen (Proben 1, 2, 3 und 4) hergestellt, indem zu 100 Teilen eines harzartigen
Polysiloxans aus 50 MoI-% CH3SiOij-Einheiten. 35
Mol-% CeHsSiOu-Einheiten und 15 Mol-%
(C6H5)2-SiO-Einheiten mit 4,2% restlichen Hydro 5-gruppen
an den Siliconatomen, ein Phenolresoi, hergestellt durch Kondensationsreaktion zwischen
«A'-Dimethoxyparaxylol und Phenol in Gegenwart von
SnCU als Friedel-Crafts-Katalysator entsprechend der Formel
OH
in verschiedenen Mengen (Tabelle I) zusammen mit einem Teil Bleicarbonat, einem Tei! Benzoesäure, 11%
Hexamethylentetramin, bezogen auf die Menge an Phenolresoi, 200% Quarzpulver und 1% Calciumstearat,
diese Prozentangaben jeweils bezogen auf die Gesamtmenge von Polysiloxan und Phenolresoi, zugegeben
wurden. Die erhaltene Mischung wurde auf einer Heißwalzenrnühie 10 Minuten bei 90° C geknetet, um
eine Masse zu bilden. Diese wurde anschließend abgekühlt und zerkleinert, um die Formmasse zu
erhalten.
Als Vergleich wurden Proben 5 und 6 in ähnlicher
Als Vergleich wurden Proben 5 und 6 in ähnlicher
Weise hergestellt, wobei bei einer das Phehölfesöl und
bei der anderen das harzartige Polysiloxan weggelassen wurde.
Die so erhaltenen Mischungen wurden durch Druckformen bei 1800C und einem Druck von
10
100 kg/cm2 während 5 Minuten geformt und anschließend
2 Stunden bei 2000C nachgehärtet. Die so hergestellten Gegenstände wurden untersucht, um
deren (Eigenschaften zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.
100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 0 |
10 | 50 | 100 | 200 | 0 | 100 |
7.5
9.4
10,3
6,0
11.5
Harzartiges Polysiloxan (Teile)
Phenolresol (Teile)
Phenolresol (Teile)
Biegefestigkeit bestimmt bei:
Raumtemperatur (kg/mm2):
Raumtemperatur (kg/mm2):
anfänglich
nach Altern bei:
24 Std. bei 300 C
48 Std. bei 300 C
Dielektrizitätsfestigkeit X 10"3
Lichtbogenwiderstand (Sek.)
Lösungsmittelbeständigkeit
(%)*)
Dielektrizitätsfestigkeit X 10"3
Lichtbogenwiderstand (Sek.)
Lösungsmittelbeständigkeit
(%)*)
*) = Versuchsstücke wurden 100 Stunden bei 900C in Toluol eingetaucht und bezüglich der Biegefestigkeit untersucht. Die
Ergebnisse sind als Prozentsatz der Werte, die vor dem Eintauchen in Toluol bestimmt wurden, angegeben.
**, = Bleicarbonat und Benzoesäure werden weggelassen.
7,3 | 8,5 | 9,0 | 9,7 | 5,8 | 6,7 |
7,0 | 8,1 | 8,5 | 9,3 | 5,8 | 2,3 |
5,3 | 7,8 | 8,5 | 9,2 | 3,3 | 13,0 |
250 | 240 | 240 | 230 | 250 | 185 |
90 | 95 | 95 | 100 | 85 | 100 |
Für einen weiteren Vergleich wurden Proben a) und b) in ähnlicher Weise wie die Proben 1 bis 4 hergestellt,
jedoch im Fall der Probe a) mit 43 Teilen Phenolresol nach Anmeldungsgegenstand und bei Probe b) mit 43
Teilen eines Phenol-Novolaks. Die in der angegebenen Weise erhaltenen Formstücke wurden auf ihre Biegefestigkeit
geprüft, und man erhielt folgende Ergebnisse:
a | b | |
Biegefestigkeit bestimmt bei | ||
Raumtemperatur (kg/mm2) | ||
anfänglich | 8,8 | 6,0 |
nach Altern bei: | ||
24 Stunden bei 300 C | 8,4 | 5,1 |
48 Stunden bei 300 C | 8,1 | 4,2 |
Bei der Mischung der Probe b) wurden bei Weglassen der Silanolkondensationskatalysatoren Bleicarbonat
und Benzoesäure noch schlechtere Ergebnisse und keine brauchbaren Formstücke erhalten.
Diese Ergebnisse zeigen die überraschende Überlegenheit der aus den erfindungsgemäßen Formmassen
erhaltenen Formkörper.
Eine Mischung (Probe 7).wurde hergestellt, indem zu
100 Teilen eines harzartigen Polysiloxans aus 30 Mol-%
CH3Si0i,5-Einheiten, 10 Mol-% (CH3)2Si0-Einheiten, 10
Mol-% (CH3XC6H5)SiO-Einheiten und 50 Mol-%
CeHsSiOij-Einheiten mit 1,6% restlichen Hydroxygruppen,
die direkt an die Siliconatome gebunden waren, 100 Teile eines Phenolresols, das durch Kondensationsreaktion
zwischen α,α'-Dimethoxyparaxylol und p-Phenylphenol
in Gegenwart von SnCU als Friedel-Crafts-Kataiysator
hergestellt worden ist und der nachstehenden Formel entspricht
80 Teile Diatomeenerde, 02 Teile Triäthanolamin, 13
Teile Hexamethylentetramin, 0,2 Teile Propionsäure und 2 Teile Caiciumstearat zugegeben wurden. Die
erhaltene Mischung wurde zu 300 Teilen Methyläthylketon zugegeben und in einer Kugelmühle 16 Stunden
innig gemischt, um eine gleichförmige Dispersion einer Viskosität von 100 cP bei 200C zu bilden.
In die so erhaltene Dispersion wurde ein Stück Glastuch eingetaucht, das nach dem Herausnehmen 1
Minute bei 130=C getrocknet wurde, um das Lösungsmittel
(Methyläthylketon) zu entfernen. Auf diese Weise wurde ein Vorimprägnat mit 50% Feststoffaufnahme
erhalten. 30 Blätter dieses vorimprägnierten Materials wurden 15 Minuten bei 1700C unter einem Druck von
80 kg/cm2 zusammengepreßt Und anschließend 2 Stünden
bei 200° G nachgehärtet, um eine laminierte Platte von 3,5 mm Dicke zu erhalten. Die Eigenschaften des
Laminats sind in Tabelle II angegeben
Als Vergleich wurden Proben 8 und 9 hergestellt, bei denen einmal das Pheriölresol und zum anderen das
harzartige Polysiloxan aus der Formulierung weggelassen wurde« Die Probe 8 wurde hergestellt, indem 100
Teile harzartiges Polysiloxan, 1 Teil Bleicarbonat, 1 Teil Benzoesäure, 40 Teile Diatomeenerde und 1 Teil
Calciumstearat gemischt wurden, die erhaltene Mischung in 150 Teile Methyläthyl keton eingebracht
wurde, um eine gleichmäßige Dispersion einer Viskosi-
10
tat von 105 cP bei 20°G zu erhallen. Probe 9 würde
hergestellt, indem 100 Teile Phenolresol, 40 Teile piatomeenerde, 12 Teile Hexamethylentetramin und 1
teil Galciumstearat gemischt wurden und die erhaltene
Mischung in 150 Teile Methyläthylketon eingebracht wurde, um eine gleichförmige Dispersion mit einer
Viskosität von 12OcP bei 20°G zu erzielen.
Diese Konlrollproben 8 und 9 wurden der gleichen
Weiterverarbeitung wie Probe 7 unterworfen. Die erhaltenen Laminate wurden bezüglich ihrer Eigenschaften
untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle Il angegeben.
Tabelle II | 7 | Biegefestigkeit bestimmt | 38 | Vergleich | 3 | 9 |
bei Raumtemperatur | g | |||||
(kg/mm2) | 31 | |||||
anfänglich | 28 | |||||
nach Altern bei: | 7,3 | 50 | ||||
24 Std. bei 300°C | 18 | |||||
48 Std. bei 30O0C | 230 | 13 | ||||
Dielektrische Festig | 17 | 6 | ||||
keit X 10"3 | 95 | 17 | 15 | |||
Lichtbogenwiderstand | 2,7 | |||||
(Sek.) | Beispiel | 180 | ||||
Lösungsmittel | 250 | |||||
beständigkeit (%) | 100 | |||||
75 | ||||||
In einen Henschel-Mischer wurden 100 Teile eines harzartigen Polysiloxans aus 30 Mol-% CHsSiOi-S-Einheiten,
30 Mol-% (CH3) (CeHsJSiO-Einheiten, 20 Mol-%
(C6H5)2SiO-Einheiten und 20 Mol-%
die Siliciumatome gebunden waren, 300 Teile eines Phenolresols, das durch Dehydrochlorierung zwischen
α,α'-Dichlorparaxylol und Phenol in Gegenwart von
SnGU als Friedel-Crafts-Katalysator hergestellt worden
ten mit 3,7% restlichen Hydroxygruppen, die direkt an 45 ist und der Formel entsprach
OH
-CH
300 Teilen pulverförmigem geschmolzenem Quarz, 100 Teilen Aluminiumoxidpulver, 100 Teilen geschnittene
Glasfaserstränge mit einer Faserlänge von 6 mm, 1 Teil Bleicarbonat, 1 Teil Laurinsäure, 30 Teilen Hexamethylentetramin
und 1,2 Teilen Calciumstearat eingebracht Der so beschickte Mischer wurde 7 Minuten bei einer
Geschwindigkeit von 1200 U/min betrieben, wobei der eo
Mantel auf 50° C erwärmt wurde. Es wurde eine körnige Formmasse mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
von etwa 1,1 mm erhalten.
Die so hergestellte Formmasse (Probe 10) wurde in
einer Schnecken-Spritzgußvorrichtung mit einer Metallform,
die auf 1900C erhitzt war, mit einer Geschwindigkeit von einem Schuß je 1,5 Minuten
verarbeitet. Die verschiedenen Eigenschaften der so hergestellten Gegenstände sind in Tabelle IH angegeben.
Als Vergleich wurden Proben 11 und 12 in folgender
Weise hergestellt Probe 11 bestand nur aus harzartigem
Polysiloxan und enthielt kein Phenolresol und kein Hexamethylentetramin, wobei die Mengen an Polysiloxan,
Bleicarbonat und Laurinsäure auf 400 Teile, 4 Teile bzw. 4 Teile erhöht wurden. Die Probe 12 wurde
nur mit dem Phenolresol ohne Polysiloxan, dem Ble'carbonat und der Laurinsäure hergestellt, wobei die
Mengen an Phenolresol und Hexamethylentetramin auf 400 bzw. 40 Teile erhöht wurden und die der anderen
Bestandteile die gleichen wie bei der Formulierung der Probe 10 waren.
25 | Tabelle III | 27 350 | Vergleich | 12 |
Π | ||||
Biegefestigkeit bei | 10 | |||
Raumtemperatur | 12,3 | |||
(kg/mm2) | 6,5 | |||
anfänglich | 6,7 | |||
nach Altern bei: | 10,5 | 6,3 | 2,2 | |
24 Std. bei 300"C | 6,0 | 12 | ||
48 Std. bei 300T | 9,8 | 3,7 | ||
Dielektrische Festig | 8,3 | ι on | ||
keit X 10"3 | 9,4 | ocn | 1V\J | |
inn | 100 | |||
(Sek.) | £. \J\J | 80 | ||
Lösungsmittel | ||||
beständigkeit (%) | 95 | |||
Beispiel 4 | ||||
Es wurde eine Dispersion in Äthylenglykolmono-Ithyläther
mit 55% Feststoffgehalt hergestellt, indem das in Beispiel 1 verwendete Phenolresol und ein
harzartiges Polysiloxan aus 20 Mol-% SiCVEinheiten,
20 Mol-% CH3Si0i3-Einheiten, 50 Mol-% C6H5SiOufeinheiten
und 10 Mol-% (CH3)2Si0-Einheiten mit 4,7%
direkt an die Siliciumatome gebundenen restlichen Hydroxylgruppen in den in Tabelle IV angegebenen
Mengen zusammen mit 20% Ton, 1% Calciumstearat und 20% Titandioxid, jeweils bezogen auf die gesamte
Menge aus Polysiloxan und Phenolresol 0,3% Triäthyiendiamin und 0,3% Phthalsäure, bezogen auf die
Menge des Polysiloxans und 12% Hexamethylentetramin, bezogen auf die Menge des Phenolresols
dispergiert wurden.
Glasrovings wurden in die Dispersion eingetaucht und bei 15O0C getrocknet, um das Lösungsmittel zu
entfernen. Anschließend wurden sie auf eine Länge von 6 mm geschnitten. Die Feststoffaufnahme der Rovings
betrug 45%. Die Formmasse wurde verarbeitet, indem sie 7 Minuten bei 1700C und einem Druck von
350 kg/cm2 geformt wurde. Die Eigenschaften der so hergestellten Gegenstände sind in Tabelle IV angegeben.
I | Tabelle IV | 13 | 14 | 15 | Vergleich | 17 |
I | 100 | 100 | 100 | 16 | ' 0 | |
50 | 150 | 250 | 100 | 100 | ||
Polysiloxan (Teile) | 0 | |||||
Phenolresol (Teile) | ||||||
Biegefestigkeit bestimmt bei Raum | 15,9 | 22,3 | 25,1 | 26,3 | ||
I | temperatur (kg/mm2) | 11,3 | ||||
S | anfänglich | 14,8 | 20,2 | 21,7 | 10,1 | |
I | nach Altern bei: | 14,1 | 19,7 | 19,7 | 10,7 | 5,2 |
I | 24 Std. bei 3000C | 6,5 | 8,5 | 10 | 10,5 | 15 |
ff B |
48 Std. bei 300°C | 240 | 230 | 210 | 2,8 | 180 |
Dielektrische Festigkeit X 10~3 | 80 | 90 | 95 | 250 | 100 | |
f | Lichtbogenwiderstand (Sek.) | 75 | ||||
Lösungsmittelbeständigkeit (%) | ||||||
Beispiel 5 Zu 100 Teilen des harzartigen Polysiloxans gemäß Beispiel 1 wurden 100 Teile Phenolresol der Formel
OH
(^CH2-C6H+-C
OH
OH
OH
V+ Jh-CH2-C6H+-CH2
OH
das in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalyiators hergestellt worden ist. 1 Teil Bleicarbonat, 1 Teil
Benzoesäure, 11 Teile Hexamethylentetramin, 2 Teile
Calciumstearat und 200 Teile Quarzpulver zugegeben. Die erhaltene Mischung (Probe 18) wurde 10 Minuten
bei 90°C auf einer Heißwalzenmühle geknetet und anschließend abgekühlt und zerkleinert, um die ;
Formmasse zu erhalten. Diese Formmasse wurde verarbeitet, indem sie 5 Minuten bei 180°C unter einem
Druck von 100 kg/cm2 unter Druck geformt wurde und anschließend 2 Stunden bei 200° C nachgehärtet wurde.
Die so hergestellten Gegenstände wurden untersucht, in
um die verschiedenen Eigenschaften zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle V angegeben.
Eine Mischung {Probe 19) wurde entsprechend der Arbeitsweise des Beispiels 5 hergestellt, wobei jedoch
das Phenolresol eine Verbindung der nachstehenden Formel war
Biegefestigkeit bestimmt bei Raumtemperatur (kg/mm2):
anfänglich
nach Altern bei:
2 Std. bei 200° C
nach Altern bei:
2 Std. bei 200° C
48 Std. bei 300° C
Dielektrische Festigkeit χ 10~3 Lichtbogenwiderstand (Sek.) Lösungsmittelbeständigkeit (%)
Dielektrische Festigkeit χ 10~3 Lichtbogenwiderstand (Sek.) Lösungsmittelbeständigkeit (%)
OH
CH,
CH2-C6H4 -CHj-
OH
CH,
OH
-CH2-C6H4-CH2-J- i
CH,
Aus dieser Mischung wurde eine Formmasse hergestellt und daraus gemäß der Arbeitsweise des
Beispiels 5 Gegenstände gebildet. Diese zeigten die in Tabelle Vl angegebenen Eigenschaften.
Biegefestigkeit bestimmt bei Raumtemperatur (kg/mm2):
anfänglich 7,8 nach Altern bei:
2 Std. bei 200° C 7,5
48 Std. bei 300° C 7.0
Dielektrische Festigkeit χ \0s 9.0
Lichtbogen widerstand (Sek.) 210
Lösungsmittelbeständigkeil (%) 90
Es wurde eine Mischung (Probe 20) entsprechend der hohem Polymerisationsgrad entsprechend der nachstein
Beispiel 5 beschriebenen Arbeitsweise hergestellt. 4>
henden Formel war wobei jedoch das Phenolresol eine Verbindung mit
OH
OH
--CH2 C6H4 (H,
OH
CU2 ChH4 CH2 f
Aus dieser Mischung wurde eine Formmasse gebildet und daraus gemäß der Arbeitsweise des Beispiels 5
Gegenstände hergestellt. Die F.igenschaften dieser Proben sind in Tabelle VII angegeben.
Biegefestigkeit bestimmt bei Raumtemperatur (kg/mm2):
anfänglich 8,8 nach Allern bei:
2 S Id. bei 2000C 8,4
48 Std. bei 300°C 8,2
Dielektrische Festigkeit χ ΙΟ"3 8,5
Lichtbogcinvidcrstand (Sek.) 240
Lösiingsmiltclbeständigkcit(o/o) 95
909 682/2G2
17 18
Beispiel 8 dann 'n Stücke von 6 mm Länge geschnitten. Diese
μ _ wurden dann unter Druck 7 Minuten bei 1800C und
Es wurde eine Dispersion in Äthylglykol mit 55% 350 kg/cm- verarbeitet. Die Eigenschaften der erhalte-
Feststoffgehalt (Probe 21) hergestellt, indem jeweils 100 nen Gegenstände sind in Tabelle VIII angegeben.
Teile des harzartigen Polysiloxans und des Phenolresols 5 τ h 11 viii
entsprechend Beispiel 4 zusammen mit 40 Teilen Ton, 40 1 aDelle ν 111
Teilen Titandioxid, 0,09 Teilen Cholin (Beta-Hydroxy- Biegefestigkeit bestimmt bei
äthyltrimethylammoniumhydroxid), 0,1 Teil 2-ÄthyIhe- Raumtemperatur (kg/mm2):
xansäure, 12 Teile Hexamethylentetramin und 2 Teile anfänglich 20,7
Calciumstearinsäure dispergiert wurden. In diese 10 nach Altern bei:
Dispersion wurden die Glasrovings, die in Beispiel 4 24Std. bei 3000C 19,2
beschrieben sind, eingetaucht, und zwar bis zu einer 48 Std. bei 3000C 183
Feststoffaufnahme von 45%. Die Rovings wurden auf Dielektrische Festigkeit χ 10~3 7,2
1500C erwärmt, um das Äthylglykol abzudampfen und Lichtbogenwiderstand (Sek.) 230
Claims (1)
1. Hitzehärtende harzartige Polysiloxanformmasse enthaltend a) ein Organopolysiloxan, b) ein
Phenolreso! und c) einen Vernetzungskatalysator für
das Phenolresol, dadurch gekennzeichnet, daß als
(a) 100 Gewichtsteile eines harzartigen Organopolysiloxans
aus durchschnittlichen Einheiten der
A--CH2- C6R1-CH2
in der A ein Halogenatom, eine Alkoxygruppe oder einen einwertigen organischen Rest der
allgemeinen Formel
(«HL
(R
25
30
(R2U
R2 einen organischen Rest oder eine Aminogruppe, a 1. 2 oder 3 und 60, 1 oder 2 bedeuten,
und wobei der Gesamtwert von a und h gleich oder weniger als 4 ist, und η eine positive ganze
Zahl £ 12 bedeutet, und zusätzlich
Formel
RJnSiO4-,,
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