Gießharze

Ein Gießharz ist ein Kunstharz, das flüssig zum Endprodukt verarbeitet wird und als dieses oder dessen Bestandteil erstarrt. Das noch flüssige Harz wird in eine wiederverwendbare oder verlorene Form gegossen. Dabei entstehen entweder reine Gießharzkörper mit Freiformflächen oder es werden andere Teile mit eingeschlossen. Das Vergießen dient meist der Umhüllung und dem Schutz von Teilen gegen Eindringen von Feuchtigkeit, Staub, Fremdkörpern, Wasser usw. der elektrischen Isolation, d. h. der Erhöhung der Spannungsfestigkeit und dem Berührungsschutz. der Fixierung von Teilen untereinander, der Erhöhung der mechanischen Stabilität sowie der Vibrations- und Schockfestigkeit. Die Erstarrung erfolgt im Gegensatz zu schmelzbaren Vergussmassen (Thermoplaste) durch eine chemische Vernetzungsreaktion und ist irreversibel (Duroplast). Typische Anwendungszwecke Verguss und Herstellung elektrotechnischer Bauteile (Transformatoren, Isolatoren, Kondensatoren, Halbleiter, Baugruppen) Verguss von offenen Kontaktstellen bei Kabeln und Leitungen (Muffen, Erdkabelverzweigungen z. B. Energie- und Telefonleitungen) Klarsichtverguss, z. B. aus ästhetischen Gründen, zur dauerhaften Erhaltung oder besseren Handhabbarkeit zerbrechlicher oder vergänglicher Objekte Kaltglasur (kratz- und witterungsbeständiger Oberflächenschutz, farblos oder gefärbt Modellbau Harz und Härter Diese beiden Bestandteile werden in einem bestimmten Verhältnis zu einer flüssigen Masse vermischt und reagieren dann zu einem Feststoff. Die Vernetzungsreaktion wird durch Wärme eingeleitet bzw. beschleunigt. Beschleuniger und Additive Abhängig von der genauen chemischen Beschaffenheit können oder müssen Katalysatoren als Beschleuniger zugesetzt werden, um die Vernetzungsreaktion schneller ablaufen zu lassen. Weichmacher erhöhen die Elastizität des Gießharzes, Additive wie Entschäumer, Viskositätsmodifikatoren und Haftvermittler verbessern die End- und Verarbeitungseigenschaften. Füllstoffe und Farbe Füllstoffe sind feinkörnige, meist mineralische Stoffe wie Quarzsand oder Kreide, die die mechanische Festigkeit erhöhen und das Schrumpfen beim Aushärten sowie den Ausdehnungskoeffizient des fertigen Formstoffes reduzieren. Im Weiteren verbilligen diese Zusätze das Gießharz häufig, verringern die Brandneigung und verbessern meist auch die Wärmeleitung. Diese Vorteile werden durch die schwierigere Verarbeitung erkauft, da die Viskosität des Harzes zunimmt und der Füllstoff sedimentieren kann. Bei der industriellen Verarbeitung in Gießanlagen führt der Füllstoff in der Regel zu höherem Anlagenverschleiß. Pigmente sorgen für die gewünschte Farbgebung des Gießharzes. Eigenschaften Abhängig vom Anwendungszweck charakterisieren folgende Endeigenschaften das ausgehärtete Gießharz: mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität, Härte, Bruchzähigkeit thermische bzw. thermomechanische Eigenschaften wie Ausdehnungskoeffizient, Hitzebeständigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Glasübergangstemperatur elektrische Eigenschaften wie Durchschlagfestigkeit, Isolationswiderstand, Permittivität, Kriechstromfestigkeit andere chemisch-physikalische Eigenschaften wie chemische Beständigkeit, Brandverhalten, Adhäsion, Transparenz bei Klarsichtharzen Materialpreis Bei Gießharzen sind aber auch die Eigenschaften im flüssigen Zustand während der Verarbeitung und beim Aushärten wesentlich. Insbesondere sind dies: Viskosität: Weist der zu vergießende Körper oder die Form kleine Spalte und Öffnungen auf, so ist nur bei ausreichend niedriger Viskosität ein einwandfreier und blasenfreier Verguss möglich. Reaktivität: Die Reaktionsgeschwindigkeit der Vernetzungsreaktion bestimmt die Topfzeit, d.h. die Zeit, während der das mit Härter angesetzte Harz noch verarbeitungsfähig, also ausreichend niedrigviskos ist. Auch die Aushärtezeit bis zur Beendigung der Vernetzungsreaktion hängt davon ab. Giftigkeit der Ausgangsstoffe und Dämpfe während der Verarbeitung Durch geeignete Auswahl und Mengenverhältnisse der Bestandteile (Rezeptur) kann ein Gießharz mit den für Anwendungszweck und Verarbeitungsprozess optimalen Eigenschaften formuliert werden. Aufgrund der Vielzahl der zur Verfügung stehenden Kunstharze und Füllstoffe ergibt sich so ein sehr breites Spektrum unterschiedlicher Gießharze. Es ist deshalb schwierig, pauschal Charakteristika zuzuordnen. So ist hochgefülltes Epoxidharz bei Raumtemperatur hart und spröde, während sich andererseits auf Silikonbasis weiche Elastomere herstellen lassen. Gießharze können auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, mit Silikonharzen sind Gebrauchstemperaturen von 180 °C, kurzfristig auch bis 300 °C, möglich. Alle Kunstharze sind elektrische Isolierstoffe, wobei durch geeignete Füllstoffe und Verarbeitungsverfahren aber auch elektrisch leitende Gießharze hergestellt werden können.