Siliconmodifizierung thermisch und UV-härtender Epoxidharze

Eva Bittmann

Die hohe Vernetzungsdichte der in hochwertigen Elektrotechnik- und Elektronikanwendungen eingesetzten Epoxidharze bedingt eine wünschenswert hohe Glasübergangstemperatur und damit hohe thermische Einsatzgrenzen sowie eine vergleichsweise gute Medienbeständigkeit, hohe Festigkeit und Steifigkeit. Nachteilig wirkt sich jedoch das spröde Materialverhalten aus, das im Einsatz zu Rissen, z. B. aufgrund thermischer Wechselbelastung oder anderweitig entstehender Spannungen, führen kann, verbunden mit Korrosion und daraus resultierend z. B. Ausfall des zu schützenden Bauteils. In dieser Arbeit werden cycloaliphatische, thermisch und UV-härtende Epoxidharze zur Erhöhung der Zähigkeit und zur Verringerung innerer Spannungen mit elastomerem Silicon versetzt. Es werden zwei verschiedene Modifizierskonzepte, die „Dispersions“- und die „Mischungs“-Variante untersucht. Bei ersterer liegt schon vor der Härtung ein System mit mit dispersen Siliconpartikeln im Epoxid vor, während die zweite Variante je nach Härtungsbedingungen während der Härtung eine elastomere Zweitphase bildet oder einphasig verbleibt. Die Siliconmodifizierung führt allgemein zu einer Erniedrigung der Steifigkeit und Härte der Harzformstoffe; die Bruchzähigkeit wird gesteigert. Desweiteren verbessern sich die dielektrischen Eigenschaften. Die „Dispersions“-Formstoffe weisen auch bei hohen Silicongehalten praktisch keine Erniedrigung der Epoxid-Glasübergangstemperatur auf. Bei allen zweiphasigen Systemen kann eine deutliche Verringerung der Eigenspannungsneigung festgestellt werden. Bei der UV-Härtung spielen aufgrund der dicken-abhängigen Absorption der Harzmischung im Vergleich zur thermischen Vernetzung noch weitere Faktoren eine Rolle. Wesentlich ist hier die von der UV-Intensität abhängige optimale Einstellung der Photoinitiatormenge.