AT235439B - Verfahren zur Herstellung von Kunststoffkomponenten für Zweikomponentenharze - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Kunststoffkomponenten für
Zweikomponentenharze 
Zur Herstellung von Kunststoffen, die bekanntlich einen breiten Anwendungsbereich, z. B. als Lack- grundstoffe, als   Giess- und Laminierharze,   Klebstoffe   u. a. m.   gefunden haben, geht man vielfach im Prinzip so vor, dass man zunächst zwei Komponenten herstellt, die erst kurz vor der Verarbeitung zusam-, mengebracht werden, und durch die dann einsetzende Reaktion dem Kunststoff während oder nach seiner Verarbeitung die gewünschten Eigenschaften in bezug auf Löslichkeit, Fliessbarkeit oder Zähigkeit und Härte erteilt. 



   So wurden z. B. Epoxyharze in grossem Umfang durch Zusatz von Polyaminen als zweite Komponente gehärtet. Solche bekannten Polyamidhärter weisen einen verhältnismässig hohen Dampfdruck auf und sind stark hautreizend. Bei grösseren Ansätzen tritt ausserdem die sehr hohe Wärmetönung unangenehm in Erscheinung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass aus diesem System erhaltene   Gussstücke   sowie Überzüge hohe Sprödigkeit aufweisen. 



   Für die Kombination mit Epoxyharzen benutzt man auch schon solche Komponenten, bei denen diese Nachteile nicht auftreten. Es handelt sich hiebei um N-Aminoalkylamide von dimeren Fettsäuren, die durch Umsatz von Polyalkylenpolyaminen mit dimeren Fettsäuren gewonnen werden können. Bei diesem Zweistoffsystem, das heute bereits vielfach mit gutem Erfolg angewendet wird, besteht aber ein Nachteil darin, dass seine Aushärtung für manche Anwendungsgebiete nicht schnell genug vor sich geht. 



   Es wurde nun gefunden, dass durch Umsatz von Polyalkylenpolyaminen mit Di- und bzw. oder Tricarbonsäuren oder ihren Estern, welche durch Addition von   ct, ss-ungesättigten   Carbonsäuren oder von deren Estern oder von deren Anhydriden an olefinische Verbindungen, insbesondere an ungesättigte Fettsäuren oder deren Ester erhalten werden, oder mit Mischungen von Tricarbonsäuren und Monocarbonsäuren oder von deren Estern N-Aminoalkylamid- und N-Aminoalkylimidazolin-enthaltende Kunststoffkomponenten für Zweikomponentenharze gewonnen werden können. Die erfindungsgemäss hergestellten Kunststoffkomponenten sind als hochwertige schnellhärtende Komponenten für mehr als eine Epoxygruppe im Molekül enthaltende Epoxyharze, für verkappte Polyisocyanate und auch als gute weichmachende Komponente für Phenolharze geeignet. 



   Die erfindungsgemäss hergestellten Kunststoffkomponenten für Zweikomponentenharze zeichnen sich dadurch aus, dass sie weder toxisch noch flüchtig sind, dass sie mit Epoxyharzen flexible Produkte mit sehr hohem Härtegrad, Überzüge mit guter Haftung und hohem Glanz sowie Verklebungen mit hoher Zerreissfestigkeit ergeben. Die ausgehärteten Massen und Überzüge sind gegen Chemikalien und organische Lösungsmittel widerstandsfähig. Darüber hinaus zeichnen sich die erfindungsgemäss   erhältlichen härtenden   Kunststoffkomponenten dadurch aus, dass sie mit den Epoxyharzen gut verträglich sind, in sehr kurzer Zeit klebfrei werden und hohe Kugeldruckhärten erreichen (nach DIN 53456). 



   Auf Grund der Erfahrungen mit   N-Aminoalkylamiden   von dimeren Fettsäuren war es nicht zu erwarten, dass die Aushärtung der erfindungsgemäss hergestellten Produkte mit Epoxyharzen schneller erfolgen würde ; es war ebensowenig vorauszusehen, dass ein so hoher Grad an Flexibilität erreicht werden würde. 



   Die beim erfindungsgemässen Verfahren als Ausgangskomponente eingesetzten Di- und Tricarbonsäuren werden z. B. durch die Addition von ungesättigten, eine a-ständige Doppelbindung enthaltenden Carbonsäuren an olefinische Verbindungen hergestellt. Als   ct-ständig   ungesättigte Carbonsäuresubstituenten kommen bei diesen Reaktionen   z. B. Maleinsäureanhydrid.   Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure 

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 oder entsprechende Oxycarbonsäuren, die bei der Reaktion dehydratisieren, z. B. Äpfelsäure, sowie deren Ester in Frage. Als olefinische Verbindungen sind ungesättigte höhermolekulare Fettsäuren oder Ester,   z. B.   



  Ölsäure, Linolsäure, ungesättigte Polymerisationsprodukte aus Olefinen, z. B. Diisobutylen, Triisobutylen,   2- Methylpenten, 2- Methyloctaen usw..   besonders geeignet. 



   Für die Eigenschaften der erfindungsgemäss hergestellten Kunststoffkomponenten ist es nicht von Be- 
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 verwendet werden. 



   DieUmsetzung   der Carbonsäuren   oder deren reaktiver Derivate, wie deren Ester oder Anhydride, mit den Polyaminen erfolgt zweckmässig bei erhöhter Temperatur, wobei vorzugsweise pro Carboxylgruppe höchstens 1 Mol Polyamin verwendet wird. Die normale Amidierung führt man im allgemeinen bei 140 bis 2000C aus ; mit besonderem Vorteil arbeitet man jedoch bei höheren Temperaturen. Wendet man Temperaturen von 280 bis 3000C an, so erhält man im wesentlichen Imidazolinringe, die sich spektrographisch nachweisen lassen. Der Gehalt von bedeutenden Anteilen von diesen Produkten mit Imidazolinringen setzt die Viskosität der Produkte herab und verbessert unter anderem die Wärmebeständigkeit der mit Epoxyharzen erhältlichen Kunststoffe. 



   Die erwähnten   Imidazolinringe   entstehen aus dem bei   140 - 2000C   primär entstandenen Aminamid durch erneute Wasserabspaltung bei 280-300 C, im einfachsten Fall nach folgender Gleichung : 
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 worin n = 0 oder eine ganze Zahl und R der Rest der ursprünglich eingesetzten Carbonsäure, ihrer Ester oder ihrer Anhydride darstellt. Enthält R noch weitere   Aminamid-Gruppen - nämlich   wenn die ursprünglich eingesetzte Fettsäurekomponente eine Polycarbonsäure und bzw. oder ihre Ester war, z. B. eine Tricarbonsäure und bzw. oder ihre Ester, und alle   Carbonsäure-oder-estergruppen   in der Primärreaktion amidiert wurden, - so sind dieseAminamidgruppen entweder vollständig oder teilweise in analoger Weise dem   Imidazolinringschluss   zugänglich. 



   Wie   z. B.   aus Beispiel 6 ersichtlich, ist es auch möglich, an Stelle von reiner Tricarbonsäure ein Gemisch von Tricarbonsäure und Monocarbonsäure zur Amidierung einzusetzen. 



   Das Verhältnis   Härter : Epoxyharz   ist einmal abhängig von der Aminzahl des Harzes und dem Epoxywert des Epoxyharzes und zweitens von den erwünschten Eigenschaften der   Gussstücke ;   somit schwankt dieses Verhältnis etwa zwischen 20 Teilen Härter zu 80 Teilen Epoxyharz und 0Teile Härter zu 50 Teilen Epoxyharz. 



   Die Verwendbarkeit der erfindungsgemäss hergestellten Kunststoffkomponente beschränkt sich nicht auf eine bestimmte Epoxykomponente, sondern es lassen sich fast alle auf dem Markt befindlichen Epoxydharztypen und auch noch andere Harze zu brauchbaren Kunstharzen kombinieren. Die optimalen Eigenschaften lassen sich insbesondere mit den Epoxydharzen auf Basis   Bisphenol-A-diglycidyläther   und Glycidyläther von sauer kondensierten Phenolformaldehydharzen erzielen. So geben z. B.

   Giesslingeaus dem N-Aminoalkylamid laut Beispiel vier folgende Kugeldruckhärten und   Pendelschlagzähigkeiten :   

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<tb> 
<tb> Kugeldruckhärte <SEP> : <SEP> Pendelschlagzähigkeit <SEP> : <SEP> 
<tb> (nach <SEP> DIN <SEP> 53456) <SEP> (nach <SEP> DIN <SEP> 53453)
<tb> 1. <SEP> Bisphenol-A-diglycidyläther <SEP> 1400 <SEP> kg/crn <SEP> 35-50kg. <SEP> cm/cm2
<tb> 2. <SEP> Glycidyläther <SEP> von <SEP> sauer <SEP> kondensierten <SEP> Phenolformaldehydharzen <SEP> 2000 <SEP> kg/ein <SEP> 35-40 <SEP> kg. <SEP> cm/cn <SEP> 
<tb> 
 
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 3 Tagen auf 1500   kg/cnt steigt.   Als Schlagzähigkeit werden   35 - 50 kg. cm/cnt   ermittelt (nach DIN 53453), der   Martenswert   mit   700C   (nach DIN 53458). 



   Gussstücke dieser Art werden 4 Wochen bei   250C   in folgenden Chemikalien gelagert, wobei folgende Gewichtszunahmen gefunden werden : 
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<tb> 
<tb> Salzsäure <SEP> zig <SEP> l, <SEP> 5% <SEP> Gewichtszunahme
<tb> Wasser <SEP> 0, <SEP> 8% <SEP> Gewichtszunahme
<tb> Sodalösung <SEP> (100/0ig) <SEP> 0, <SEP> 7% <SEP> Gewichtszunahme
<tb> Kochsalzlösung <SEP> zig <SEP> 0, <SEP> 8% <SEP> Gewichtszunahme
<tb> Natriumhydroxyd <SEP> (10%ig) <SEP> 0,7% <SEP> Gewichtszunahme
<tb> 
 
 EMI4.2 

Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 5>

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion zur Gewinnung von Kunststoffkomponenten mit bevorzugtem Gehalt an N-Aminoalkylimidazolinen bei einer Temperatur zwischen etwa 280 und 3000C durchführt.