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DE1165851B - Use of branched-chain polyesters for curing epoxy resins - Google Patents

Use of branched-chain polyesters for curing epoxy resins

Info

Publication number
DE1165851B
DE1165851B DEM46282A DEM0046282A DE1165851B DE 1165851 B DE1165851 B DE 1165851B DE M46282 A DEM46282 A DE M46282A DE M0046282 A DEM0046282 A DE M0046282A DE 1165851 B DE1165851 B DE 1165851B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acid
groups
epoxy
average
branched
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEM46282A
Other languages
German (de)
Inventor
Herbert Marvin Bord
Kurt August Kurka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of DE1165851B publication Critical patent/DE1165851B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: C 08 gBoarding school Class: C 08 g

Deutsche KL: 39 b-22/10 German KL: 39 b -22/10

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Number:
File number:
Registration date:
Display day:

M 46282IV c/39 b
17. August 1960
19. März 1964
M 46282IV c / 39 b
17th August 1960
March 19, 1964

Das Härten von Epoxyharzen mit Polyestern ist aus der USA.-Patentschrift 2 683 131 bekannt. Die in dieser Patentschrift beschriebenen Polyester haben eine Säurezahl von mindestens 150, sind niedermolekular, wie sich aus der angegebenen Säurezahl und der Funktionalität der Polyester ableiten läßt, und sind Umsetzungsprodukte einer Dicarbonsäure mit einem mehrwertigen Alkohol.The curing of epoxy resins with polyesters is known from US Pat. No. 2,683,131. In the polyesters described in this patent specification have an acid number of at least 150, are low molecular weight, as can be derived from the specified acid number and the functionality of the polyester, and are reaction products of a dicarboxylic acid with a polyhydric alcohol.

Erfindungsgegenstand ist die Verwendung von verzweigtkettigen, endständige Carboxylgruppen ent- ίο haltenden Polyestern mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1500 bis 17000, mit im Mittel 2,1 bis 3,0 Carboxylgruppen je Molekül, einer Säurezahl von 15 bis 125, einer Hydroxylzahl von unter 10, die in der Gerüstkette frei von ungesättigten Gruppen sind, die nicht mehr als die Hälfte, bezogen auf die Gesamtmenge der Säuren und Alkohole, an aromatischen Ringen enthalten und die aus einer Dicarbonsäure, einem zweiwertigen Alkohol und entweder einem mehrwertigen Alkohol mit mindestens drei nicht tertiären Hydroxylgruppen oder einer mehrbasischen Säure mit mindestens 3 Carboxylgruppen hergestellt worden sind, zum Härten von Epoxyharzen — mit im Mittel mindestens 1,3 Epoxydgruppen im Molekül — in der Hitze oder gegebenenfalls zusammen mit üblichen Katalysatoren bei normaler Temperatur.The subject of the invention is the use of branched-chain, terminal carboxyl groups holding polyesters with an average molecular weight of 1500 to 17000, with on average 2.1 to 3.0 carboxyl groups per molecule, an acid number of 15 to 125, a hydroxyl number of less than 10, which are free of unsaturated groups in the backbone chain, which are not more than half related on the total amount of acids and alcohols, contained on aromatic rings and made up of one Dicarboxylic acid, a dihydric alcohol and either a polyhydric alcohol with at least three non-tertiary hydroxyl groups or a polybasic acid with at least 3 carboxyl groups for curing epoxy resins - with an average of at least 1.3 epoxy groups in the molecule - in the heat or, if necessary, together with conventional catalysts normal temperature.

Der Polyester geliert nicht, wenn er in Abwesenheit von Luft erwärmt wird. Bevorzugt enthält seine Kette praktisch keinen Äthersauerstoff, bei dessen Vorhandensein die gehärteten Formteile weniger beständig gegenüber Feuchtigkeit und damit weniger beständig gegen elektrisches Durchschlagen sind, obwohl diese Wirkung kleiner ist, wenn der Äthersauerstoff direkt an einen aromatischen Ring gebunden ist.The polyester does not gel when heated in the absence of air. Preferably contains its chain practically no ether oxygen, in the presence of which the hardened moldings are less resistant against moisture and thus less resistant to electrical breakdown, although these The effect is smaller when the ether oxygen is bound directly to an aromatic ring.

Das zu härtende Epoxyharz muß mindestens im Mittel 1,3 Epoxydgruppen je Molekül enthalten. Diese Epoxydgruppen müssen durch eine Kette von mindestens 2 Kohlenstoffatomen getrennt sein, wobei die Kette keine Doppelbindungen enthält.The epoxy resin to be cured must contain at least an average of 1.3 epoxy groups per molecule. These epoxy groups must be separated by a chain of at least 2 carbon atoms, the chain containing no double bonds.

Besonders wertvoll sind Epoxyharze, wie die Diglycidyläther von Resorcin und Bisphenol A, die gewöhnlich mehr als 1,3, aber etwas weniger als 2,0 Epoxydgruppen je durchschnittliches Molekulargewicht, bisweilen aber auch mehr als 2,0 Epoxydgruppen enthalten. Brauchbar sind auch die Diglycidyläther von Glycerin. Ein handelsübliches Epoxyharz, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, ist z. B. das Kondensationsprodukt von 1,1,2,2-Tetrakis-(4-hydroxyphenyl)-äthan und Epichlorhydrin mit durchschnittlich etwa 3 Glycidyläthergruppen im Molekül. Auch monomere Polyepoxyde, wie Limonen-Verwendung von verzweigtkettigen Polyestern
zum Härten von Epoxyharzen
Epoxy resins such as the diglycidyl ethers of resorcinol and bisphenol A, which usually contain more than 1.3 but slightly less than 2.0 epoxy groups per average molecular weight, but sometimes also more than 2.0 epoxy groups, are particularly valuable. The diglycidyl ethers of glycerine can also be used. A commercially available epoxy resin that can be used according to the invention is, for. B. the condensation product of 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane and epichlorohydrin with an average of about 3 glycidyl ether groups in the molecule. Also monomeric polyepoxides, such as limonene, use branched-chain polyesters
for curing epoxy resins

Anmelder:Applicant:

Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minn. (V. St. A.)Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minn. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Kurt August Kurka, Roseville, Minn.,Kurt August Kurka, Roseville, Minn.,

Herbert Marvin Bord, Stillwater Township, Minn.Herbert Marvin Bord, Stillwater Township, Minn.

(V. St. A.)(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. ν. Amerika vom 18. August 1959V. St. ν. America August 18, 1959

(Nr. 834 407)(No. 834 407)

dioxyd, Dicyclopentadiendioxyd, Vinylcyclohexendioxyd und S^-Epoxy-o-methylcyclohexylmethyl-S^-epoxy-o-methylcyclohexancarboxylat, können gehärtet werden.dioxide, dicyclopentadiene dioxide, vinylcyclohexenedioxide and S ^ -epoxy-o-methylcyclohexylmethyl-S ^ -epoxy-o-methylcyclohexanecarboxylate, can be hardened.

Andere Epoxydverbindungen, die mit den Polyestern mit endständigen Carboxylgruppen und verzweigter Kette zu festen, zähen, biegsamen Formteilen umgesetzt wurden, die zur elektrischen Isolierung dienen können, sind epoxydierte Novolake.Other epoxy compounds associated with the carboxyl-terminated and branched polyesters Chain has been converted into solid, tough, flexible molded parts that are used for electrical insulation are epoxidized novolaks.

Durch die Umsetzung zwischen den Epoxydgruppen und den endständigen Carboxylgruppen des Polyesters, die durch Anwendung von Wärme hervorgerufen oder mindestens erheblich beschleunigt wird, wird die Formmasse in einen festen, zähen, temperaturbeständigen, praktisch unschmelzbaren und unlöslichen Formteil übergeführt. In den Massen werden die Verhältnisse so gewählt, daß ungefähr eine Epoxydgruppe auf jede Carboxylgruppe des Polyesters kommt. Wenn ein großer Überschuß an einer Art von Gruppen vorhanden ist, können die Festigkeit und andere Eigenschaften des Formteils beeinträchtigt werden. Doch kann bei Anwesenheit eines Mittels, das die Umsetzung einer Epoxydgruppe mit einer anderen katalysiert, ein erheblicher Überschuß an Epoxydgruppen in der ursprünglichen Masse enthalten sein,Through the reaction between the epoxy groups and the terminal carboxyl groups of the polyester, which is caused by the application of heat or at least considerably accelerated, becomes the Molding compound in a solid, tough, temperature-resistant, practically infusible and insoluble Molded part transferred. The proportions in the masses are chosen so that approximately one epoxy group comes to every carboxyl group of the polyester. When a large excess of one type of group is present, the strength and other properties of the molded part may be impaired. However, in the presence of an agent that reacts one epoxy group with another catalyzed, a considerable excess of epoxy groups may be contained in the original mass,

409 539/580409 539/580

3 43 4

ohne daß das gehärtete Produkt beeinträchtigt wird. Messer auf ein wenig haftendes Grundblatt aufgebracht,without affecting the cured product. Knife applied to a slightly adhesive base sheet,

Die Masse kann ein Vernetzungsmittel füi Epoxyharze, das dann 2 Stunden in einen auf 1200C vorgewärmtenThe mass of a crosslinking agent Fuei epoxy resins, the pre-heated for 2 hours in a 120 0 C

z. B. ein Polycarbonsäureanhydrid, enthalten, wobei Ofen gelegt wurde. Hierbei härtete das Gemisch zuz. B. a polycarboxylic anhydride, containing an oven. The mixture hardened in the process

der Polyester mit endständigen Säuregruppen nur in einem biegsamen, nicht klebrigen Film von 0,02 cmthe acid-terminated polyester only in a pliable, non-tacky, 0.02 cm film

sehr kleinem Mengenanteil zugegen zu sein braucht 5 Stärke, der nach dem Abkühlen von der nicht haften-a very small amount of starch needs to be present, which after cooling from the non-adherent

und dann zur Erhöhung der Zähigkeit wirkt. den Unterlage abgezogen wurde. Der gehärtete Filmand then acts to increase toughness. has been peeled off the document. The hardened film

Der Masse kann ein Katalysator einverleibt werden, hatte die folgenden elektrischen Eigenschaften:A catalyst can be incorporated into the mass, which had the following electrical properties:

um diese bei Raumtemperatur zu härten. Als Kataly- Dielektrische Festigkeitto cure them at room temperature. As a catalytic dielectric strength

satoren besonders bevorzugt werden tertiäre Amine Volt/cm ' 338 600Tertiary amines volts / cm '338 600 are particularly preferred

und deren Salze in einer Menge von etwa 0,1 bis 2,0 %, Spezifischer Volumen widerstand,'and their salts in an amount of about 0.1 to 2.0%, specific volume resisted, '

aber auch bis etwa 5°/o des Gesamtgewichtes der Ohm · cm 2 5 · 1012 but also up to about 5% of the total weight of the ohm · cm 2 5 · 10 12

M*ss.e- . „ , ... , Leistungsfaktor O,'o83 M * ss . e -. ", ..., power factor O, 'o83

Bei bestimmten Verwendungszwecken fur den ent- Dielektrizitätskonstante 5,98With certain uses for the ent- Dielectric constant 5.98

stehenden Formteil, die eine besonders hohe Biegsamkeit erfordern, können Monoepoxyde in die 15 Die beiden letzten Werte wurden bei 300C und Massen gemischt werden. Typische brauchbare Mono- 60 Perioden je Sekunde gemessen. Ein Streifen des epoxyde sind Dodecenoxyd, Octylenoxyd, Dipenten- Films verlor nur 11 % seines Gewichts, wenn er 24 monoxyd, «-Pinenoxyd, Styroloxyd, Phenylglycidvl- Stunden bei Raumtemperatur in Aceton gelegt wurde, äther, Vinylcyclohexenmonoxyd. Es ist auch möglich, Die elektrischen Eigenschaften und die Lösungsmittelepoxydierte langkettige Olefine, z. B. epoxydierte 20 festigkeit dieses Films sind ausgezeichnet.
Olefine mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen einzumischen. Ein 1,9 cm breiter Streifen des gehärteten Films
standing molding, which require a particularly high flexibility, monoepoxides can be mixed in the 15 The last two values were at 30 0 C and masses. Typical useful mono periods measured per second. A strip of epoxy are dodecene oxide, octylene oxide, dipentene film lost only 11% of its weight when it was placed in acetone, ether, vinylcyclohexene monoxide for 24 hours at room temperature. It is also possible to use the electrical properties and the solvent epoxidized long chain olefins, e.g. B. epoxidized 20 strength of this film are excellent.
To mix in olefins having 16 to 18 carbon atoms. A 1.9 cm wide strip of the cured film

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyester wurde mit dem Instron-Tensile-Tester bei einem mit verzweigter Kette und endständigen Carboxyl- anfänglichen Klammerabstand von 2,5 cm und einer gruppen müssen durchschnittlich mindestens 2,1 Carb- Querkopf geschwindigkeit von 2,5 cm je Minute unteroxylgruppen im Molekül enthalten. Bevorzugt müssen 25 sucht und ergab eine Zugfestigkeit von 25 kg/cm2 bei sie im Durchschnitt mehr als 2,2 Carboxylgruppen einer Bruchdehnung von 250%· Eine weitere Probe enthalten, wenn das gehärtete Produkt eine hohe des ungehärteten Gemisches wurde durch Beschichten Festigkeit und Zähigkeit besitzen soll. Die durch- mit dem Messer auf ein Vlies aus regellos verteilten schnittliche Anzahl von Carboxylgruppen darf nicht Polyäthylenterephthalatfasern bis zur Sättigung aufmehr als 3,0 betragen, sonst geliert der Polyester unter 30 gebracht, von denen ein Teil durch Ziehen gereckt Umständen vorzeitig. Wenn aber eine vierwertige Säure worden war. Die nichtgereckten Fasern waren an oder ein vierwertiger Alkohol verwendet wird, darf ihren Kreuzungspunkten zusammengeschmolzen, um die durchschnittliche Anzahl von Carboxylgruppen dem Gewebe einen guten Zusammenhalt zu verleihen, nicht mehr als etwa 2,3 betragen, wenn eine vorzeitige Das Gewicht des nicht überzogenen Vlieses betrug Gelierung vermieden werden soll. Bei Säuren und 35 35,9 g/m2. Das überzogene Vlies wurde 1 Stunde bei Alkoholen, die noch mehr funktionelle Gruppen im 95°C und dann 2 Stunden bei 150°C zu einer festen, Molekül enthalten, muß die durchschnittliche Anzahl biegsamen, verstärkten, elektrisch isolierenden Folie der freien Carboxylgruppen je Molekül noch kleiner gehärtet,
sein, doch darf sie in keinem Falle kleiner als 2,1 sein. Beispiel 2
The polyester to be used according to the invention was tested with the Instron Tensile Tester with a branched chain and terminal carboxyl starting bracket spacing of 2.5 cm and a group must on average at least 2.1 carb crosshead speed of 2.5 cm per minute contained in the molecule. Preferred must 25 seeks and yielded a tensile strength of 25 kg / cm 2 when they averaged more than 2.2 carboxyl groups an elongation at break of 250% · Another sample contained when the cured product was a high of the uncured mixture by coating strength and toughness should own. The average number of carboxyl groups distributed with the knife on a fleece made of randomly distributed polyethylene terephthalate fibers must not be more than 3.0 to saturation, otherwise the polyester gels below 30, some of which are stretched prematurely by pulling. But if a tetravalent acid had become. The non-stretched fibers were on or a tetravalent alcohol is used, their crossing points fused together in order to give the average number of carboxyl groups the fabric good cohesion, not more than about 2.3, if a premature The weight of the uncoated web was Gelation should be avoided. For acids and 35.9 g / m 2 . The coated fleece was 1 hour with alcohols that contain even more functional groups at 95 ° C and then 2 hours at 150 ° C to a solid, molecule, the average number of flexible, reinforced, electrically insulating film of free carboxyl groups per molecule must be hardened smaller,
but in no case may it be less than 2.1. Example 2

Wenn der Polyester eine Säurezahl von weniger 40If the polyester has an acid number of less than 40

als 15 hat, wenn also sein durchschnittliches Molekular- Ein Gemisch von 215,5 kg Polyester B, hergestellt gewicht mehr als 17 000 beträgt, berechnet aus dem durch Umsetzung von Adipinsäure, Isophthalsäure, durchschnittlichen Polymerisationsgrad oberhalb von Propylenglykol, Trimethylolpropan und Triphenyletwa 100, ist seine Reaktionsgeschwindigkeit mit phosphit als Katalysator und 46,7 kg flüssigem Epoxyder Epoxyverbindung klein, und das Reaktionsprodukt 45 harz, das mit Toluol zu einem Harzgehalt von 90 % wird nicht vollständig zu einem zähen, unschmelz- verdünnt wurde, wurde 4 Stunden am Rückfluß baren, unlöslichen Zustand gehärtet, selbst wenn es erwärmt, wonach die Viskosität des teilweise umgelange Zeit erwärmt wird. Wenn die Säurezahl größer setzten Gemisches 13 00OcP bei 65° C betrug. Hierzu als 125 ist, wenn also das durchschnittliche Molekular- wurden 5,2 kg Tris-(2,4,6-dimethylaminomethyl)-gewicht weniger als 1500 beträgt, berechnet aus seinem 50 phenol und so viel Toluol gegeben, daß die Lösung durchschnittlichen Polymerisationsgrad von kleiner 40% Feststoffgehalt hatte. Ein leichtes, stark poröses als 10, ist das gehärtete Produkt härter und weniger Gewebe aus Glasfasern wurde durch die Lösung biegsam, als es für die meisten Zwecke erwünscht ist. gezogen, wobei der Überschuß durch ein Paar Dosier-than 15, that is, if its average molecular weight is a blend of 215.5 kg of polyester B produced weight is more than 17,000, calculated from the conversion of adipic acid, isophthalic acid, average degree of polymerization above propylene glycol, trimethylolpropane and triphenyl about 100, is its reaction rate with phosphite as a catalyst and 46.7 kg of liquid epoxy Epoxy compound small, and the reaction product 45 resin, which with toluene to a resin content of 90% is not completely diluted to a tough, infusible, was refluxed for 4 hours hardened insoluble state, even when heated, after which the viscosity of the partially reversed Time is heated. When the acid number was higher, the mixture was 1300 ocP at 65 ° C. For this than 125, so if the average molecular weight was 5.2 kg of tris (2,4,6-dimethylaminomethyl) weight is less than 1500, calculated from its 50 phenol and given so much toluene that the solution had an average degree of polymerization of less than 40% solids content. A light, highly porous one than 10, the cured product is harder and less fiberglass fabric was through the solution flexible than is desired for most purposes. drawn, the excess through a pair of dosing

Die Hydroxylzahl des Polyesters darf nicht über 10 stäbe abgestreift wurde, und wurde dann 12 MinutenThe hydroxyl number of the polyester must not exceed 10 bars, and was then 12 minutes

liegen und soll bevorzugt kleiner als 5 sein. Eine 55 auf 26O0C erwärmt, wobei eine biegsame, nichtand should preferably be less than 5. A 55 heated to 260 0 C, being a pliable one, not

höhere Hydroxylzahl ergibt mit der Epoxydverbindung klebrige Isolierfolie von etwa 0,13 mm Stärke gebildetA higher hydroxyl number results in a sticky insulating film of about 0.13 mm thickness formed with the epoxy compound

Formteile von verhältnismäßig geringer Qualität. wurde.Moldings of relatively poor quality. became.

. -I1 Die dielektrische Festigkeit dieser verstärkten. -I 1 The dielectric strength of these reinforced

Beispiel l Isolierfolie betrug 236 000 V/cm. Ein Streifen der Example 1 insulation film was 236,000 V / cm. A strip of the

Ein Gemisch von 326 g Polyester A, der durch 60 Isolierfolie verlor nur 7% seines Gewichts, wenn er Umsetzung von Isophthalsäure, »Isosebacinsäure« 24 Stunden bei Raumtemperatur in Toluol getränkt (Gemisch aus 72 bis 80% 2-Äthylkorksäure, 12 bis wurde, und ein anderer Streifen absorbierte nur 0,5% 18%2,5-Diäthyladipinsäureund6bis 10%n-Sebacin- seines Gewichts, wenn er 24 Stunden bei Raumsäure), Propylenglykol, Glycerin und Triphenylphos- temperatur in Wasser getränkt wurde,
phit als Katalysator gewonnen wurde, 84 g flüssigem 65 Ein druckempfindlicher Klebmittelüberzug wurde Epoxyharz und 8 g Tris-(2,4,6-dimethylaminomethyl)- auf die verstärkte Isolierfolie aufgebracht, um einen phenol wurde mit Toluol zu einem Festsubstanzgehalt biegsamen Isolierstreifen zum Umwickeln von Drahtvon 70% verdünnt und durch Beschichten mit dem enden u.dgl. zu erhalten.
A mixture of 326 g of polyester A, which lost only 7% of its weight through 60 insulating film when it was soaked in toluene for 24 hours at room temperature (mixture of 72 to 80% 2-ethyl suberic acid, 12 bis, and another strip absorbed only 0.5% 18% 2,5-diethyladipic acid and 6 to 10% n-sebacin- of its weight when soaked in water for 24 hours at room acid), propylene glycol, glycerin and triphenylphosphate temperature,
phit was recovered as a catalyst, 84 g of liquid 65 A pressure-sensitive adhesive coating, epoxy resin and 8 g of tris (2,4,6-dimethylaminomethyl) - were applied to the reinforced insulating film, a phenol was mixed with toluene to a solids content Wire thinned by 70% and obtained by coating with the ends and the like.

Beispiel 3Example 3

Ein Gemisch von 100 Gewichtsteilen flüssigem Epoxyharz und 170 Teilen Polyester D, hergestellt durch Umsetzung von »Isosebacinsäure«, Neopentylglykol, Trimethylolpropan und p-Toluolsulfonsäure als Katalysator, hatte eine Viskosität von 14 300 cP bei 23 0C. Nach Zusatz von 3,7 Teilen Tris-(2,4,6-dimethylaminomethyl)-phenol wurde durch 2stündiges Erwärmen auf 13O0C ein sehr kautschukartiger zäher Guß erhalten. Die Masse dieses Beispiels ist insbesondere zum Einbetten elektrischer Vorrichtungen zu verwenden.A mixture of 100 parts by weight of liquid epoxy resin and 170 parts of polyester D, prepared by reacting "isosebacic acid", neopentyl glycol, trimethylolpropane and p-toluenesulfonic acid as a catalyst, had a viscosity of 14,300 cP at 23 ° C. After adding 3.7 parts tris (2,4,6-dimethylaminomethyl) phenol was very rubbery 2stündiges obtained by heating at 13O 0 C, a tough molding. The bulk of this example is particularly useful for embedding electrical devices.

Beispiel 4Example 4

Ein festes Epoxyharzkondensationsprodukt von Epichlorhydrin und Bisphenol A wurde in diesem Beispiel verwendet, das einen Durransschen Erweichungspunkt von etwa 430C und ein Epoxydäquivalent von etwa 345 hatte.A solid Epoxyharzkondensationsprodukt of epichlorohydrin and bisphenol A was used in this example had a Durransschen softening point of about 43 0 C and an epoxy equivalent of about 345th

Zu 1010 g Polyester F, hergestellt durch Um- ao Setzung von »Isosebacinsäure«, Isophthalsäure, Propylenglykol, Trimethylolpropan und Triphenylphosphit, der mit Toluol auf 90% Feststoffgehalt verdünnt worden war, wurden 375 g festes Epoxyharz gegeben, das auch auf 90% Feststoffgehalt verdünnt worden war. Dieses Gemisch wurde auf 150° C erwärmt, bis die bei 820C gemessene Viskosität 14 00OcP erreicht hatte. Das Gemisch wurde abgekühlt, mit Toluol auf 80% Feststoffgehalt verdünnt und mit dem Messer auf lose gewebtes Glasfasertuch von 0,1 mm Stärke bis zur Sättigung aufgeschichtet. Nach 2V2 Minuten Trocknen bei 80°C und 4 Minuten bei 175° C, um das Gemisch teilweise zu härten, wurde das mit Harz behandelte Tuch mit mit Polyäthylen überzogenem Papier verbunden und aufgerollt. Das behandelte Tuch war in diesem Zustand etwas klebrig, sehr biegsam, und das Harz war in diesem Härtungszustand zu 90% in Toluol löslich.375 g of solid epoxy resin, which was also diluted to 90% solids content, were added to 1010 g of polyester F, prepared by the reaction of "isosebacic acid", isophthalic acid, propylene glycol, trimethylolpropane and triphenyl phosphite, which had been diluted to 90% solids content with toluene had been. This mixture was heated to 150 ° C until the measured at 82 0 C viscosity had reached 14 00OcP. The mixture was cooled, diluted to 80% solids content with toluene and layered with a knife on loosely woven glass fiber cloth of 0.1 mm thickness until saturation. After drying for 2–2 minutes at 80 ° C and 4 minutes at 175 ° C to partially cure the mixture, the resin-treated cloth was bonded to polyethylene-coated paper and rolled up. The treated cloth was somewhat sticky in this state, very pliable, and the resin was 90% soluble in toluene in this hardened state.

2,5 cm breite Streifen wurden von der Rolle geschnitten und auf eine Kupferspirale unter halber Überlappung gewickelt. Der Streifen verschmolz gut und wurde fest mit sich selbst auf dem Kupfer verbunden, nachdem er 1 Stunde im Ofen bei 1500C gehärtet worden war. Die dielektrische Festigkeit betrug 394 000 V/cm. Die Streifenisolierung hatte eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Transformatoröle und eine Vielzahl von Lösungsmitteln, wie Toluol, Heptan und Lackbenzine.One inch wide strips were cut from the roll and wound onto a copper spiral with a half-lap. The strip fused well and was firmly bonded to itself on the copper after being cured in an oven at 150 ° C for 1 hour. The dielectric strength was 394,000 V / cm. The strip insulation had excellent resistance to transformer oils and a variety of solvents such as toluene, heptane and mineral spirits.

Eine Rolle des mit Harz behandelten Glastuchs wurde 9 Monate bei Raumtemperatur aufbewahrt und war immer noch biegsam. Wenn sie auf eine Kupferspirale gewickelt und 1 Stunde bei 1500C gehärtet wurde, ergab sie die gleiche elektrische Isolierung, wie sie mit einem frisch hergestellten Streifen erhalten wurde.A roll of the resin treated glass cloth was stored at room temperature for 9 months and was still pliable. When it was wound on a copper spiral and cured at 150 ° C. for 1 hour, it gave the same electrical insulation as was obtained with a freshly produced strip.

VergleichsversuchComparative experiment

Zum Vergleich wurde das Beispiel 1 der USA.-Patentschrift 2 683 131 nachgearbeitet, indem versucht wurde, frei tragende gehärtete Filme für Versuchszwecke herzustellen. Probe Nr. 1, hergestellt aus 10 Teilen des sauren Polyesters und 20 Teilen eines handelsüblichen Epoxyharzes vom Bisphenoltyp, wurde zu einem 0,9 cm dicken Film vergossen und 18 Stunden auf 15O0C erhitzt. Nach dem Ablösen von der Unterlage wurde der Film in Streifen von etwa 0,65 cm Länge zerschnitten und in einem Instron-Tensile-Tester bei einem anfänglichen Klammerabstand von 2,5 cm und einer Querkopfgeschwindigkeit von 5 cm je Minute auf Zugfestigkeit geprüft. Die durchschnittliche Zugfestigkeit betrug 460 kg/cm2 bei einer Bruchdehnung von nur 3 bis 5 %· Dieser Versuch zeigt, daß das gehärtete Produkt des Beispiels 1 der USA.-Patentschrift 2 683 131 für die Verwendungszwecke, denen die erfindungsgemäßen Produkte zugeführt werden können, viel zu spröde ist.For comparison, Example 1 of U.S. Patent 2,683,131 was followed up by attempting to produce cantilevered cured films for experimental purposes. Sample Nos. 1, prepared from 10 parts of the acidic polyester and 20 parts of a commercially available bisphenol type epoxy resin was cast into a 0.9 cm thick film and heated for 18 hours 15O 0 C. After peeling off the backing, the film was cut into strips approximately 0.65 cm long and tested for tensile strength in an Instron Tensile tester with an initial clamp spacing of 2.5 cm and a crosshead speed of 5 cm per minute. The average tensile strength was 460 kg / cm 2 with an elongation at break of only 3 to 5%. This test shows that the cured product of Example 1 of U.S. Patent 2,683,131 is suitable for the purposes to which the products according to the invention can be put, is way too brittle.

In entsprechender Weise wurde die zweite Probe des Beispiels der obigen USA.-Patentschrift unter Verwendung eines üblichen Epoxyharzes von 1,9 cm Länge zerschnitten. Das gehärtete Produkt hatte eine Zugfestigkeit von 4,8 kg/cm2 bei einer Bruchdehnung von 10 bis 12%· Es erwies sich als zu weich und schwach, um als elektrisches Isoliermaterial verwendet werden zu können.Similarly, the second sample of the example of the above United States patent was cut using a conventional epoxy resin 1.9 cm in length. The cured product had a tensile strength of 4.8 kg / cm 2 with an elongation at break of 10 to 12%. It was found to be too soft and weak to be used as an electrical insulating material.

Die stark sauren Polyester der USA.-Patentschrift 2 683 131 üben außerdem auf Metalle, wie sie in der Elektrotechnik verwendet werden, einen korrodierenden Einfluß aus.The strongly acidic polyesters of U.S. Patent 2,683,131 also exercise on metals such as those in U.S. Patent No. 2,683,131 Electrical engineering used has a corrosive influence.

Eine große Anzahl von anderen Polyestern mit endständigen Carboxylgruppen und verzweigten Ketten wurden erfindungsgemäß mit Epoxydgruppen enthaltenden Verbindungen zu gehärteten Produkten umgesetzt. Als Dicarbonsäure zur Herstellung dieser Polyester wurde außer den oben im einzelnen erwähnten Säuren o-Phthalsäure, Azelainsäure und Hexachlorendomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid verwendet. Andere verwendbare zweiwertige Alkohole sind 1,4-Butandiol, Äthylenglykol und2,2-Bis-[4-(2-hydroxypropoxy)-phenyl]-propan. Außer Glycerin und Trimethylolpropan wurde Pentaerythrit verwendet; es können auch mehrbasische Carbonsäuren, wie Trimesinsäure, Citronensäure, Trimellithsäure, Benzoltetracarbonsäure und Tricarbalylsäure, verwendet werden.A wide variety of other carboxyl terminated and branched chain polyesters became cured products according to the invention with compounds containing epoxy groups implemented. As the dicarboxylic acid for the production of these polyesters, besides those mentioned in detail above Acids o-phthalic acid, azelaic acid, and hexachloroendomethylene tetrahydrophthalic anhydride used. Other dihydric alcohols that can be used are 1,4-butanediol, ethylene glycol and 2,2-bis- [4- (2-hydroxypropoxy) phenyl] propane. In addition to glycerine and trimethylolpropane, pentaerythritol was used; it can also be polybasic carboxylic acids, such as Trimesic acid, citric acid, trimellitic acid, benzene tetracarboxylic acid and tricarbalylic acid are used will.

Kreppapier, mit den erfindungsgemäßen zusammengesetzten Massen imprägniert und durch kurzes Erwärmen gehärtet, ergibt ein elektrisch isolierendes Material von guter Lösungsmittel- und Feuchtigkeitsbeständigkeit. Auch klare, zähe, biegsame Folien sind aus diesen Massen herzustellen, die allgemein als Verpackungsmaterial oder für andere nichtelektrische Zwecke dienen können.Crepe paper, impregnated with the composite compositions according to the invention and by short Hardened by heating gives an electrically insulating material of good solvent and moisture resistance. Clear, tough, flexible films can also be produced from these compositions, which are generally known as Packaging material or for other non-electrical purposes.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verwendung von verzweigtkettigen, endständige Carboxylgruppen enthaltenden Polyestern mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1500 bis 17 000, mit im Mittel 2,1 bis 3,0 Carboxylgruppen je Molekül, einer Säurezahl von 15 bis 125, einer Hydroxylzahl unter 10, die in der Gerüstkette frei von ungesättigten Gruppen sind, die nicht mehr als die Hälfte, bezogen auf die Gesamtmenge der Säuren und Alkohole, an aromatischen Ringen enthalten und die aus einer Dicarbonsäure, einem zweiwertigen Alkohol und entweder einem mehrwertigen Alkohol mit mindestens drei nicht tertiären Hydroxylgruppen oder einer mehrbasischen Säure mit mindestens 3 Carboxylgruppen hergestellt worden sind, zum Härten von Epoxyharzen — mit im Mittel mindestens 1,3 Epoxydgruppen im Molekül — in der Hitze oder gegebenenfalls zusammen mit üblichen Katalysatoren bei normaler Temperatur.Use of branched-chain polyesters containing terminal carboxyl groups an average molecular weight of 1500 to 17,000, with an average of 2.1 to 3.0 carboxyl groups per molecule, an acid number from 15 to 125, a hydroxyl number below 10, those in the backbone chain are free of unsaturated groups, which are not more than half, based on the total amount of acids and alcohols, on aromatic rings and those of a dicarboxylic acid, a dihydric alcohol and either one polyhydric alcohol with at least three not tertiary hydroxyl groups or a polybasic acid with at least 3 carboxyl groups for curing epoxy resins - with an average of at least 1.3 epoxy groups in the molecule - in the heat or possibly together with conventional catalysts at normal temperature. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 054 705;
USA.-Patentschrift Nr. 2 683 131.
Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1 054 705;
U.S. Patent No. 2,683,131.
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DE1054705B (en) * 1958-01-20 1959-04-09 Leuna Werke Veb Process for optionally multi-stage curing of epoxy resins

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