DE2642465B2 - Verfahren zur Herstellung einer Vergußmasse - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vergußmasse aus säureanhydridhärtbaren
Epoxidverbindungen mit wenigstens zwei Oxiranringen im Molekül, Carbonsäureanhydrid, Metallsalzen
von Carbonsäuren, optischen Aufhellern und üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen. Die Masse ist insbesondere
für optoelektronische Bauelemente geeignet.
Es ist bekannt, für die Abdeckung bzw. Umhüllung von optoelektronischen Bauelementen lichtdurchlässige,
säureanhydridhärtbare Epoxidgießharzmassen auf Basis von Bisphenol-A zu verwenden (DE-OS
264).
Ein Nachteil von unter Verwendung bekannter Beschleuniger z. B. tertiären Aminen, Imidazolen, Borfluorid-Komplexen
schnellhärtbarer Epoxidgießharzmassen auf Basis von Bisphenol-A-Säureanhydrid
ist ihre geringe Wärmealterungsbeständigkeit. Die bislang verwendeten Formstoffe verfärben sich
hei längerer Temperaturlagerung >8()" C von farblos
über gelb nach braun, wodurch ihre Lichtdurchlässigkeit stark abnimmt.
Aus der DE-OS I 4"5 38(i sind ferner Massen aus
cycloaliphatischen Polyepoxit I ve rhi ndungen, einem
Carbonsäureanhydrid, und einem Zinnll-Salz, einer
Carbonsäure oder einem Zinnll-alkoholat oder -phenolat
zusammen mit einem Alkaiimetallalkoholat bekannt. Diese härtbaren Gemische sollen die Beschleunigung
der Härtung bei aliphatischen Epoxidharzen bei verlängerter Gebrauchsdauer ermöglichen.
Es tritt vor allem bei Wärmealterung eine Verfärbung des Formstoffes ein.
Aufgabe der Erfindung ist es, transparente oder transparent eingefärbte und wärmealterungsbeständige
härtbare Gemische, die gleichzeitig auch noch sehr kurze Entformungszeiten, nämlich solche von
weniger als 5 Minuten bei 150° C aufweisen, herzustellen. Sie sollen ferner die Herstellung von lichtstreuenden
bis wenigstens 120° C bei mehr als 2000stündiger Wärmealterungsich nicht verfärbende,
systemverträgliche, gut haftende Gießharzabdeckungen oder Gießharzumhüllungen für optoelektronische
Bauelemente ermöglichen. Der auf und um den optoelektronischen Bauelementen erzeugte Formstoff
soll die Funktionsteile der Bauelemente vor mechanischer Beschädigung, Feuchte, korrosiven Gasen und
anderen Umwelteinflüssen schützen. Außerdem soll der Formstoff beständig sein gegen galvanische Bäder,
z. B. Verzinnungsbäder.
Die Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man
A) einen Teil des cycloaliphatischen Epoxidharzes mit einem niedermolekularen Polyol mischt, sowie
B) Carbonsäureanhydrid mit einem niedermolekularen sauren Ester mischt und als Salz einer Carbonsäure
Zinkoctoat, gegebenenfalls zusammen mit einem organischen Phosphit, gelöst in einem
niedermolekularen sauren Ester zugibt und A) und 3) mischt, und daß man gegebenenfalls
C) die Mischung aus A) und B) mit einem optischen Aufheller gemischt mit einem cycloaliphatischen
Epoxidharz versetzt.
Die eingesetzten Mischungskomponenten bleiben in stabiler Lösung, wodurch eine längere Lagerung
der Vorgemische möglich ist und es tritt auch beim Vermischen der Komponenten bei Raumtemperatur
zurreaktiven Harzmasscebenfalls keine Entmischung
ein. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die erforderliche lange Gebrauchsdauer von wesentlicher Bedeutung.
Die Aushärtung erfolgt in wenigen Minuten als lunkerfreier Formstoff ohne Schliercnbildung mit
optisch einwandfreien Oberflächen.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung können lagerbeständige Vorgemische, nämlich
ein Vorgemisch (A), bestehend aus einem cycloaliphatischen Eipoxidharz, einem niedermolekularen
Polyol, gegebene nfalls zusammen mit einem optischen
Aufheller, einem Vorgemisch (B), bestehend aus einem Carbonsäureanhydrid und einem niedermolekularen
sauren Ester und einem Vorgemisch (C), bestehend aus Zinkoctoat, einer organischen Phosphatverbindung
und einem niedermolekularen sauren Ester, gegebenenfalls zusammen mit Farbstoffen, eingesetzt
werden. Zur Erzeugung von lichtstreuenden üießharzumhüllungen gemäß der Erfindung kann ein weiteres
lagerbeständiges Vorgemisch (D), bestehend aus einem cycloaliphatischen Epoxidharz und einem
lichtstreuenden, pulveiförmigen Material zugemischt werden. Diese Aulteilung in lagerbeständige, fließfähige
Vorgemische erlaubt eine mechanisierte bzw. automatisierte Aufbereitung und Verarbeitung tier
Gießharzmassen.
Der zur Abdeckung bzw. Umhüllung erzeugte Gießharzformstoff kann unterschiedliche Gestalt aufweisen.
Er kann z. B. linsenförmig, zylindrisch, flächenartig oder prismenförmig sein.
Geeignete cycloaliphatische Epoxide sind ζ. Β. 3,4 - Epoxicyclohexylmethyl(3,4 - epoxi)cyclohexancarboxylat,
2-(3,4-Epoxi)cyclohexyl-5,5-spiro(3,4-epoxi)cyclohexan-m-dioxan und Gemische von beiden.
Geeignete Carbonsäureanhydride sind z. B. Tetrahydrophthalsäureanhydrid,
Methylhexahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Dodecenylbernsteinsäureanhydrid.
Bernsteinsäureanhydrid. Als besonders geeignet hat sich Hexahydrophthalsäureanhydrid
erwiesen. Es können auch Gemische der angeführten Säureanhydride eingesetzt
werden.
Als Reaktionsbeschleuniger ist ein Zinkoctoat bestehend aus Zink und 2-ÄthyIhexansäurerest im Molverhältnis
1:2, entsprechend einem Zinkgehalt von ca. 18 Gew. % geeignet. Als besonders günstig hat sich
ein Zinkoctoat mit 21 bis 22 Gew.% Zink erwiesen. Es kann hiermit bei gleichem Gewichtsanteil des Beschleunigers
die Entformungszeit bei einer Härtetemperatur von 150° C selbst bei sehr kleiner Menge
(< 0,1 g)an Gießharzmasse auf weniger als 3 Minuten reduziert werden. Zinkoctoat wird vorzugsweise zusammen
mit einer organischen Phosphorverbindung in Lösung eingesetzt. Zum Lösen sind Verbindungen
geeignet, die einerseits Zinkoctoat und das verwendete Phosphit vollständig lösen und andererseits bei
der Härtung durch wenigstens eine reaktive Gruppe über eine Additionsreaktion mit der Harz- oder Härterkomponente
eine chemische Verbindung eingehen, um eine spätere Migration des Lösungsmittels in
Gießharzformstoff zu verhindern.
Geeignete Lösungsmittel sind z. B. niedermolekulare Polyolc und niedermolekulare saure Varbonsäureester
und deren Gemische. Als besonders geeignet haben sich Trimethylolpropan oder 3-Methyl-pentandiol-1,5
und Hexahydrophthalsäuremonoäthylester erwiesen.
Geeignete organische Phosphorverbindungen sind z. B. Diphenyldecylphosphit, Triphenylphosphit, Didccylphenylphosphit.
Als besonders geeignet hat sich Diphenyldecylphosphit erwiesen. Diese Verbindungen
wirken als Antioxidantien und als Reaktionsbeschleuniger und erniedrigen die Anfangsviskosität der
Gießharzmasse.
Als optischer Aufheller ist das im Handel erhält- > liehe Waxoline Violett A® geeignet.
Geeignete lichtstreuende, pulverförmige Materialien sind durch Flammenhydrolyse von Siliziumtetrachlorid
in der Knallgasflamme hergestellte Kieselsäuren, im Handel erhältlich als Aerosil"", sowie synthe-1«
tisch hergestellte, mikronisierte, poröse Kieselsäure, im Handel erhältlich als Syloid® und Bariumsulfat,
Bornitrid, Calciumcarbonat und Calciumfluorid.
Zum Einfärben können im Handel erhältliche Orasolfarbstoffe*
(z. B. Orasol Scharlach GLN, Orasol ■ ·->
gelb 3 GLG), Waxoline-Farbstoffe00 (z. B. Waxoline
red O), Mikrolit-Farbstoffe011 (z. B. Mikrolith grün
GT) und Pigment-Farbstoffe (Chromoxyd, Farbpaste DW 04) eingesetzt sein.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren einge- -'» setzten Mischungen sind bei Raumtemperatur flüssig.
Sie haben bei Raumtemperatur eine lange Gebrauchsdauer. Sie sind leicht dosierbar, was ihre Verarbeitung
mittels Mehrfachdosierer sehr erleichtert. Ein großer Vorteil ist die schnelle Entformbarke it der
-'"· aus den erfindungsgemäß erhaltenen Vergußmassen
hergestellten Formstoffe, wodurch die Formbelegungszeit stirk reduziert wird.
Die r.ach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Vergußmassen können zum Abdecken oder
in Umhüllen von optoelektronischen Bauelementen z. B. Lumineszenzdioden, Photodioden, Phototransistoren
und zum Verguß von Lumineszenzdioden-Displays und als Lichtleitharze für optoelektronische
Koppler verwendet werden.
π Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Transparente Gießharzmasse
in Herstellen des Vorgemisches A
in Herstellen des Vorgemisches A
94 Gewichtsteile 3,4-Epoxicyclohexylmethyl-(3,4-epoxi)cyclohexancarboxylat
werden bei Raumtemperatur mit (),()()() 15 Gewichtsteilen Waxoline violett A und 6 Gewichtsteilen 3-Methylpentandiol-1,5
homogen vermischt.
Ü Hier fehlt Manuskript [J
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer Vergußmasse, insbesondere für optoelektronische Bauelemente
aus säureanhydridhärtbaren Epoxidverbindungen mit wenigstens zwei Oxiranringen im
Molekül, Carbonsäureanhydrid, Metallsalzen von Carbonsäuren, optischen Aufhellern und üblichen
Hilfs- und Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man
A) einen Teil des cycloaliphatischen Epoxidharzes mit einem niedermolekularen Polyol
mischt, sowie
B) Carbonsäureanhydrid mit einem niedermolekularen sauren Ester mischt und als Salz
einer Carbonsäure Zinkoctoat, gegebenenfalls zusammen mit einem organischen Phosphit,
gelöst in einem niedermolekularen sauren Ester zugibt und A) und B) mischt, und daß man gegebenenfalls
C) die Mischung aus A) und B) mit einem optischen Aufheller gemischt mit einem cycloaliphatischen
Epoxidharz versetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zinkoctoat mit einem Zinkgehalt
von 18 Gew.% verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Zinkoctoat mit einem Zinkgchalt von 21 bis 22 Gew.% verwendet wird.
4. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 3 hergestellten Masse zum Abdecken oder Umhüllen
von optoelektronischen Bauelementen.
5. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 3 hergestellten Masse zum Abdecken oder Umhüllen
von Lumineszenzdioden, Phototransistoren, Photodioden und Lumineszenzdioden-Displays.
6. Verwendung der nach Anspruch 1 bis 3 hergestellten Masse als Lichtleitharz für optoelektronische
Koppler.
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