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Verfahren zur Herstellung von fettsäuremodifizierten Polymerisaten
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Je nach dem Verhältnis der ungesättigten Fettsäuren zu den Vinylverbindungen und in Abhängigkeit vom Molekulargewicht der Copolymerisationspartner sowie in Abhängigkeit von der Struktur der Vinylverbindung kann man Copolymerisate mit den verschiedensten Säurezahlen, d. h. mitden unterschiedlichsten Gehalten an Carboxylgruppen, herstellen.
Der erfindungsgemässe Umsatz dieser carboxylgruppenhaltigen Copolymerisate mit 0, 1 bis 1, 0 Mol einer eine Epoxygruppe/Mol enthaltenden Verbindung kann gegebenenfalls abgebrochen werden, wenn die als Primärreaktion verlaufende Addition der Epoxygruppe mit einer Carboxylgruppe des fettsäurehaltigen Copolymerisates abgeschlossen ist. Die Addition der Epoxyverbindung kann über die Bestimmung der Säurezahl in einfacher Weise kontrolliert werden.
Die zur Addition der Epoxyverbindung notwendige Reaktionstemperatur richtet sich nach der Reaktivität der zur Umsetzung gelangenden Epoxyverbindung und kann in einfacher Weise durch einen Vorversuch bestimmt werden. Die Reaktion zwischen Epoxygruppe und Carboxylgruppe kann gegebenenfalls durch Zusatz geeigneter Katalysatoren, wie z. B. Pyridin, Triäthylamin usw. beschleunigt werden.
Die bei der Addition von Epoxygruppen an Carpoxylgruppen entstehenden Hydroxylgruppenkönnen gegebenenfalls und, wenn gewünscht, mit überschüssigen Carboxylgruppen des Copolymerisates ganz oder teilweise verestert werden.
Diese gegebenenfalls ablaufende zweite Reaktionsstufe ist immer mit einer Vergrösserung der Mole- kulargewichre der Produkte verbunden und ist daher, zumal sie durch geeignete technologische Massnahmen, wie z. B. Temperaturführung oder den eventuellen Zusatz von inerten Lösungsmitteln, leicht zu steuern ist, das geeignete Mittel, viele physikalische Eigenschaften der Produkte, wie z. B. Viskosität, Löslichkeit usw., auf bestimmte gewünschte Werte einzustellen.
Die chemischen Eigenschaften, wie z. B. Hydroxyl-und Säurezahlen, können innerhalb eines weiten Bereiches variiert und dem jeweils gewünschten Anwendungszweck der Produkte angepasst werden durch : a) Auswahl eines geeignet zusammengesetzten Fettsäure- Vinyl-Copolymerisates, b) Auswahl und gegebenenfalls Kombination von verschiedenen Monoepoxyverbindungen, c) Variation des molekularen Verhältnisses zwischen Epoxy- und Carboxylgruppen in den Grenzen von 0,1 bis 1, 0 Epoxygruppe/Carboxylgruppe und d)
eventuelle Durchführung einer im Anschluss an die Additionsreaktion möglichen Veresterung zwischen überschüssigen Carboxylgruppen des Fettsäure-Vinyl-Copolymerisates und den primär bei der Addition der Epoxyverbindungen entstandenenHydroxylgruppen und gegebenenfalls Abbruch dieser Reaktion bei einem gewünschten Umsatz.
Zur Ausübung des Verfahrens geeignete Monoepoxyverbindungen mit einem Molekulargewicht von über 70 sind z. B. höhere Alkylenoxyde, wie z. B. Cyc1ohexenoxyd, Styroloxyd usw., Glycid, Glycidester, Epichlorhydrin usw.
Die nach dem Verfahren hergestellten fettsäuremodifizierten Copolymerisate können je nach ihrer Zusammensetzung. Verwendung als Lackrohstoffe,. Kunststoffe oder Kunststoffhilfsprodukte, wie z. B.
Weichmacher, Antistatika usw., eingesetzt werden.
Beispiel 1: a) Zur hier nicht beanspruchten Herstellung des Fettsäure-Vinylverbindungen-Co- polymerisates werden in einem mit Thermometer, Rückflusskühler und Rührer versehenen Reaktionsge-
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mithitzt. Zu der gut gerührten Fettsäuremischung lässt man innerhalb von zirka 4 h ein Gemisch aus 100 Acrylsäure, 550 Styrol und 5 g Benzoylperoxyd zulaufen. Nach weiteren 4 h wird die während der Monomerz. ugabe auf etwa 1400C gefallene Temperatur wieder auf 1800C erhöht. Durch eine kurze Vakuumbehandlung können etwa 20 g nicht umgesetzte Monomere entfernt werden.
Das leicht gelblich gefärbte, hochviskose Copolymerisat besitzt eine Säurezahl von 150. b) Zu 372 g, entsprechend einer Carboxylgruppe, des unter a) beschriebenen Copolymerisates werden bei etwa 1200C unter gutem Rühren 135 g n-Butoxy-2, 3-epoxypropan zugegeben. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird noch etwa 3 h bei 1200C gerührt. Durch kurzzeitiges Erhöhen der Temperatur auf 160 bis 165 C und Anlegen eines leichten Vakuums wird das Produkt von geringen Mengen überschüssigen n-Butoxy-2, 3-epoxypropan befreit.
Es werden etwa490 bis 500 g eines viskosen fettsaurehaltigen Copolymerisates mit einer Säurezahl unter 1 und einer Hydroxylzahl von 110 erhalten.
Das Produkt zeigt eine gute Eignung als Antistatikum.
In Verbindung mit Polyisocyanaten kann es zur Herstellung von Polyurethankunststoffen benutzt werden.
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Beispiel 2 : 372 g des im Beispiel 1 unter a) beschriebenen Copolymerisates werden in einer mit Ruckflusskühlung versehenen Apparatur bei 1000C mit 50 g Cyclohexenoxyd umgesetzt. Nach Abklingen der exothermen Reaktion besitzt das entstandene Addukt eine Säurezahl von 68 und eine Hydroxylzahl von 80. Durch eine Istündige Nachveresterung bei 110 C, während der der Rückflusskühler durch einen absteigenden Kühler ersetzt ist, wird die Säurezahl auf 56 und die Hydroxylzahl auf 56, 5 gebracht.
Nach dem Vergiessen in Formen kann das Produkt, gegebenenfalls nach Zumischung indifferenter Füllstoffe, wie Holzmehl, Asbest, Glasfaser, Glasfasermatten, Gesteinmehl usw., durch weitere Einwir- kung von Wärme und gegebenenfalls Druck zu unlöslichen und unschmelzbaren Gebilden gehärtet werden.
Beispiel 3 : In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 unter a) beschrieben wurde ein Copolymerisat aus
400 g Ricinenfettsäure
150 g Methacrylsäure
450 g Vinyltoluol hergestellt. Das Produkt hatte eine Säurezahl von 178.
Zu 314 g wurden 69 g Epichlorhydrin zugegeben und das Gemisch 3 h auf dem siedenden Wasserbad erhitzt.
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