Thermisch latente Epoxidharzsysteme und deren Einsatz für Prepregs

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SKZ - Das Kunststoff-Zentrum

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Thermisch latente Epoxidharze sind Formulierungen, bei denen die Harzkomponente mit dem thermisch latenten Härter bzw. Beschleuniger vorgemischt wird, wobei die Härtungsreaktion erst ab einer bestimmten Temperatur beginnt. Einer der weitverbreitetsten latenten Härter ist Dicyandiamid (DICY), welcher bei Raumtemperatur im Epoxidharz unlöslich ist und im Temperaturbereich zwischen 180-200 °C reagiert. Formulierungen mit DICY sind bei Raumtemperatur nahezu unendlich lagerstabil. Um die Härtungstemperatur deutlich zu reduzieren kommen Beschleuniger, wie z.B. Urone oder Imidazole, zum Einsatz. Diese führen allerdings bereits bei Raumtemperatur zu einer langsamen Härtungsreaktion und reduzieren dadurch die Lagerstabilität auf teilweise wenige Tage. Daher müssen Reinharzformulierungen oder daraus hergestellte Prepregs bei -18°C gelagert und transportiert werden. Ziel dieses Forschungsprojektes war die Erhöhung der Raumtemperatur-Lagerstabilität solcher Formulierungen durch die Mikroverkapselung von Beschleunigern. Dazu wurden am SKZ unterschiedliche Sprühtrocknungsmethoden untersucht. Durch den Einsatz niedrigschmelzender Polymere und Wachse, sowie geeigneter Polysaccharide als Kapselmaterial wurde der Einfluss der Prozess- und Stoffparameter auf die Verkapselung untersucht. Durch eine erfolgreiche partielle Verkapselung von Imidazol- und Uron-Beschleunigern mittels Polyethylenglycol und Gummi arabicum konnte eine Erhöhung der Lagerstabilität bei Raumtemperatur um mindestens das Vierfache erreicht werden. Die damit hergestellten Harzformulierungen konnten erfolgreich beim Projektpartner Universität Bayreuth für die Herstellung von Prepregs eingesetzt werden, welche nicht nur eine gute Lagerstabilität aufweisen, sondern auch hervorragende mechanische Eigenschaften besitzen.