CH426264A - Process for the production of heat-foamable polyamides which are at least partially soluble in sulfuric acid - Google Patents

Process for the production of heat-foamable polyamides which are at least partially soluble in sulfuric acid

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CH426264A
CH426264A CH1561464A CH1561464A CH426264A CH 426264 A CH426264 A CH 426264A CH 1561464 A CH1561464 A CH 1561464A CH 1561464 A CH1561464 A CH 1561464A CH 426264 A CH426264 A CH 426264A
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CH
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polyamides
sulfuric acid
acid
foamable
partially soluble
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CH1561464A
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German (de)
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Friedrich Dr Becke
Kurt Dr Wick
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Basf Ag
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/24Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by surface fusion and bonding of particles to form voids, e.g. sintering
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    • C08J2377/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof

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Description

  

  Verfahren zur Herstellung von in der Hitze verschäumbaren, mindestens teilweise  in Schwefelsäure     löslichen    Polyamiden    Gegenstand des Verfahrens der     Deutschen    Ausle  geschrift 1 105 166 ist die Herstellung von schaumfä  higen Polyamiden durch Erhitzen von Polyamidbild  nern in Gegenwart von Carbonsäureestern und     Oxyal-          kylalkylendiaminen    auf Temperaturen, bei denen  Kondensationen, aber noch keine wesentliche  Schaumbildung eintritt, bis die entstandenen Kon  densate mindestens noch teilweise in     konzentrierter     Schwefelsäure löslich sind.  



  Es ist auch bekannt, dass man Polyamide dadurch  herstellen kann, dass Ammoniumsalze aus     Dicarbon-          säuren    und N-Alkylolpolyaminen polykondensiert  werden. Hierbei entstehen vernetzte besonders zähe  Polykondensate eventuell mit blasigen Gaseinschlüs  sen, jedoch keine technisch verwertbaren Schaum  stoffe.  



  Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von  durch Erwärmen auf Temperaturen von über 270  C  verschäumbaren, in konzentrierter Schwefelsäure  mindestens teilweise löslichen Polyamiden durch  Polykondensation von durch Knüpfung von  
EMI0001.0007     
    -Bindungen lineare Polyamide bildenden Ausgangs  stoffen, die ausgewählt sind aus     Dicarbonsäure-Dia-          min-Salzen,    Aminocarbonsäuren und Lactamen, bei  Temperaturen von 150 bis 240  C unter Stickstoff in  Gegenwart von Treibmitteln und     Vernetzungsmitteln,     gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man  als Treibmittel Oxamidsäure oder Oxamidsäureester  und als Vernetzungsmittel in freier Form oder in  Salzform vorliegendes Diaurin mit mindestens einer  N-gebundenen Gruppe der Formel      HO-(R-O)n-R-,

      worin R einen zweiwertigen Alkanrest und n die Zahl  Null oder eine ganze Zahl grösser als null     bedeutet,     verwendet, wobei die Summe der Gewichtsmengen  des genannten Treibmittels und des genannten Ver  netzungsmittels, letzteres als freies Diaurin gerechnet,  1 bis 15      /o    der Gewichtsmenge der genannten lineare  Polyamide bildenden Ausgangsstoffe beträgt.  



  Als polyamidbildende Ausgangsstoffe kann man  z. B. adipinsaures Hexamethylendiamin,     sebacinsau-          res    Hexamethylendiamin oder korksaures     Octameth-          ylendiamin,    ferner w-Aminocarbonsäuren, z. B.  



  -Aminocapronsäure, Caprolactam,     Oenanthlac-          tam    oder Capryllactam oder Mischungen aus ver  schiedenen Polyamdbildnern verwenden.  



  Als Diamine mit mindestens einer N-gebundenen  Gruppe der Formel    HO-(R-O)n-R-,  %    worin R einen zweiwertigen Alkanrest und n die Zahl       Null    oder eine ganze Zahl grösser als null bedeutet,  finden in der Regel die Umsetzungsprodukte von  Alkylenoxyden und Aldehyden mit aliphatischen,  cycloaliphatischen oder aromatischen Diaminen,  zweckmässigerweise in der Form von dicarbonsauren  Salzen, Verwendung.  



  Man polykondensiert Gemische, die 1 bis 15  vom Gewicht der Polyamidbildner an Oxamidsäure  oder Oxamidsäureester und N-Oxyalkyldiaminen  enthalten. Die mechanischen Eigenschaften, bei  spielsweise die Härte und das spezifische Gewicht,  der Schaumkörper, die sich nach hier nicht bean  spruchtem Verfahren aus den schaumfähigen Massen  herstellen lassen, hängen stark von der Menge und  dem     Verhältnis    der beiden Komponenten ab. Die  Reaktionstemperatur zur Herstellung der schaumfä-      higen Polyamide beträgt, vorzugsweise 180 bis  240  C. Zur Entfernung von     Reaktionswasser    soll die  bei der Kondensation entstehende     zähe    Masse min  destens zeitweilig     durchmischt    werden.

   Man     führt     deshalb die     Polykondensation    mit besonderem Vor  teil in beheizten Knetern durch. Die zunächst gebil  dete zähplastische Masse lässt sich durch weiteres  Kneten bei der Reaktionstemperatur in feine, blähfä  hige Pulver überführen. Man kann aber die Reak  tionsprodukte auch nach dem Abkühlen zu Pulver  vermahlen. Die nach dem     Verfahren    dieser Erfin  dung hergestellten     schaumfähigen        Polyamide    lassen  sich durch Erhitzen in     sauerstofffreier    Atmosphäre  auf     Temperaturen,    die höher als ihre Bildungstempe  raturen liegen, zu porösen Körpern verschäumen.

    Vor dem Verschäumen werden die blähfähigen Mas  sen zweckmässigerweise in die Pulverform überge  führt. Es können so Platten, Stäbe, Voll- und Hohl  körper in vielfältiger Form hergestellt werden. Die  nach hier nicht beanspruchtem Verfahren hergestell  ten Schaumkörper haben grosse Zähigkeit und  Festigkeit und hohe Wärmebeständigkeit.  



  Die in den Beispielen genannten Teile sind Ge  wichtsteile.  



  <I>Beispiel 1</I>  100 Teile adipinsaures Hexamethylendiamin, 5  Teile Oxamidsäuremethylester und 6 Teile     adipin-          saures    N-(Oxyäthyl)-hexamethylendiamin (oder 3,1  Teile freies Amin) werden in einem Glasgefäss in  einer     Stickstoffatmosphäre    2 Stunden lang auf  200  C erhitzt. Die dabei entstehende zähplastische  Masse ist nach dem     Erkalten    hart und spröde und hat  den K -Wert 35 (in Schwefelsäure gemessen).  



  Wird die Reaktionsmasse pulverisiert und nach  hier nicht beanspruchtem Verfahren in einer Form  auf 270 bis 280  C erhitzt, so     erhält    man einen  Schaumkörper vom Raumgewicht 0,2 g/cm3.  



  <I>Beispiel 2</I>  100 Teile adipinsaures Hexamethylendiamin, 10  Teile Caprolactam, 2,5 Teile Oxamidsäure, 2,5 Teile  adipinsaures     N,N'-Bis-(oxyäthyl)-hexamethylen-dia-          min    (oder 1,5 Teile freies Amin) werden, wie in Bei  spiel 1 beschrieben, erhitzt. Aus der entstandenen       schaumfähigen    Masse bildet sich nach hier nicht be  anspruchtem Verfahren     beim    Erhitzen auf 275  C  eint Schaumkörper vom Raumgewicht 0,23 g/cm3.

      <I>Beispiel 3</I>  100 Teile adipinsaures Hexamethylendiamin, 2,5    Teile Oxamidsäureäthylester und 4 Teile     adipinsau-          res    N-(Oxyäthyl)-hexamethylendiamin (oder 2,1 Teile  freies Amin) werden in einem durch Ölumlauf heiz  baren Kneter aus Edelstahl unter Stickstoff erhitzt.  Der Ölzulauf wird auf 210  C eingestellt, der Ölrück  lauf beträgt dann etwa 200  C. Nachdem das bei der  Polykondensation freiwerdende Wasser entwichen ist,  bildet sich aus der vorher zähplastischen Masse im  Laufe von etwa zwei Stunden unter weiterem Kneten  bei gleicher Temperatur ein feines lockeres Pulver.  Es wird noch 3 Stunden bei gleicher Temperatur wei  tergeknetet, dann wird abgekühlt. Das reinweisse  Pulver hat den K-Wert 36.  



  Nach hier nicht beanspruchtem Verfahren ent  steht durch zweistündiges Erhitzen in einer rechtecki  gen Form unter Stickstoff auf<B>275'</B> C aus dem Pulver  eine Schaumplatte vom Raumgewicht 0,18 g/cm3.



  Process for the production of foamable polyamides which are at least partially soluble in sulfuric acid and which are at least partially soluble in sulfuric acid Condensation, but no significant foam formation, occurs until the condensates formed are at least partially soluble in concentrated sulfuric acid.



  It is also known that polyamides can be produced by polycondensing ammonium salts from dicarboxylic acids and N-alkylol polyamines. This creates cross-linked, particularly tough polycondensates, possibly with vesicular gas inclusions, but no technically usable foams.



  A process has now been developed for the production of polyamides which are foamable by heating to temperatures above 270 ° C. and are at least partially soluble in concentrated sulfuric acid by polycondensation of polyamides by linking
EMI0001.0007
    -Bindings linear polyamides forming starting materials, which are selected from dicarboxylic acid diamine salts, aminocarboxylic acids and lactams, found at temperatures of 150 to 240 C under nitrogen in the presence of blowing agents and crosslinking agents, which is characterized in that as Propellant oxamic acid or oxamic acid ester and diaurin, which is present in free form or in salt form and has at least one N-bonded group of the formula HO- (RO) nR-,

      wherein R is a divalent alkane radical and n is the number zero or an integer greater than zero, used, the sum of the amounts by weight of said blowing agent and said crosslinking agent, the latter calculated as free diaurin, 1 to 15 / o of the amount by weight of said starting materials forming linear polyamides.



  As polyamide-forming starting materials you can, for. B. adipic acid hexamethylenediamine, sebacic acid res hexamethylenediamine or suberic acid octamethylenediamine, also w-aminocarboxylic acids, z. B.



  Use aminocaproic acid, caprolactam, oenanthlac- tam or capryllactam or mixtures of different polyamide formers.



  As diamines with at least one N-bonded group of the formula HO- (RO) nR-,% where R is a divalent alkane radical and n is the number zero or an integer greater than zero, the reaction products of alkylene oxides and aldehydes are usually found with aliphatic, cycloaliphatic or aromatic diamines, conveniently in the form of dicarboxylic acid salts, use.



  Mixtures are polycondensed which contain 1 to 15 of the weight of the polyamide formers in oxamic acid or oxamic acid esters and N-oxyalkyldiamines. The mechanical properties, for example the hardness and the specific weight of the foam body, which can be produced from the foamable masses according to the method not claimed here, depend heavily on the amount and the ratio of the two components. The reaction temperature for producing the foamable polyamides is preferably 180 to 240 ° C. To remove the water of reaction, the viscous mass formed during the condensation should be mixed at least temporarily.

   The polycondensation is therefore carried out with a special part in heated kneaders. The viscoplastic mass initially formed can be converted into fine, expandable powder by further kneading at the reaction temperature. However, the reaction products can also be ground to powder after cooling. The foamable polyamides produced by the process of this invention can be foamed to form porous bodies by heating in an oxygen-free atmosphere to temperatures higher than their formation temperatures.

    Before foaming, the expandable masses are expediently converted into powder form. In this way, plates, rods, solid and hollow bodies can be produced in a variety of shapes. The foamed bodies produced by the method not claimed here have great toughness and strength and high heat resistance.



  The parts mentioned in the examples are parts by weight.



  <I> Example 1 </I> 100 parts of adipic acid hexamethylenediamine, 5 parts of oxamic acid methyl ester and 6 parts of adipic acid N- (oxyethyl) -hexamethylenediamine (or 3.1 parts of free amine) are placed in a glass vessel in a nitrogen atmosphere for 2 hours 200 C heated. The viscoplastic mass produced is hard and brittle after cooling and has a K value of 35 (measured in sulfuric acid).



  If the reaction mass is pulverized and heated in a mold to 270 to 280 ° C. by a process not claimed here, a foam body with a density of 0.2 g / cm3 is obtained.



  <I> Example 2 </I> 100 parts of adipic acid hexamethylenediamine, 10 parts of caprolactam, 2.5 parts of oxamic acid, 2.5 parts of adipic acid N, N'-bis (oxyethyl) hexamethylene diamine (or 1.5 Parts of free amine) are, as described in Example 1, heated. From the resulting foamable mass, according to a method not claimed here, a foam body with a density of 0.23 g / cm3 is formed when heated to 275 C.

      <I> Example 3 </I> 100 parts of adipic hexamethylenediamine, 2.5 parts of ethyl oxamate and 4 parts of adipic N- (oxyethyl) hexamethylenediamine (or 2.1 parts of free amine) are mixed in a kneader that can be heated by circulating oil Stainless steel heated under nitrogen. The oil supply is set to 210 C, the oil return is then about 200 C. After the water released during the polycondensation has escaped, the previously viscous mass forms a fine, loose powder over the course of about two hours with further kneading at the same temperature . It is kneaded for a further 3 hours at the same temperature, then it is cooled. The pure white powder has a K value of 36.



  According to a method not claimed here, a foam sheet with a density of 0.18 g / cm3 is produced from the powder by heating it for two hours in a rectangular shape under nitrogen to <B> 275 '</B> C.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von durch Erwärmen auf Temperaturen von über 270 C verschäumbaren, in konzentrierter Schwefelsäure mindestens teilweise löslichen Polyamiden durch Polykondensation von durch Knüpfung von EMI0002.0022 Bindungen lineare Polyamide bildenden Ausgangs stoffen, dis ausgewählt sind aus Dicarbonsäure-Di- amin-Salzen, Aminocarbonsäursn und Lactamen, bei Temperaturen von 150 bis 240 C unter Stickstoff in Gegenwart von Treibmitteln und Vernetzungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, PATENT CLAIM A process for the production of polyamides which can be foamed by heating to temperatures above 270 C and which are at least partially soluble in concentrated sulfuric acid by polycondensation of polyamides EMI0002.0022 Bonds linear polyamides forming starting materials, dis selected from dicarboxylic acid-diamine salts, aminocarboxylic acids and lactams, at temperatures of 150 to 240 C under nitrogen in the presence of blowing agents and crosslinking agents, characterized dass man als Treibmittel Oxamidsäure oder Oxamidsäureester und als Vernet zungsmittel in freier Form oder in Salzform vorlie gendes Diaurin mit mindestens einer N-gebundenen Gruppe der Formel HO-(R-0) n -R-, worin R einen zweiwertigen Alkanrest und n die Zahl Null oder eine ganze Zahl grösser als null bedeutet, verwendet, wobei die Summe der Gewichtsmengen des genannten Treibmittels und des genannten Ver netzungsmittels, letzteres als freies Diaurin gerechnet, that the propellant is oxamic acid or oxamic acid ester and the crosslinking agent in free form or in salt form is diaurine with at least one N-bonded group of the formula HO- (R-0) n -R-, where R is a divalent alkane radical and n is the number Zero or an integer greater than zero is used, the sum of the amounts by weight of the blowing agent mentioned and the crosslinking agent mentioned, the latter calculated as free diaurin, 1 bis 15 /o der Gewichtsmenge der genannten lineare Polyamide bildenden Ausgangsstoffe beträgt. 1 to 15 / o of the amount by weight of the said starting materials forming linear polyamides.
CH1561464A 1957-09-19 1958-09-09 Process for the production of heat-foamable polyamides which are at least partially soluble in sulfuric acid CH426264A (en)

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