CH632285A5 - Process for the preparation of cured epoxy resins - Google Patents

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CH632285A5
CH632285A5 CH1334877A CH1334877A CH632285A5 CH 632285 A5 CH632285 A5 CH 632285A5 CH 1334877 A CH1334877 A CH 1334877A CH 1334877 A CH1334877 A CH 1334877A CH 632285 A5 CH632285 A5 CH 632285A5
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polyepoxide
mixture
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CH1334877A
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Heinz Schulze
Harold George Waddill
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Texaco Development Corp
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten Epoxiharzen mit hoher Haftfestigkeit. The invention relates to a method for producing hardened epoxy resins with high adhesive strength.

Epoxiharze bilden eine grosse Klasse polymerer Materialien, die einen weiten Eigenschaftsbereich einschliesst. Die Harze sind durch Epoxigruppen gekennzeichnet, die durch Reaktion mit bestimmten Katalysatoren oder Härtern zu gehärteten Epoxiharzzusammensetzungen mit bestimmten gewünschten Eigenschaften härtbar sind. Eine solche Klasse von Härtern sind die Amine. Die als Härter am häufigsten eingesetzten Amine sind aliphatische Amine, wie Diäthylentriamin, Triäthylente-tramin und dergleichen und/oder Polyoxialkylenpolyamine wie Polyoxipropylen-diamine und -triamine. Epoxy resins form a large class of polymeric materials that include a wide range of properties. The resins are characterized by epoxy groups which can be cured by reaction with certain catalysts or hardeners to give cured epoxy resin compositions with certain desired properties. Such a class of hardeners are the amines. The amines most frequently used as hardeners are aliphatic amines, such as diethylene triamine, triethylene tetramine and the like, and / or polyoxyalkylene polyamines, such as polyoxypropylene diamines and triamines.

Epoxiharze mit verbesserten mechanischen Eigenschaften werden durch Verwendung von Polyoxialkylenpolyaminen, insbesondere Polyoxialkylendiaminen als Härter erhalten. Es ist üblich, bei solchen Epoxiharzzusammensetzungen einen Co-Härter, wie sie in der US-PS 3 549 592 beschrieben sind, einzusetzen. Epoxy resins with improved mechanical properties are obtained by using polyoxyalkylene polyamines, in particular polyoxyalkylene diamines, as hardeners. It is common to use a co-hardener as described in US Pat. No. 3,549,592 in such epoxy resin compositions.

Es ist bekannt, aus aliphatischen oder aromatischen Aminen und 2-basischen Säuren oder Anhydriden Oligomere zu bilden (siehe US-PS 3 732 189). Ferner wurden Diamine mit Malein-imiden oder Anhydriden zu Elastomeren umgesetzt (US-PS It is known to form oligomers from aliphatic or aromatic amines and 2-basic acids or anhydrides (see US Pat. No. 3,732,189). Furthermore, diamines were reacted with maleimides or anhydrides to give elastomers (US Pat

2 818 405). Auch hitzehärtende Grundstoffe sind aus Epoxiden und bestimmten N-haltigen Verbindungen mit endständigen Carboxylgruppen hergestellt worden (siehe US-PS 3 984 373). 2 818 405). Heat-curing base materials have also been produced from epoxides and certain N-containing compounds with terminal carboxyl groups (see US Pat. No. 3,984,373).

Ebenso bekannt als Epoxihärter oder Co-Härter sind verschiedene Harnstoffe und substituierte Harnstoffe. In diesem Zusammenhang wird auf die US-PS'en 3 294 749,2 713 569, Various ureas and substituted ureas are also known as epoxy hardeners or co-hardeners. In this context, reference is made to U.S. Patents 3,294,749,2,713,569.

3 386 956 und 3 386 955,2 855 372 und 3 639 338 verwiesen. Die in diesen Patentschriften offenbarten Harnstoffverbindungen sind als Härter und als Härtungsbeschleuniger geeignet. 3,386,956 and 3,386,955.2 855,372 and 3,639,338. The urea compounds disclosed in these patents are suitable as hardeners and as hardening accelerators.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von gehärteten Epoxiharzen zu schaffen, das zu gehärteten Produkten mit erheblich verbesserter Haftfestigkeit und Scherfestigkeit führt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss 60 dadurch gelöst, dass ein vicinales Polyepoxid mit einem Epoxiäquivalentgewicht über 1,8 und ein Polyamin als Härter mit einem Additiv der allgemeinen Formel (I) The invention has for its object to provide a method for producing hardened epoxy resins, which leads to hardened products with significantly improved adhesive strength and shear strength. The object is achieved according to the invention in that a vicinal polyepoxide with an epoxy equivalent weight of more than 1.8 and a polyamine as hardener with an additive of the general formula (I)

[R-NH-(CH-CH-0)m-Z-(0-CH-CH)nNH]2—X (I) [R-NH- (CH-CH-0) m-Z- (0-CH-CH) nNH] 2-X (I)

65 il II 65 il II

Y H H Y Y H H Y

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch in der bedeuten: 7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:

3 632 285 3,632,285

X A oder B, wobei A = CO oder ein Rest eines difunk- lyoxipropylendiamin ist, in ein geeignetes Reaktionsgefäss gege- X A or B, where A = CO or a residue of a difunkyoxipropylenediamine, is placed in a suitable reaction vessel.

tionellen Isocyanats mit zwei -N=CO Gruppen und B der Rest ben. Dann gibt man 1 Mol Harnstoff bzw. Maleinsäureanhydrid zu. Danach wird allmählich erhitzt, bei Zugabe von Harnstoff tional isocyanate with two -N = CO groups and B the rest ben. Then 1 mol of urea or maleic anhydride is added. Thereafter, the mixture is gradually heated, with the addition of urea

-HN-C H2-CO auf 180 bis 200 °C und die Temperatur solange aufrechterhal- -HN-C H2-CO at 180 to 200 ° C and the temperature as long as possible-

I ist; 5 ten, bis die Ammoniakentwicklung aufhört. Wenn man Malein- I is; 5 until ammonia evolution stops. If you paint

CH2-CO säureanhydrid zugegeben hat, wird auf 140 bis 170 °C solange erhitzt, bis die azeotrope Wasserentfernung beendet ist. Das CH2-CO has added acid anhydride is heated to 140 to 170 ° C until the azeotropic water removal is complete. The

Z ein Alkylenrest mit 2 bis 5 C-Atomen; Reaktionsgemisch wird dann bei 120 bis 150 °C bzw. 170 bis Z is an alkylene radical with 2 to 5 carbon atoms; The reaction mixture is then at 120 to 150 ° C or 170 to

Y H, Methyl oder Äthyl., 190 °C (letzteres im Fall der Polyäther-Succinimid-Herstellung) Y H, methyl or ethyl, 190 ° C (the latter in the case of polyether succinimide production)

m und n solche Zahlen, dass das Molekulargewicht des Ad- îound 1,33 mbar gestrippt und eine viskose Flüssigkeit erhalten, m and n are numbers such that the molecular weight of the ad and 1.33 mbar is stripped and a viscous liquid is obtained,

ditivs etwa 4000 bis 4500 beträgt ; und In der 2. Stufe wird die viskose Flüssigkeit der Stufe 1 mit ditivs is about 4000 to 4500; and in the 2nd stage, the viscous liquid of stage 1

R H, ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 einem Polyoxipropylendiamin eines Molekulargewichts von 200 R H, a straight-chain or branched alkyl radical with 1 a polyoxypropylene diamine having a molecular weight of 200

bis 10 C-Atomen, ein monocyclischer Aryl-, Alkaryl- oder bis 250 im Verhältnis von 5:1 bis 1:5 vermischt. Diesem Ge- up to 10 carbon atoms, a monocyclic aryl, alkaryl or up to 250 in a ratio of 5: 1 to 1: 5. This

Aralkylrest mit 6 bis 12 C-Atomen, ein geradkettiger oder ver- misch kann, wenn gewünscht, ein im Handel erhältlicher Be- Aralkyl radical with 6 to 12 carbon atoms, a straight-chain or mixed, if desired, a commercially available

zweigter Alkenyl- oder Alkadienylrest mit 2 bis 10 C-Atomen 1S schleuniger zugegeben werden. branched alkenyl or alkadienyl radical with 2 to 10 carbon atoms 1S accelerator are added.

oder ein Aminoalkylaminrest der Formel Dem Gemisch der Stufe 2 wird in Stufe 3 eine geeignete -NH(CH2)pNH2, in der p 2 oder 3 ist, vermischt und das Ge- Menëe eines Diglycidyläthers von 4,4'-Isopropyliden-bisphenol misch gehärtet wird. zugegeben, so dass die Amin-Äquivalente gleich den Epoxi-Die erfindungsgemäss zugesetzten Additive können be- Äquivalenten sind. Das Epoxiharz und die Härtermischung zeichnet werden als Polyoxialkylene mit endständigen Ami- 20 werden sorgfältig vermischt ; dabei werden etwa 3 Tropfen eines nogruppen und, wenn in der allgemeinen Formel I X A ist, flüssigen Silicons zugegeben, um die Bildung von Blasen und einer Ureylenbrücke, bzw. wenn X B ist, einer Succinimid- Hohlräumen zu vermeiden. Die resultierende Zusammenset-brücke. Nachstehend wird der Kürze halber der Ausdruck Poly- zung wird nach 2 bis 5 Minuten langem Entgasen unter Vakuum äther-Ureylen bzw. Polyäther-Succinimid gebraucht. auf die Substrate aufgetragen, die es verkleben soll oder in For-Dass das Einsetzen dieser Verbindungen als Additive in 25 men gegossen. Die Harze werden bei Raumtemperatur gehärtet Epoxiharzzusammensetzungen zu gehärteten Produkten mit und vorzugsweise bei 80 bis 125 °C nachgehärtet. Die gehärteverbesserter Scherfestigkeit und Haftfestigkeit führt, war über- *en Produkte besitzen verbesserte Scherfestigkeit, Biegefestig-raschend, zumal Verbindungen ähnlichen Typs aber niedrigeren ^eit, Bruchdehnung und insbesondere verbesserte Haftfestig-Molekulargewichts diesen Effekt nicht bringen. Die erfindungs- keit 3111 Substrat. or an aminoalkylamine radical of the formula The mixture from stage 2 is mixed in stage 3 with a suitable -NH (CH2) pNH2, in which p is 2 or 3, and the mixture of a diglycidyl ether of 4,4'-isopropylidene-bisphenol is hardened becomes. added so that the amine equivalents are equal to the epoxy. The additives added according to the invention can be equivalent. The epoxy resin and the hardener mixture are drawn as polyoxyalkylenes with terminal ami 20 are carefully mixed; about 3 drops of a nogroup and, if in the general formula I is X A, liquid silicone are added in order to avoid the formation of bubbles and a ureylene bridge or, if X B is, a succinimide cavities. The resulting assembly bridge. In the following, for the sake of brevity, the term polyting will be used after 2 to 5 minutes of degassing under vacuum ether-ureylene or polyether-succinimide. applied to the substrates to be glued or poured in for the use of these compounds as additives in 25 men. The resins are cured at room temperature epoxy resin compositions to cured products with, and preferably post cured at 80 to 125 ° C. The hardness leads to improved shear strength and adhesive strength, products have improved shear strength, flexural strength and rapid, especially since compounds of a similar type but with lower elongation, elongation at break and, in particular, improved adhesive molecular weight do not bring this effect. Invention 3111 substrate.

gemäss mit den Additiven gehärteten Harze sind als Überzüge, 30 Die Zusammensetzungen, die vicinale Polyepoxide enthal- According to resins hardened with the additives, the compositions which contain vicinal polyepoxides are 30

Giesslinge, Dichtungen und insbesondere als Kleber geeignet. ten und die mit Amin gehärtet werden, sind organische Materia- Castings, seals and particularly suitable as an adhesive. and which are cured with amine are organic materials

Allgemein gesagt wird die Haftfestigkeit (Klebeigenschaft) Ken mit durchschnittlich mehr als 1,8 reaktiven 1,2-Epoxigrup- Generally speaking, the adhesive strength (adhesive property) Ken with an average of more than 1.8 reactive 1,2-epoxy group

von amingehärteten Epoxiharzen durch Zusatz eines Polyäthers pen i111 Molekül. Diese Polyepoxide können monomere oder mit endständigen Aminogruppen und Ureylen- bzw. Succin- polymere, gesättigte oder ungesättigte aliphatische, zykloalipha- of amine-hardened epoxy resins by adding a polyether pen i111 molecule. These polyepoxides can be monomeric or with terminal amino groups and ureylene or succin polymers, saturated or unsaturated aliphatic, cycloaliphatic

imid-Brücken und einem Molekulargewicht von 4000 bis 4500 35 tische, aromatische oder heterozyklische Verbindungen sein, die erheblich verbessert. Nach einem Aspekt der Erfindung sind die zusätzlich zu den Epoxigruppen auch andere Substituenten wie endständigen Aminogruppen primär, nach einem anderen se- Hydroxyl, Ätherreste, aromatisches Halogen und dergleichen kundär. tragen können. imide bridges and a molecular weight of 4000 to 4500 35 table, aromatic or heterocyclic compounds, which significantly improves. According to one aspect of the invention, in addition to the epoxy groups, other substituents, such as terminal amino groups, are primary, according to another se-hydroxyl, ether residues, aromatic halogen and the like. can wear.

Vorzugsweise werden ein Diglycidyläther von 4,4'-Isopro- Bevorzugte Polyepoxide sind die von Glycidyläthern, herge-pylidenbisphenol, eine zum Härten ausreichende Menge eines 40 stellt durch Epoxidieren der entsprechenden Allyläther oder in primäre Aminogruppen tragenden Härters, der im wesentlichen an sich bekannter Weise durch Umsetzen eines molaren Überaus einem Polyoxipropylenpolyamin eines Molekulargewichts schusses von Epichlorhydrin mit einer aromatischen Polyhy-von etwa 200 bis 500 besteht, ein Piperazin-Alkanolamin - Be- droxi-Verbindung, z.B. Isopropyliden-bisphenol, Novolak, Reschleuniger und eine Menge des erfindungsgemäss einzusetzen- sorzin usw. Die Epoxiderivate von Methylen- und Isopropyli-den Additivs miteinander vermischt und gehärtet. 45 den-bisphenol werden bevorzugt. Zu den für das erfindungsge-Es können ein Polyepoxid, ein Amin-Härter, ein Polyäther mässe Verfahren geeigneten Polyepoxiden gehören die harzarti-mit endständigen Aminogruppen und einer Ureylen- bzw. Suc- gen Epoxipolyäther, die durch Umsetzung eines Epihalogenhy-cinimid-Brücke und, wenn gewünscht, ein Beschleuniger sorg- drins, wie Epichlorhydrin, mit entweder einem mehrwertigen fältig vermischt und nach konventionellen Methoden gehärtet Phenol oder einem mehrwertigen Alkohol erhalten werden, werden. Man erhält dann gehärtete Produkte mit überraschend 50 Beispiele hierfür sind: 4,4'-Isopropyliden-bisphenol, 2,4'-Dihy-hoher Haftfestigkeit. droxidiphenyläthylmethan, 3,3'-Dihydroxidiphenyl-diäthylme-Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden ein Di- than, 3,4'-Dihydroxidiphenylmethylpropylmethan, 2,3 '-Dihy-glycidyläther des 4,4'-Isopropyliden-bisphenols mit einer aus- droxidiphenyläthylphenylmethan, 4,4'-Dihydroxidiphenylpro-reichenden Menge eines Härters und des erfindungsgemäss ein- pylphenylmethan, 4,4'-Dihydroxidiphenylbutylphenylmethan, zusetzenden Additivs, nämlich eines Polyäther-Ureylens bzw. 55 2,2'-Dihydroxidiphenylditolylmethan, 4,4'-Dihydroxidiphenyl--Succinimids mit endständigen Aminogruppen und eines Mole- tolylmethylmethan und dergleichen. Weitere mehrwertige Phe-kulargewichts von etwa 4000, miteinander vermischt und gehär- noie, die insbesondere mit einem Epihalogenhydrin umgesetzt tet. Das bevorzugte Polyäther-Ureylen kann durch Umsetzung werden können, sind z.B. Resorzin, Hydrochinon, substituierte von etwa 2 Mol Polyoxipropylendiamin eines Molekularge- Hydrochinone, z.B. Methylhydrochinon, und dergleichen. Preferred are a diglycidyl ether of 4,4'-isopropyl. Preferred polyepoxides are those of glycidyl ethers, herp-pylidenebisphenol, an amount sufficient for curing of 40% by epoxidation of the corresponding allyl ether or hardener carrying primary amino groups, which is essentially known per se by reacting a molar excess of a polyoxypropylene polyamine with a molecular weight shot of epichlorohydrin with an aromatic polyhydric compound of about 200 to 500, a piperazine alkanolamine - hydroxyl compound, for example Isopropylidene bisphenol, novolak, retarder and a lot of the sorzine to be used according to the invention, etc. The epoxy derivatives of methylene and isopropyl additive are mixed together and hardened. 45 den-bisphenol are preferred. A polyepoxide, an amine hardener, a method suitable for polyethers which are suitable for the invention include the resin-type amino groups with terminal groups and a ureylene or sucrose epoxy polyether, which are formed by reacting an epihalogeno-cinimide bridge and , if desired, an accelerator, such as epichlorohydrin, can be mixed with either a polyhydric compound and obtained by conventional methods hardened phenol or a polyhydric alcohol. Cured products with a surprising 50 examples are then obtained: 4,4'-isopropylidene-bisphenol, 2,4'-dihy high adhesive strength. droxidiphenylethylmethane, 3,3'-dihydroxidiphenyl-diethylme- According to one embodiment of the invention, a di-than, 3,4'-dihydroxidiphenylmethylpropylmethane, 2,3'-di-glycidyl ether of 4,4'-isopropylidene-bisphenol with a droxidiphenylethylphenylmethane, 4,4'-dihydroxidiphenylpro-sufficient amount of a hardener and the additive according to the invention monopolyphenylmethane, 4,4'-dihydroxidiphenylbutylphenylmethane, additive, namely a polyether-ureylene or 55 2,2'-dihydroxidiphenylditolylmethane, 4,4'- Dihydroxidiphenyl succinimide with terminal amino groups and a Moltolylmethylmethan and the like. Other polyvalent molecular weight of about 4,000, mixed with one another and haemnoie, which in particular reacted with an epihalohydrin. The preferred polyether-ureylene can be made by reaction, e.g. Resorcinol, hydroquinone, substituted from about 2 moles of polyoxypropylene diamine of a molecular hydroquinone, e.g. Methylhydroquinone, and the like.

wichts von etwa 2000 mit einem Mol Harnstoff und das Poly- 60 Unter den mehrwertigen Alkoholen, die mit einem Epihalo- weight of about 2000 with one mole of urea and the poly 60 Among the polyhydric alcohols with an epihalo

äther-Succinimid durch Umsetzung von 2 Mol des Polyoxipro- genhydrin zu den harzartigen Epoxipolyäthern führen, gehören pylendiamins mit etwa einem Mol Maleinsäureanhydrid herge- Verbindungen wie Äthylenglykol, Propylenglykole, Butylengly-stellt werden. Ein Polyoxipropylenpolyamin eines Molekularge- kole, Pentandiole, Bis-(4-hydroxizyklohexyl)-dimethylmethan, ether-succinimide by reacting 2 moles of the polyoxypropenhydrin to form the resinous epoxy polyethers, pylenediamines with about one mole of maleic anhydride are used to produce compounds such as ethylene glycol, propylene glycols, butylene glycol. A polyoxypropylene polyamine of a molecular glycol, pentanediols, bis (4-hydroxicyclohexyl) dimethyl methane,

wichts von 200 bis 500 kann als Co-Härter zugesetzt werden. 1,4-Dimethylol-benzol, Glyzerin, 1,2,6-Hexantriol, Trimethy- Weights from 200 to 500 can be added as a co-hardener. 1,4-dimethylol-benzene, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, trimethyl

Die Herstellung der gehärteten Epoxiharze erfolgt Vorzugs- 65 lolpropan, Mannitol, Sorbitol, Erythrit, Pentaerythrit, ihre Di- The hardened epoxy resins are preferably made of 65 lolpropane, mannitol, sorbitol, erythritol, pentaerythritol, their di-

weise in 3 Stufen: In der 1. Stufe wird das Additiv hergestellt. meren, Trimeren und höhere Polymeren, z.B. Polyäthylengly- wise in 3 stages: In the 1st stage the additive is manufactured. mers, trimers and higher polymers e.g. Polyethylene glycol

Dazu werden etwa 2,0 Mol eines Polyoxipropylenpolyamins ei- kole, Polypropylenglykole, Triglyzerin, Dipentaerythrit und nes Molekulargewichts von etwa 2000, das im wesentlichen Po- dergleichen, Polyallylalkohol, Polyhydroxi-thioäther, wie 2,2'-, For this purpose, about 2.0 moles of a polyoxypropylene polyamine, glycols, polypropylene glycols, triglycerol, dipentaerythritol and a molecular weight of about 2000, which essentially consists of the like, polyallyl alcohol, polyhydroxy-thioether, such as 2,2'-,

632 285 632 285

3,3'-Tetrahydroxidipropylsulfid und dergleichen, Merkapto-Alkohole wie Monothioglyzerin, Dithioglyzerin, und dergleichen, Partialester mehrwertiger Alkohole wie Monostearin, Pentaery-thrit-monoacetat und dergleichen und halogenierte mehrwertige Alkohole wie die Monochlorhydrine von Glyzerin, Sorbitol, Pentaerythrit und dergleichen. 3,3'-tetrahydroxide dipropyl sulfide and the like, mercapto alcohols such as monothioglycerin, dithioglycerin and the like, partial esters of polyhydric alcohols such as monostearin, pentaerythritol monoacetate and the like and halogenated polyhydric alcohols such as the monochlorohydrins of glycerol and glycerol, sorbitol.

Eine weitere Klasse von polymeren Polyepoxiden, die mit Amin gehärtet werden können und für das erfindungsgemässe Verfahren geeignet sind, sind die Epoxi-Novolakharze, die durch Umsetzung, vorzugsweise in Gegenwart eines basischen Katalysators, z.B. Natrium- oder Kalium-Hydroxid, eines Epi-halogenhydrins, wie Epichlorhydrin, mit dem harzartigen Kondensationsprodukt eines Aldehyds, z.B. Formaldehyd, und entweder eines einwertigen Phenols, z.B. Phenol selbst oder eines Phenols mit mehreren Hydroxylgruppen erhalten werden. Weitere Einzelheiten über Natur und Herstellung von Epoxi-Novo-lakharzen können dem Handbook of Epoxy Resins von Lee Henry, und Neville, McGraw Hill Book Co., 1967 entnommen werden. Another class of polymeric polyepoxides which can be cured with amine and are suitable for the process according to the invention are the epoxy novolak resins which are obtained by reaction, preferably in the presence of a basic catalyst, e.g. Sodium or potassium hydroxide, an epi-halohydrin such as epichlorohydrin, with the resinous condensation product of an aldehyde, e.g. Formaldehyde, and either a monohydric phenol, e.g. Phenol itself or a phenol with several hydroxyl groups can be obtained. Further details on the nature and manufacture of epoxy novolak resins can be found in the Handbook of Epoxy Resins by Lee Henry and Neville, McGraw Hill Book Co., 1967.

Für den Fachmann ergibt es sich von selbst, dass auch andere Polyepoxidzusammensetzungen für das erfindungsgemässe Verfahren eingesetzt werden können. It is obvious to the person skilled in the art that other polyepoxide compositions can also be used for the process according to the invention.

Die erfindungsgemäss einzusetzenden Additive können allgemein als polyoxialkylenhaltige Materialien mit einer einzigen Ureylen-Brücke bzw. einer Succinimid-Brücke, endständigen Aminogruppen und einem Molekulargewicht von 4000 bis 4500 beschrieben werden. Die Additive fallen unter die allgemeine Formel I The additives to be used according to the invention can generally be described as polyoxyalkylene-containing materials with a single ureylene bridge or a succinimide bridge, terminal amino groups and a molecular weight of 4,000 to 4,500. The additives fall under the general formula I.

Durchschnittswert von 12-20. Die bevorzugten Polyoxialkylen-diamine sind solche, bei denen Y ein Methylrest ist, n 16-18 und Z einen 1,2-Propylenrest bedeuten. Diese Polyoxialkylen-polyamine können nach bekannten Methoden hergestellt wer-5 den, wie sie z.B. in den US-PS'en 3 236 895 und 3 654 370 beschrieben sind. Average of 12-20. The preferred polyoxyalkylene diamines are those in which Y is a methyl radical, n 16-18 and Z are a 1,2-propylene radical. These polyoxyalkylene polyamines can be prepared by known methods, such as those e.g. in U.S. Patent Nos. 3,236,895 and 3,654,370.

Die Polyäther-Ureylene können durch Umsetzung von einem Polyoxialkylenpolyamin mit Alkylenresten mit 2-4 C-Ato-men, mit Harnstoff, einer Ureylen-bildenden Verbindung oder io organischen bifunktionellen Isocyanaten hergestellt werden. Bevorzugt wird Harnstoff. Wenn Harnstoff als Reaktant eingesetzt wird, verläuft die Reaktion unter Entwicklung von Ammoniak und die endständige primäre Aminogruppe des Polyoxial-kylenpolyamins wird in eine Ureido-Gruppe umgewandelt. Die 15 Funktionalität des Polyoxialkylenpolyamins hängt von der Zahl der endständigen primären Aminogruppen ab. Da Harnstoff selbst bifunktionell ist, kann jedes Molekül Harnstoff mit 2 endständigen Aminogruppen des Polyoxialkylenpolyamins reagieren. The polyether-ureylenes can be prepared by reacting a polyoxyalkylene polyamine with alkylene radicals having 2-4 C atoms, with urea, a ureylene-forming compound or organic bifunctional isocyanates. Urea is preferred. When urea is used as the reactant, the reaction proceeds to form ammonia and the terminal primary amino group of the polyoxyalkylene polyamine is converted to an ureido group. The functionality of the polyoxialkylene polyamine depends on the number of terminal primary amino groups. Since urea itself is bifunctional, each molecule of urea can react with 2 terminal amino groups of the polyoxyalkylene polyamine.

20 Obwohl Harnstoff der bevorzugte Reaktant ist, können auch andere harnstoffbildende Verbindungen eingesetzt werden, um den brückenbildenden Rest -C— zu liefern. Da das 20 Although urea is the preferred reactant, other urea-forming compounds can also be used to provide the bridging residue -C—. Since that

II II

O O

25 Polyoxialkylenpolyamin schon endständige primäre Aminogruppen enthält, können Verbindungen wie Carbonyldi-imidazol, Phosgen oder Diphenyl-Carbonat als O 25 Polyoxialkylenpolyamin already contains terminal primary amino groups, compounds such as carbonyldi-imidazole, phosgene or diphenyl carbonate as O

[RNH(CH-CH-0)m-Z-(0-CH-CH)nNH]2-X II II [RNH (CH-CH-0) m-Z- (0-CH-CH) nNH] 2-X II II

Y Y

(1)30 (1) 30

H H

H Y H Y

in der die einzelnen Symbole die weiter vorn gebrachte Bedeutung haben. Vorzugsweise hat R, wenn es einen verzweigten 35 oder geradkettigen Alkylrest bedeutet, 1-6 C-Atome; wenn es ein monozyklischer Aryl-, Alkaryl- oder Aralkyl-Rest ist, 6-8 C-Atome ; oder wenn es ein verzweigter oder geradkettiger Al-kenyl- oder Alkadienyl-Rest ist, 3-8 C-Atome. in which the individual symbols have the meaning given above. When R is a branched 35 or straight-chain alkyl radical, R preferably has 1-6 C atoms; if it is a monocyclic aryl, alkaryl or aralkyl radical, 6-8 C atoms; or if it is a branched or straight-chain alkenyl or alkadienyl radical, 3-8 C atoms.

Ganz besonders bevorzugt sind die Additive nach der allge- 40 meinen Formel I, in der R ein Alkylrest mit 1-4 C-Atomen oder ein Amino-1,2-propylaminrest, insbesondere Wasserstoff, Y ein Methylrest, Z ein 1,2-Propylenrest und m und n gleiche Zahlen von 16-19 sind; m und n sind selbstverständlich Durchschnittswerte. Die bevorzugten Polyätherureylene sind solche, in denen 45 X = CO bedeutet. The additives according to general formula I are very particularly preferred, in which R is an alkyl radical with 1-4 C atoms or an amino-1,2-propylamine radical, in particular hydrogen, Y is a methyl radical, Z is a 1,2- Propylene and m and n are equal numbers from 16-19; m and n are of course average values. The preferred polyetherureylenes are those in which 45 X = CO.

Die Polyäther-Ureylen mit endständigen primären Aminogruppen können durch Umsetzung einer Ureylen-bildenden Verbindung mit einem Polyoxialkylendiamin eines Molekulargewichts von 1800 bis 2200 bei 100 bis 200 °C hergestellt wer- 50 den, wobei das Mol-Verhältnis von Ureylen-bildender Verbindung zu Polyoxialkylendiamin etwa 1:2 beträgt. The polyether-ureylene with terminal primary amino groups can be prepared by reacting a ureylene-forming compound with a polyoxyalkylenediamine having a molecular weight of 1800 to 2200 at 100 to 200 ° C., the molar ratio of ureylene-forming compound to polyoxyalkylenediamine being approximately Is 1: 2.

Die Polyäther-Succinimide mit endständigen primären Aminogruppen können durch Umsetzung von Maleinsäureanhydrid mit einem Polyoxialkylendiamin eines Molekularge- 55 wichts von 1800 bis 2200 in 2 Stufen hergestellt werden. Zuerst werden die Reaktanten bei niedrigerer Temperatur, d.h. Raumtemperatur, vermischt und dann das Rohprodukt auf 120-180 °C erhitzt, wobei das Wasser mit einem Mol Maleinsäureanhydrid entfernt wird. 60 The polyether succinimides with terminal primary amino groups can be prepared in two steps by reacting maleic anhydride with a polyoxyalkylenediamine having a molecular weight from 1800 to 2200. First, the reactants at lower temperature, i.e. Room temperature, mixed and then the crude product heated to 120-180 ° C, the water being removed with one mole of maleic anhydride. 60

Die Diamine, die zur Herstellung der Additive geeignet sind, sind Polyoxialkylendiamine der allgemeinen Formel IV The diamines which are suitable for the preparation of the additives are polyoxyalkylenediamines of the general formula IV

[H,N-(CH-CH-0)„]2-Z I I Y H [H, N- (CH-CH-0) "] 2-Z I I Y H

(IV) (IV)

65 65

in der bedeuten: Y Wasserstoff, Methyl oder Äthyl; Z ein Koh-lenwasserstoffalkylenrest mit 2-5 C-Atomen und n einen in which: Y is hydrogen, methyl or ethyl; Z is a hydrocarbon alkylene radical with 2-5 C atoms and n one

-C-Lieferant zur Bildung von Ureylen-Brücken ohne Ammoniak-Abspaltung eingesetzt werden. -C supplier can be used for the formation of ureylene bridges without ammonia elimination.

Eine weitere Klasse von Polyätherureylen kann durch Umsetzung von Polyoxialkylenpolyaminen mit einem bifunktionellen organischen Isocyanat, z.B. hergestellt durch Phosgenierung des Kondensationsproduktes von Anilin und Formaldehyd, erhalten werden. Geeignete Verbindungen sind das 4,4'-Diphe-nylmethandiisocyanat oder seine Isomeren, wie das 2,4'-Diphe-nylmethandiisocyanat sowie Gemische dieser Isomeren. Another class of polyetherureylene can be obtained by reacting polyoxyalkylene polyamines with a bifunctional organic isocyanate, e.g. prepared by phosgenation of the condensation product of aniline and formaldehyde. Suitable compounds are 4,4'-diphenylmethane diisocyanate or its isomers, such as 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, and mixtures of these isomers.

Die Polyäther-Succinimide können hergestellt werden durch Reaktion eines Polyoxialkylenpolyamins mit Alkylenresten mit 2-4 C-Atomen mit Maleinsäureanhydrid. Die Reaktion verläuft unter Freiwerden von Wasser und eine endständige primäre Aminogruppe des Polyoxialkylenpolyamins wandelt sich in eine Succinimidgruppe um. Das Maleinsäureanhydrid wirkt bifunktionell, die äthylenische Ungesättigtheit mit der endständigen Aminogruppe eines anderen Polyoxialkylendi-amins verknüpfend. The polyether succinimides can be prepared by reacting a polyoxyalkylene polyamine with alkylene radicals having 2-4 C atoms with maleic anhydride. The reaction proceeds with the liberation of water and a terminal primary amino group of the polyoxyalkylene polyamine converts to a succinimide group. The maleic anhydride has a bifunctional function, linking the ethylenic unsaturation to the terminal amino group of another polyoxyalkylenediamine.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Polyäther-Ureylene bzw. -Succinimide mit endständigen sekundären Aminogruppen eingesetzt. Vorzugsweise werden diese Verbindungen durch reduktive Aminierung der Verbindungen mit endständigen primären Aminogruppen erhalten. According to a further embodiment of the invention, polyether ureylenes or succinimides with terminal secondary amino groups are used. These compounds are preferably obtained by reductive amination of the compounds having terminal primary amino groups.

Die reduktive Aminierung primärer Amine mit Aldehyden und Ketonen an Standard-Hydrierungs/Dehydrierungskatalysa-toren ist bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Eine andere Methode zur Herstellung von Verbindungen mit sekundären Aminogruppen schliesst die Verwendimg von Organo-halogenverbindungen ein. Diese Methode wird nicht bevorzugt, weil zuviel Nebenreaktionen stattfinden. The reductive amination of primary amines with aldehydes and ketones on standard hydrogenation / dehydrogenation catalysts is known and need not be explained in more detail here. Another method of making compounds with secondary amino groups involves the use of organo-halogen compounds. This method is not preferred because there are too many side reactions.

Nach einer weiteren Ausführungsform lassen sich Poly-äther-Ureylene bzw. -Succinimide mit endständigen Amino-alkylamin-Resten durch Cyanoalkylierung von Polyäthern mit endständigen primären Aminogruppen und anschliessende Hydrierung der cyanoalkylierten Verbindungen herstellen. Die Herstellung von cyanoalkylierten Addukten ist in der US-PS 3 666 788 beschrieben. Die Hydrierung erfolgt nach konventioneller Methode an einem Standard-Hydrierungs/Dehydrie-rungs-Katalysator. According to a further embodiment, polyether ureylenes or succinimides with terminal amino-alkylamine residues can be prepared by cyanoalkylation of polyethers with terminal primary amino groups and subsequent hydrogenation of the cyanoalkylated compounds. The preparation of cyanoalkylated adducts is described in U.S. Patent 3,666,788. The hydrogenation is carried out according to the conventional method on a standard hydrogenation / dehydration catalyst.

5 632 285 5 632 285

Die Polyäther-Ureide und -Succinimide mit endständigen dung bestimmter aminhaltiger Verbindungen als Härtungsbe-primären Aminogruppen können allein als Aminohärter fungie- schleuniger für Epoxiharzzusammensetzungen beschrieben, ren. So üben diese Verbindungen sowohl die Funktion eines Es sind viele Beschleuniger bekannt, die bei dem Verfahren The polyether-ureides and -succinimides with terminal addition of certain amine-containing compounds as curing primary amine groups can be described alone as amino hardeners for accelerating epoxy resin compositions. Thus, these compounds perform both the function of and many of the accelerators known in the process

Aminhärters als auch die eines Additivs, durch welches die nach der Erfindung eingesetzt werden können. Beispiele dafür Amine hardener as well as that of an additive, by means of which the according to the invention can be used. Examples of this

Haftfestigkeit erhöht wird, aus. Erfindungsgemäss wird jedoch 5 sind Salze von Phenolen, Salicylsäure, Aminsalze von Fettsäu-ausser diesen Additiven mit endständigen primären Ami- ren, wie in der US-PS 2 681 901 beschrieben, und tertiäre Ami nogruppen den Polyepoxiden noch ein Polyamin als Härter zu- ne, wie in der US-PS 2 839 480 beschrieben. Ein bevorzugter gegeben. Beschleuniger ist in der US-PS 3 875 072 offenbart. Es ist ein Adhesive strength is increased from. According to the invention, however, 5 are salts of phenols, salicylic acid, amine salts of fatty acid — apart from these additives with terminal primary amines, as described in US Pat. No. 2,681,901, and tertiary amino groups, the polyepoxides are also a polyamine as hardener as described in U.S. Patent No. 2,839,480. Given a preferred one. Accelerator is disclosed in U.S. Patent No. 3,875,072. It is a

Als Aminhärter können alle zum Härten von vicinalen Ep- Gemisch von Piperazin und einem Alkanolamin im Gewichtsoxiden gebräuchlichen Amine eingesetzt werden. Allgemein ic Verhältnis von etwa 1:8 bis 1:1. All amines customary in the weight oxides for curing vicinal ep mixture of piperazine and an alkanolamine can be used as the amine hardener. General ic ratio of about 1: 8 to 1: 1.

sind solche Härter mit mindestens 2 reaktiven Aminogruppen Erfindungsgemäss wird die Haftfestigkeit der bekannten geeignet. Beispiele für derartige Amine sind Alkylenpolyamine, amingehärteten Epoxiharze durch Zugabe eines Polyäther-wie Diäthylentriamin, Triäthylentetramin und dergleichen ; Ureylens bzw. -Succinimids mit endständigen Aminogruppen are such hardeners with at least 2 reactive amino groups. According to the invention, the adhesive strength of the known ones is suitable. Examples of such amines are alkylene polyamines, amine-cured epoxy resins by adding a polyether such as diethylene triamine, triethylene tetramine and the like; Ureylens or -Succinimids with terminal amino groups

Oxialkylenpolyamine, wie Polyoxipropylen-di- und -triamin und eines Molekulargewichts von etwa 4000 bis 4500 erhöht, und Diaminoderivate des Äthylenglykols, wie 1,13-Diamino- 15 Die Menge Additiv, die nötig ist, um die Haftfestigkeit zu erhö-4,7,10-trioxatridekan. hen, ist etwas empirisch und hängt ab vom Harz, der Verwen- Oxialkylene polyamines, such as polyoxypropylene di- and triamine and a molecular weight of about 4,000 to 4,500, and diamine derivatives of ethylene glycol, such as 1,13-diamino-15 The amount of additive required to increase the adhesive strength-4.7 , 10-trioxatrideecane. is somewhat empirical and depends on the resin, the use

Ausserdem sind aromatische Amine als Härter geeignet. dung eines Aminhärters und der Verwendung eines Beschleuni-Beispiele hierfür sind Alkylenbrücken aufweisende Polyphenyl- gers. Im allgemeinen wird der Polyäther mit endständigen Ami-amine, Phenylendiamine und polyzyklische oder kondensierte nogruppen, wenn er als Härter/Additiv dienen soll, in etwa stö-aromatische Ringsysteme mit primären Aminogruppen. Auch 20 chiometrische Mengen eingesetzt. Aromatic amines are also suitable as hardeners. The use of an amine hardener and the use of an accelerator are examples of alkylene bridges polyphenylers. In general, the polyether with terminal amines, phenylenediamines and polycyclic or condensed nogroups, if it is to serve as a hardener / additive, becomes roughly aromatic-ring systems with primary amino groups. Also 20 chiometric amounts used.

die entsprechenden zykloaliphatischen Verbindungen können In Verbindung mit anderen bekannten Aminhärtern wird eingesetzt werden. das Additiv vorzugsweise in Mengen von etwa 5-40 Gew.Tln., the corresponding cycloaliphatic compounds can be used in conjunction with other known amine hardeners. the additive preferably in amounts of about 5-40 parts by weight,

Ebenfalls geeignet sind Polyamidhärter, wie die Kondensa- bezogen auf 100 Gew.Tle. Harz, eingesetzt. Die genaue Menge tionsprodukte von Polyaminen und Polycarbonsäuren. Als Bei- Additiv, die erforderlich ist, lässt sich leicht ohne weitere Versu-spiel sei das Kondensationsprodukt von einem Polyamin und 25 che empirisch bestimmen aufgrund der Tatsache, dass ein Harzeiner dimerisierten Fettsäure, offenbart in US-PS 2 379 413, gemisch, welches eine ausreichende Menge des Additivs enthält, herangezogen. Änderungen erfährt, die beim Härten noch deutlicher sichtbar Also suitable are polyamide hardeners, such as the condensate based on 100 parts by weight. Resin. The exact quantity of polyamines and polycarboxylic acids. As an additive that is required, the condensation product of a polyamine and 25 che can be easily determined empirically, without further experimentation, due to the fact that a resin blends a dimerized fatty acid disclosed in U.S. Patent 2,379,413 contains a sufficient amount of the additive. Undergoes changes that become even more visible when hardened

Von den Aminhärtern, die zum Härten von vicinalen Ep- werden. Das härtbare Harz nimmt ein opaques milchig-weisses oxidharzen geeignet sind, werden die Polyoxialkylenamine Aussehen an, was beim Härten noch stärker wird und zu einem nachstehender allgemeiner Formel II bevorzugt: 30 Produkt mit glänzend weissem Aussehen führt. Diese Änderung der optischen Absorption erhöht die Schönheit von Giesslingen [H2N-(CH-CHO)„]r-Z (II) und macht die Verwendung von weissen Pigmenten oder Füll- Of the amine hardeners that become the hardening of vicinal ep- The hardenable resin adopts an opaque milky-white oxide resin, the polyoxyalkylene amines will take on the appearance, which becomes even stronger when hardened and leads to the following general formula II: 30 product with a glossy white appearance. This change in optical absorption increases the beauty of castings [H2N- (CH-CHO) „] r-Z (II) and makes the use of white pigments or fillers

I I Stoffen überflüssig. I I superfluous fabrics.

Y H Das Verhältnis von Additiv und Härter zu Harz lässt sich Y H The ratio of additive and hardener to resin can be

35 auf Äquivalenzbasis leicht bestimmen. Die Äquivalenzbestim-in der Y H, Methyl oder Äthyl, Z ein Kohlenwasserstoffrest mit mung soll auch die funktionellen Gruppen des Beschleunigers 2 bis 5 C-Atomen, der 2 bis 4 externe Ätherbrücken bildet, einschliessen. Die erforderliche Menge lässt sich errechnen n eine Zahl von 1 bis 15 und r eine Zahl von 2 bis 4 bedeuten. durch Addieren der Zahl der Äquivalente auf Gewichtsbasis Am meisten bevorzugt sind die Polyoxipropylendiamine, wobei pro ersetzbarer HN-Gruppen in dem Aminhärter, dem Additiv in der Formel II Y Methyl, n eine Zahl von 1 bis 10, Z ein 1,2- *0 und, wenn eingesetzt dem Beschleuniger. Basierend auf dieser Propylenrest und r 2 ist. Die Herstellung dieser Verbindungen Berechnung wird im allgemeinen ein Gemisch aus einem Poly-ist in den US-PS'en 3 236 895 und 3 654 370 beschrieben. oxialkylendiamin-Härter, Additiv und Beschleuniger in 35 easily determine on an equivalence basis. The equivalence determination in which Y H, methyl or ethyl, Z is a hydrocarbon residue with mung is also intended to include the functional groups of the accelerator 2 to 5 carbon atoms, which forms 2 to 4 external ether bridges. The required amount can be calculated n is a number from 1 to 15 and r is a number from 2 to 4. by adding the number of equivalents on a weight basis Most preferred are the polyoxypropylene diamines, where, per replaceable HN groups in the amine hardener, the additive in the formula II, Y is methyl, n is a number from 1 to 10, Z is a 1.2- * 0 and when used the accelerator. Based on this propylene residue and r 2 is. The preparation of these compounds is generally described as a blend of a poly-is described in U.S. Patent Nos. 3,236,895 and 3,654,370. oxialkylenediamine hardener, additive and accelerator in

Ganz besonders bevorzugt wird ein Polyoxipropylendiamin ei- 10 %igem Oberschuss über die, bezogen auf das Harz, erforder-nes Molekulargewichts von etwa 230. liehe stöchiometrische Menge eingesetzt. Gemäss einer bevor- It is very particularly preferred to use a polyoxypropylene diamine of 10% excess over the stoichiometric amount required, based on the resin, of about 230%. According to a

Eine weitere bevorzugte Klasse von Polyoxialkylenpolyami- 45 zugten Ausführungsform werden die Klebeigenschaften einer nen kann durch die nachstehende allgemeine Formel III wieder- bekannten Epoxiharzzusammensetzung einer Epoxiäquivalenz gegeben werden über 1,8 durch Zusatz von Polyoxipropylen-Ureylen bzw. -Suc- Another preferred class of polyoxyalkylene polyamides, the adhesive properties of an epoxy resin composition known from the general formula III below can be given epoxy equivalence over 1.8 by adding polyoxypropylene-ureylene or sucrose.

cinimid mit endständigen Aminogruppen, erhalten durch Kon-Z-[(OC H-C H)n-NH(CH2)y-NH2]r (III) densation von einem Mol Harnstoff bzw. einem Mol Maleinsäu- cinimide with terminal amino groups, obtained by Kon-Z - [(OC H-C H) n -NH (CH2) y -NH2] r (III) condensation of one mole of urea or one mole of maleic acid

I I 50 reanhydrid mit 2 Mol eines Polyoxipropylendiamins eines Mole- I I 50 reanhydride with 2 moles of a polyoxypropylene diamine of a mole

H Y kulargewichts von 2000, erhöht. Bevorzugte Harzzusammenset zungen sind Polyglyzidyläther von Polyphenolen, die durch Ein-in der Y, Z, n und r die gleiche Bedeutung wie in Formel II arbeiten einer zum Härten ausreichenden Menge eines Poly- H Y molecular weight increased from 2000. Preferred resin compositions are polyglyzidyl ethers of polyphenols which, by means of an in the Y, Z, n and r, have the same meaning as in formula II, an amount of a poly-

haben und y 2 oder 3 ist. Diese Poly-(aminoalkylamino)-poly- oxialkylenpolyamins eines Molekulargewichts von 200 bis 500 äther sind die Hydrierungsprodukte des cyanoalkylierten Ad- ss und einer Beschleunigerkombination aus Piperazin und einem dukts eines Polyoxialkylenpolyamins wie oben beschrieben. Die Alkanolamin im Gewichtsverhältnis von 1:8 bis 1:1 gehärtet Herstellung dieser Addukte ist in US-PS 3 666 788 beschrie- werden. Bevorzugte bekannte Zusammensetzungen, deren ben. Bevorzugt werden die hydrierten cyanoäthylierten Polyoxi- Haftfestigkeit durch die erfindungsgemäss zugesetzten Additive propylentriamine. erhöht werden können, sind in der US-PS 3 943 104 offenbart. have and y is 2 or 3. These poly (aminoalkylamino) polyoxyalkylene polyamines with a molecular weight of 200 to 500 ether are the hydrogenation products of the cyanoalkylated ads and an accelerator combination of piperazine and a product of a polyoxyalkylene polyamine as described above. The alkanolamine cured in a weight ratio of 1: 8 to 1: 1. The preparation of these adducts is described in US Pat. No. 3,666,788. Preferred known compositions, the ben. The hydrogenated cyanoethylated polyoxy adhesive strength by the additives propylene triamine added according to the invention are preferred. can be increased are disclosed in U.S. Patent 3,943,104.

Wenn gewünscht, können die Epoxiharzzusammensetzun- 60 Die zu härtenden Zusammensetzungen enthalten ein vicina-gen auch einen Beschleuniger enthalten, der die Aminhärtung les Polyepoxid eines Epoxiäquivalentgewichts über 1,8, eine des Epoxiharzes insbesondere bei Raumtemperatur beschleu- zum Härten ausreichende Menge Aminhärter, eine Menge des nigt. Solche Beschleunigung ist bei einigen Anwendungszwek- Additivs und gegebenenfalls einen Beschleuniger. Obwohl alle ken von Vorteil, insbesondere, wenn ein Epoxiharz als Kleber in hierin angegebenen Epoxiharze für das erfindungsgemässe Ver-einer brennbaren Umgebung aufgebracht wird, was erhöhte 65 fahren geeignet sind, werden solche, die auf aliphatischen Ver-Härtungstemperaturen unzweckmässig, wenn nicht gar gefähr- bindungen basieren, vorzugsweise nicht allein eingesetzt. Die lieh machen würde. In dem weiter vorne schon zitierten Hand- Anwesenheit von Harzen, die Polyglyzidyläther von mehrwerti-book of Epoxy Resins ist auf den Seiten 7 bis 14 die Verwen- gen Phenolen in Mengen über 50, vorzugsweise 80 Gew.-% If desired, the epoxy resin compositions can contain a vicina-gen also contain an accelerator, the amine curing les polyepoxide an epoxy equivalent weight over 1.8, a sufficient amount of the amine curing agent, especially at room temperature to cure, an amount of the nigt. Such acceleration is with some application additive and possibly an accelerator. Although all ken are advantageous, in particular if an epoxy resin is applied as an adhesive in epoxy resins specified herein for use in a combustible environment according to the invention, which increases the temperature, those which are based on aliphatic curing temperatures become unsuitable, if not dangerous - bindings based, preferably not used alone. That would do loan. In the hand presence of resins cited above, the polyglyzidyl ether of polyvalent book of epoxy resins is on pages 7 to 14, the use of phenols in amounts above 50, preferably 80% by weight.

632 285 6 632 285 6

enthalten, insbesondere Harze, die zu 100 % aus Polyglizidyl- sehen 0 und 45 °C) selbst härten. Eine Nachhärtung bei erhöh- contain, in particular resins that 100% polyglizidyl see 0 and 45 ° C) harden themselves. Post-curing with increased

äthern von mehrwertigen Phenolen bestehen, verbessern die ge- ter Temperatur bis zu etwa 135 °C hat sich als günstig erwiesen, ether of polyhydric phenols, improve the temperature up to about 135 ° C has proven to be beneficial,

wünschten Eigenschaften der gehärteten Produkte, insbesonde- Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung re der Haftfestigkeit. werden ein Diglyzidyläther von 4,4'-Isopropyliden-bisphenol, desired properties of the hardened products, in particular according to a preferred embodiment of the invention, the adhesive strength. become a diglyzidyl ether of 4,4'-isopropylidene-bisphenol,

In gleicher Weise können auch alle Aminhärter beim erfin- 5 eine zum Härten ausreichende Menge eines primäre Amino- In the same way, all amine hardeners can also be used in an amount sufficient to harden a primary amino

dungsgemässen Verfahren eingesetzt werden. Es ist jedoch ge- gruppen enthaltenden Härters, der im wesentlichen aus einem funden worden, dass Harze mit Härtern, bei denen, anders als Polyoxipropylendiamin eines Molekulargewichts von etwa 200 methods according to the invention are used. It is, however, a group-containing hardener, which was essentially found from a resin containing hardeners in which, unlike polyoxypropylene diamine, a molecular weight of about 200

bei den erfindungsgemäss eingesetzten Additiven, die Ami- bis 250 besteht, eines Beschleunigers aus Piperazin und Triäth- in the additives used according to the invention, which consists of ami to 250, an accelerator composed of piperazine and triethyl

nogruppen durch lange aliphatische oder Oxialkylenketten von- anolamin im Gewichtsverhältnis 3:7 und ein Additiv mit end- long aliphatic or oxyalkylene chains of anolamine in a weight ratio of 3: 7 and an additive with end

einander getrennt sind, viskos und schwer zu verarbeiten sind 10 ständigen Aminogruppen und einem Molekulargewicht von et- separated from each other, viscous and difficult to process are 10 permanent amino groups and a molecular weight of about

und in Gegenwart des Additivs zu Produkten härten, die nicht wa 4000 vermischt und gehärtet. and harden in the presence of the additive to products that are not mixed and hardened.

die erwünschte hohe Haftfestigkeit aufweisen. Der Grund hier- Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform werden Poly-für ist nicht genau bekannt, doch wird angenommen, dass dies glyzidyläther von mehrwertigen Phenolen durch Einarbeiten ei-mit der Verträglichkeit der Bestandteile in Zusammenhang nes Polyoxialkylenpolyamins eines Molekulargewichts von 230 steht. So zeigen z.B. Harze, die mit Polyoxipropylendiamin ei- 15 in einer bis zu stöchiometrischen Menge, etwa 5 bis 30 Gew.Tln. nes Molekulargewichts von 400 in Anwesenheit des Additivs eines erfindungsgemäss einzusetzenden Additivs und 1 bis 5 gehärtet worden sind, keine wesentliche Verbesserung der Haft- Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.Tle. Harz, eines Beschleunigerfestigkeit. gemisches aus Piperazin und Triäthanolamin (3:7) gehärtet. Die have the desired high adhesive strength. The reason for this - according to a preferred embodiment, poly-for is not exactly known, but it is assumed that this glycidyl ether of polyhydric phenols is incorporated by incorporation into the compatibility of the constituents with a polyoxyalkylene polyamine having a molecular weight of 230. For example, Resins which are mixed with polyoxypropylene diamine in an up to stoichiometric amount, about 5 to 30 parts by weight. nes molecular weight of 400 in the presence of the additive of an additive to be used according to the invention and 1 to 5 have been cured, no significant improvement in the% by weight, based on 100 parts by weight. Resin, an accelerator strength. mixture of piperazine and triethanolamine (3: 7) hardened. The

Wegen der grösseren Wirtschaftlichkeit und besseren Hand- Härtung findet bei Raumtemperatur statt und man erhält Pro- Because of the greater economy and better hand hardening takes place at room temperature and you get pro

habbarkeit werden solche Amine bevorzugt, deren Molekular- 20 dukte mit verbesserter Haftfestigkeit. Availability amines are preferred whose molecular products with improved adhesive strength.

gewicht unter etwa 500 liegt. Bevorzugte Aminhärter sind Po- Es können selbstverständlich auch andere übliche Zusätze lyamine eines Amin-Äquivalentgewichts von 20-150, insbeson- in die Zusammensetzung vor dem Härten eingesetzt werden. So dere 20-70. Beispiele für solche Härter sind Polyoxipropylen- kann es z.B. in gewissen Fällen zweckmässig sein, kleine Men- weight is less than about 500. Preferred amine hardeners are poly-. It is of course also possible to use other conventional additives, amines, with an amine equivalent weight of 20-150, in particular in the composition before hardening. So 20-70. Examples of such hardeners are polyoxypropylene - e.g. be useful in certain cases, small

diamine eines Molekulargewichts im Bereich von 200 bis 300 gen anderer Polyalkylenamin-CO-Katalysatoren, wie weiter und Polyoxipropylenpolyamine eines Molekulargewichts im Be- 25 vorne beschrieben, oder Härter zusammen mit verschiedenen reich von 400 bis 700. anderen Beschleunigern und bekannten Härtungssystemen zu- diamines with a molecular weight in the range of 200 to 300 genes of other polyalkylene amine CO catalysts, as further described and polyoxypropylene polyamines with a molecular weight in the foregoing, or hardeners together with various ranges from 400 to 700. other accelerators and known curing systems.

Ungeeignete Aminhärter lassen sich vom Fachmann schnell zufügen. Unsuitable amine hardeners can be added quickly by a specialist.

ermitteln, da diese Härter keine wirksame optische Verbesse- Ausserdem können zugegeben werden übliche Pigmente, determine, since these hardeners do not have any effective optical improvements. In addition, common pigments can be added,

rung bringen. Füllstoffe, Flammschutzmittel und dergleichen, die mit den an- bring. Fillers, flame retardants and the like, which

Die amingehärteten Harze mit verbesserter Haftfestigkeit so deren Bestandteilen der Zusammensetzung verträglich sind, so- The amine-hardened resins with improved adhesive strength so that their constituents are compatible with the composition, so

können in üblicher Weise hergestellt werden. Da ein Aminhär- wie Natur- und Kunstharze. can be produced in the usual way. Because an amine resin like natural and synthetic resins.

ter zusätzlich zum Additiv verwendet wird, wird vorzugsweise Wenn auch nicht bevorzugt, so können auch die für Poly-das Gemisch mit der Polyepoxidzusammensetzung in dem epoxide bekannten Lösungsmittel benutzt werden, wie Toluol, Aminäquivalentgewicht des Gemisches entsprechender Menge Benzol, Xylol, Dioxan, Äthylenglykol-Monomethyläther und zusammengegeben. Im allgemeinen ist die Zahl der Äquivalente 35 dergleichen. Die Polyepoxidharze, die die Additive enthalten, der Aminogruppen das 0,8 bis 1,2-f ache der Zahl der Epoxi- können überall dort eingesetzt werden, wo man bisher Polyep-äquivalente in der härtbaren Epoxiharzzusammensetzung, wo- oxide verwendet hat. Ein besonderes Merkmal der Zusammen-bei eine stöchiometrische Menge bevorzugt wird. Wenn ein Be- Setzungen ist, dass sie nach dem Härten opaque werden und schleuniger verwendet wird, genügen im allgemeinen Mengen eine glatte weisse glänzende Oberfläche haben, was besonders von 1 bis etwa 10 Gew.Tln., bezogen auf 100 Gew.Tle. Harz. vorteilhaft für Formkörper und Giesslinge ist. Die erhaltenen Die genaue Menge der Bestandteile hängt in erster Linie von Zusammensetzungen können zum Imprägnieren, Oberflächendem Zweck ab, für den das gehärtete Harz bestimmt ist. beschichten, zum Einkapseln, Laminieren und vor allem als ter is used in addition to the additive, although if not preferred, the solvents known for poly-the mixture with the polyepoxide composition in the epoxide can also be used, such as toluene, amine equivalent weight of the mixture, corresponding amount of benzene, xylene, dioxane, ethylene glycol. Monomethyl ether and combined. In general, the number of equivalents 35 is the same. The polyepoxy resins containing the additives, the amino groups 0.8 to 1.2 times the number of epoxies, can be used wherever polyep equivalents in the curable epoxy resin composition, where oxides have been used up to now. A special feature of the stoichiometric amount is preferred. If a population is such that they become opaque after hardening and are used more quickly, amounts generally have a smooth white glossy surface, which is particularly from 1 to about 10 parts by weight, based on 100 parts by weight. Resin. is advantageous for moldings and castings. The exact amount of ingredients obtained depends primarily on compositions used for impregnation, surface purpose, for which the cured resin is intended. coating, for encapsulation, laminating and especially as

Vorzugsweise vermischt man das Additiv zuerst mit dem Kleber für Metall/Metall verwendet werden. It is preferable to mix the additive first with the metal / metal adhesive.

Härter bzw. dem Härter-Beschleuniger-Gemisch, bevor man es Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen erläutert, Hardener or the hardener-accelerator mixture before it is The invention is now explained using examples,

in das Harz einarbeitet. Die Bestandteile, die das härtbare Ma- 45 incorporated into the resin. The ingredients that make up the curable 45-

terial bilden, können nach den üblichen Methoden innig mitein- Beispiel 1 Form material, can intimately with the usual- Example 1

ander vermischt und in Gegenwart üblicher Entschäumer ent- Herstellung eines im Verfahren nach der Erfindung als Ad-gast werden, wobei kleine Mengen Siliconöl zugesetzt werden ditiv einzusetzenden Polyäther-ureylens mit endständigen Amikönnen, um die Bildung von Blasen und Hohlräumen zu ver- nogruppen. mixed together and in the presence of conventional defoamers. Preparation of an ad-guest in the process according to the invention, small amounts of silicone oil being added to polyether-ureylenes to be used with terminal amines in order to negate the formation of bubbles and cavities.

meiden. 50 In ein geeignetes Reaktionsgefäss, das mit einem Rührer avoid. 50 In a suitable reaction vessel using a stirrer

Wenn ein Beschleuniger eingesetzt wird, so wird ein solcher versehen war, wurden 28,5 kg (0,032 Mol) eines Polyoxi-bevorzugt, der das Gemisch aus Piperazin und Alkanolamin im propylendiamins (POPPA) (Molekulargewicht 2000 und 1,0 Gewichtsverhältnis von 1:8 bis 1:1 ist. Er wird vorzugsweise in Milliäquivalent (meq.) primär Amin/g) und 0,45 lcg (0,016 einer Menge von 1 bis 5 Gew.Tln. pro 100 Teile Harz einge- Mol) Harnstoff gegeben. Das Gemisch wurde mit Stickstoff gesetzt. Der Beschleuniger wird mit einem Polyoxialkylendiamin- 55 spült und unter einer Stickstoffdecke gerührt, während allmäh-härter vermischt, wobei auf 10-50 Gew.Tle. Beschleuniger 100 lieh auf 183 °C erhitzt wurde. Diese Mischtemperatur wurde Gew.Tle. des Härters kommen. aufrechterhalten, bis die Ammoniakentwiclclung aufhörte. Das If an accelerator is used, such an one was provided, 28.5 kg (0.032 mol) of a polyoxy, which was the mixture of piperazine and alkanolamine in propylene diamine (POPPA) (molecular weight 2000 and 1.0 weight ratio of 1: Is 8 to 1: 1. It is preferably added in milliequivalents (meq. Primary amine / g) and 0.45 lcg (0.016 of an amount of 1 to 5 parts by weight per 100 parts resin-mole) urea. The mixture was placed with nitrogen. The accelerator is flushed with a polyoxyalkylene diamine 55 and stirred under a blanket of nitrogen while mixing gradually and more slowly, reducing to 10-50 parts by weight. Accelerator 100 was heated to 183 ° C. This mixing temperature was parts by weight. of the hardener come. maintained until ammonia evolution ceased. The

Als Co-Härter werden Polyoxialkylendiamine des Typs, wie resultierende rohe Reaktionsprodukt wurde dann bei 150 °C Polyoxyalkylenediamines of the type which resulted in a crude reaction product at 150 ° C. were used as co-hardeners

weiter vorn beschrieben, die ein Aminäquivalent von 20 bis 70, und 1,33 mbar gestrippt und eine viskose Flüssigkeit erhalten, described earlier, which stripped an amine equivalent of 20 to 70 and 1.33 mbar and obtained a viscous liquid,

vorzugsweise 40 bis 70 haben, bevorzugt. Es ist gefunden wor- 60 Dieses Produkt wurde dann durch ein Filtertuch filtriert. Die den, dass Verhältnisse von Polyäther-Ureylen bzw. -Succinimid Analyse ergab: 1,57% N, 0,53 meq Gesamt-Amin/g, 0,52 meq zu Amin (-Co)-Härter von etwa 5:1 bis etwa 1:5 Epoxiharze mit primär Amin/g, 0,10% Wasser. preferably have 40 to 70, preferred. It was found what- 60 This product was then filtered through a filter cloth. The ratio of polyether-ureylene or succinimide analysis showed: 1.57% N, 0.53 meq total amine / g, 0.52 meq to amine (-Co) hardener from about 5: 1 to about 1: 5 epoxy resins with primary amine / g, 0.10% water.

erheblich verbesserten Eigenschaften, z.B. Scherfestigkeit, Biegefestigkeit, Bruchdehnung und insbesondere Haftfestigkeit Beispiel 2 geben. 65 Herstellung eines als Additiv einsetzbaren Polyäther-Suc- significantly improved properties, e.g. Give shear strength, flexural strength, elongation at break and in particular adhesive strength example 2. 65 Production of a polyether sucrose which can be used as an additive

Das Gemisch aus Epoxiharz, Polyoxialkylenpolyamin, Ad- cinimids mit endständigen Aminogruppen. The mixture of epoxy resin, polyoxyalkylene polyamine, ad cinimids with terminal amino groups.

ditiv und Beschleunigerkombination aus Piperazin und AI- In ein geeignetes, sauberes, trockenes Reaktionsgefäss, das kanolamin lässt man im allgemeinen bei Raumtemperatur (zwi- mit Rührer, Thermometer, Rückflusskühler und Dean-Stark- ditive and accelerator combination of piperazine and AI- In a suitable, clean, dry reaction vessel, the kanolamine is generally left at room temperature (between stirrer, thermometer, reflux condenser and Dean-Stark-

7 7

632 285 632 285

Falle versehen war, wurden 750 g (0,39 Mol) POPPA 2000, 18,4 g (0,183 Mol) Maleinsäureanhydrid und 50 g Benzol gegeben. Dieses Gemisch wurde unter Rückfluss (Gefässtemperatur 146 bis 167 °C) etwa 2!/< Std. erhitzt, bis die azeotrope Entfernung des Wassers (2,3 g Wasser) beendet war. Dann wurde das Benzol aus dem rohen Reaktionsgemisch entfernt, bis die Gefässtemperatur 205 °C betrug. Das zurückgebliebene Reaktionsprodukt wurde dann bei 180 °C und 3,99 mbar gestrippt und ein viskoser Rückstand erhalten, dessen Analyse ergab: 0,64 meq Gesamt-Amin/g, 0,43 meq Primär-Amin/g, 0,009 meq Azidität/g. Die IR-Analyse zeigte das Vorhandensein einer Succinimidgruppe. Trap was provided, 750 g (0.39 mol) of POPPA 2000, 18.4 g (0.183 mol) of maleic anhydride and 50 g of benzene were added. This mixture was heated under reflux (vessel temperature 146 to 167 ° C.) for about 2 1/2 hours until the azeotropic removal of the water (2.3 g of water) had ended. Then the benzene was removed from the crude reaction mixture until the vessel temperature was 205 ° C. The remaining reaction product was then stripped at 180 ° C. and 3.99 mbar and a viscous residue was obtained, the analysis of which showed: 0.64 meq total amine / g, 0.43 meq primary amine / g, 0.009 meq acidity / g . IR analysis showed the presence of a succinimide group.

Um die Vorteile der Polyäther-Additive zu zeigen, wurden verschiedene Epoxiharzzusammensetzungen unter Verwendung von dem Diglyzidyläther des 4,4'-Isopropylidenbisphenols mit verschiedenen bekannten Aminhärtern gehärtet. Wo es zweckmässig erschien wurde auch ein Beschleuniger zugesetzt. Drei Tropfen Silikonöl wurden jedem Ansatz zugegeben, um die Bildung von Blasen und Hohlräumen zu vermeiden. Nach dem Entgasen unter Vakuum wurden die Zusammensetzungen unter den angegebenen Bedingungen gehärtet. Die gehärteten Produkte wurden den nachstehend aufgeführten ASTM-Testen unterworfen. To demonstrate the benefits of the polyether additives, various epoxy resin compositions were cured using the diglyzidyl ether of 4,4'-isopropylidene bisphenol with various known amine hardeners. Where appropriate, an accelerator was also added. Three drops of silicone oil were added to each batch to avoid the formation of bubbles and voids. After degassing under vacuum, the compositions were cured under the specified conditions. The cured products were subjected to the ASTM tests listed below.

ASTM D 256 ASTM D-790-66 ASTM D-638-64 T ASTM D-648-56 ASTM 2240-64 T ASTM D-903 ASTM D 256 ASTM D-790-66 ASTM D-638-64 T ASTM D-648-56 ASTM 2240-64 T ASTM D-903

Schlagzähigkeit nach Izod Biegefestigkeit und Elastizitätsmodul Zugfestigkeit und Bruchdehnung Wärmeverformungstemperatur Härte und/oder Shore D-Härte Schälfestigkeit Impact strength according to Izod Flexural strength and modulus of elasticity Tensile strength and elongation at break Heat deformation temperature Hardness and / or Shore D hardness Peel strength

Beispiel example

3 3rd

4 4th

5 5

Gew.Tle. Parts by weight

Epoxid Epoxy

(Äq. 190) (Eq. 190)

100 100

100 100

100 100

Härter '' Harder ''

30 30th

29 29

30 30th

Beschleuniger 2) Accelerator 2)

10 10th

10 10th

10 10th

Polyäther-ureylen 3) Polyether urea 3)

- -

29 29

14 14

Zug-Scherfestigkeit, bar 4) Tensile shear strength, bar 4)

Härtungsbedingungen Curing conditions

24 h 24 hours

98 98

112 112

161 161

48 h 48 h

70 70

154 154

231 231

72 h 72 h

98 98

168 168

210 210

96 h 96 h

98 98

217 217

259 259

7 Tage 7 days

105 105

227 227

273 273

72 h, 30 Tage5' 72 h, 30 days5 '

112 112

203 203

238 238

72 h, 30Tage6' 72 h, 30 days6 '

126 126

245 245

266 266

Polyoxipropylidendiamin, MG 230 2) Piperazin-Triäthanolamin-Gemisch (30:70) Polyoxipropylidenediamine, MW 230 2) Piperazine-triethanolamine mixture (30:70)

3' Produkt des Beispiels I 41 Gehärtet bei Raumtemp. 3 'Product of Example I 41 Hardened at room temp.

5 5' Nach dem Härten für die angegebene Zeit in Wasser getaucht 5 5 'Submerged in water for the specified time after hardening

6) Nach dem Härten wurden die Muster die angegebene Zeit in einen Bewitterungsapparat gegeben ; Zyklus: Volles Licht, 18 Min. Wasserspray/2h. 6) After hardening, the samples were placed in a weathering apparatus for the specified time; Cycle: full light, 18 min. Water spray / 2h.

io Dieses Beispiel zeigt die verbesserten Haftfestigkeiten der Epoxiharzzusammensetzungen, wenn Mengen des Polyäther-Ureylens mit endständigen Aminogruppen dem Polyoxipropy-lendiamin-Härter zugegeben worden sind. io This example shows the improved bond strengths of the epoxy resin compositions when amounts of the polyether ureylene with terminal amino groups have been added to the polyoxypropylene diamine hardener.

15 Beispiel 6-9 15 Example 6-9

In diesen Beispielen wurden Epoxiharze hergestellt, bei denen Glyzidyläther von 4,4'-Isopropylidenbisphenol mit einem Polyoxipropylendiamin eines Molekulargewichts von 230 und eines Äquivalentgewichts von 58, denen die angegebenen Men-20 gen Polyäther-Succinimid des Beispieles 2 zugegeben worden waren, gehärtet wurden. Die resultierenden Harze wurden zum Verkleben von Aluminium mit Aluminium benutzt und die resultierenden Verklebungen den ASTM-Tests unterworfen. Die Daten, die nur zu Vergleichszwecken dienen sollen, sind in Ta-25 belle 2 zusammengestellt. In these examples, epoxy resins were prepared in which glycidyl ether of 4,4'-isopropylidene bisphenol with a polyoxypropylene diamine having a molecular weight of 230 and an equivalent weight of 58, to which the specified amounts of the polyether succinimide of Example 2 had been added, were cured. The resulting resins were used to bond aluminum to aluminum and the resulting bonds were subjected to ASTM tests. The data, which should only be used for comparison purposes, are summarized in Ta-25 table 2.

Tabelle II Table II

Beispiele Examples

Die Zug-Scher-Festigkeit nach ASTM D-1002-64 wurde an Klebungen bestimmt. Alle Substrate waren Aluminiumplatten (Nr. 2024-T-3 Legierung, 16 gage), entfettet, dann mit Chromsäure geätzt und erst danach verklebt. The tensile shear strength according to ASTM D-1002-64 was determined on bonds. All substrates were aluminum plates (No. 2024-T-3 alloy, 16 gage), degreased, then etched with chromic acid and only then glued.

Beispiel 3-5 Example 3-5

In diesen Beispielen wurden Epoxiharze hergestellt, bei denen Glyzidyläther des 4,4'-Isopropylidenbisphenols mit einem Polyoxipropylendiamin eines Molekulargewichts von 230 und eines Äquivalentgewichts von 58, zu dem die angegebenen Mengen Polyäther-Ureylen des Beispiels 1 zugegeben worden waren, gehärtet wurden. Die resultierenden Harze wurden zum Verkleben von Aluminium mit Aluminium benutzt und die resultierenden Verklebungen den ASTM-Tests unterworfen. Die Daten, die nur zu Vergleichszwecken dienen sollen, sind in Tabelle 1 zusammengestellt. In these examples, epoxy resins were prepared in which glycidyl ether of 4,4'-isopropylidene bisphenol was cured with a polyoxypropylene diamine having a molecular weight of 230 and an equivalent weight of 58 to which the indicated amounts of polyether urylene of Example 1 had been added. The resulting resins were used to bond aluminum to aluminum and the resulting bonds were subjected to ASTM tests. The data, which are intended for comparison purposes only, are summarized in Table 1.

Tabelle I Table I

100 100

100 100

100 100

100 100

30 30th

30 30th

30 30th

30 30th

10 10th

10 10th

10 10th

10 10th

0 0

75 75

14 14

29 29

87 87

270 270

288 288

232 232

1,37 1.37

1,82 1.82

4,18 4.18

6,91 6.91

30 Zusammensetzung (Gew.Tle.) 30 composition (parts by weight)

Epoxid (Äq. 190) Epoxy (eq. 190)

35 Härter Beschleuniger Polyäther-Succinimid 2' 35 hardener accelerator polyether succinimide 2 '

Zug-Scher-Festigkeit, bar3' Tensile shear strength, bar3 '

Schälfestigkeit kg/cm Peel strength kg / cm

40 40

^ Piperazin-Triäthanolamin-Gemisch 2' Produkt des Beispiels 2 ^ Piperazine-triethanolamine mixture 2 'Product of Example 2

3' Härtungsbedingungen: Raumtemperatur, 7 Tage Diese Beispiele zeigen die verbesserten Haftfestigkeiten der 45 Epoxiharzzusammensetzungen, wenn Mengen des Polyäther-Succinimids mit endständigen Aminogruppen dem Polyoxipro-pylendiamin-Härter zugegeben worden sind. 3 'curing conditions: room temperature, 7 days. These examples show the improved adhesive strengths of the 45 epoxy resin compositions when amounts of the polyether succinimide with terminal amino groups have been added to the polyoxypropylene diamine hardener.

Beispiele 10-13 Examples 10-13

so In diesen Beispielen wurde das Polyäther-Ureylen aus Beispiel I in unterschiedlichen Mengen Aminhärtersystemen zugegeben. In diesen 4 Beispielen wurde ein Polyoxipropylendiamin eines Molekulargewichts von 400 und eines Aminäquivalenz von 105 benutzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammenge-55 stellt. so In these examples, the polyether-ureylene from Example I was added in different amounts of amine hardener systems. In these 4 examples a polyoxypropylene diamine with a molecular weight of 400 and an amine equivalent of 105 was used. The results are shown in Table 3.

Tabelle III Table III

Beispiele Examples

Zusammensetzung composition

(Gew./Tle.) (W / part)

10 10th

11 11

12 12

13 13

Epoxiharz, (Äq. 190) Epoxy resin, (eq. 190)

100 100

100 100

100 100

100 100

Härter Harder

28 28

49 49

54 54

55 55

Polyäther-Ureylen ^ Polyether-ureylene ^

250 250

49 49

13 13

0 0

Zug-Scher-Festigkeit, bar 2' Tensile shear strength, bar 2 '

21 21st

133 133

238 238

273 273

Produkt des Beispiels 1 2> Gehärtet: 2 h bei 80 °C, 3 h bei 125 °C Product of Example 1 2> Hardened: 2 h at 80 ° C, 3 h at 125 ° C

632 285 632 285

Diese Beispiele zeigen, dass dieses Additiv bezüglich der Verbesserung der Haftfestigkeit weniger wirksam ist, wenn es in Harze eingesetzt wird, dessen Polyätherpolyaminhärter ein Äquivalentgewicht über 70 hat. These examples show that this additive is less effective in improving adhesive strength when used in resins whose polyether polyamine hardener has an equivalent weight above 70.

Beispiel 14 Example 14

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung des Additivs nach Beispiel II in Verbindung mit verschiedenen Aminhärtern. Die Zusammensetzung ist der Tabelle 4 zu entnehmen. This example shows the use of the additive according to Example II in connection with various amine hardeners. The composition is shown in Table 4.

Beispiele Examples

18 19 18 19

20 20th

23 23

100 100 100 100

100 100

100 100

10 10 10 10

10 10th

10 10th

5 5

10 10th

20 20th

57 83 57 83

129 129

111 111

Tabelle IV Table IV

Zusammensetzung (Gew.Tle.) Composition (parts by weight)

Beispiel 14 Example 14

Epoxiharzt(Äq. 190) 100 Epoxy doctor (eq. 190) 100

Härter 57 Hardener 57

Additiv11 24 Additive 11 24

Beschleuniger25 10 Accelerator 25 10

Aussehen des Giesslings nach dem Härten Appearance of the casting after hardening

24 h, Raumtemperatur 3 h, 125 °C 24 h, room temperature 3 h, 125 ° C

Opak, weiss Opak, weiss r> Produkt des Beispiels 1 2) Piperazin-Triäthanolamin-Gemisch Das opake Aussehen der Giesslinge nach dem Härten zeigt verbesserte Haftfestigkeitseigenschaften an. Opaque, white Opaque, white r> Product of Example 1 2) Piperazine-triethanolamine mixture The opaque appearance of the castings after curing indicates improved adhesive properties.

Beispiele 15-17 In diesen Beispielen wurde das Polyäther-Ureylen mit endständigen Aminogruppen aus Beispiel 1 einem Epoxiharzsystem zugegeben, das ein Polyamidopolyamin (VERSAMID140) als Härter enthielt. Die Eigenschaften der gehärteten Produkte sind der Tabelle 5 zu entnehmen. Diese Beispiele zeigen die Verbesserung der Haftfestigkeit, die das Additiv gegenüber dem Polyamidopolyamin alleine bringt. Examples 15-17 In these examples, the polyether urea with terminal amino groups from Example 1 was added to an epoxy resin system containing a polyamidopolyamine (VERSAMID140) as a hardener. The properties of the cured products are shown in Table 5. These examples show the improvement in adhesive strength that the additive brings over the polyamidopolyamine alone.

Tabelle V Table V

Tabelle VI Table VI

Zusammensetzung (Gew.Tle.) Composition (parts by weight)

5 Epoxiharz, (Äq. 190) Triäthylentetramin Polyäther-Ureylen,15 5 epoxy resin, (eq. 190) triethylenetetramine polyether-ureylene, 15

Zug-Scher-Festigkeit, bar; io bei Härtungsbedingungen Tensile shear strength, bar; OK with curing conditions

Produkt des Beispiels 1 2) Gehärtet bei Raumtemp. Product of Example 1 2) Hardened at room temp.

Beispiel 24 Example 24

In diesem Beispiel wurde ein Polyäther-Ureylen mit endständigen Aminogruppen, aber niedrigerem Molekulargewicht verwendet, um die überraschende Wirkung des Materials höheren Molekulargewichts deutlich zu machen. In this example, a polyether-ureylene with terminal amino groups but lower molecular weight was used to demonstrate the surprising effect of the higher molecular weight material.

Zuerst wurde ein Material wie in Beispiel 1 hergestellt, um ein Polyoxialkylenmaterial mit Ureylenbrücken und endständigen di-primären Aminogruppen und eines Molekulargewichts von etwa 800 zu erhalten. First, a material was prepared as in Example 1 to obtain a polyoxyalkylene material with ureylene bridges and terminal di-primary amino groups and a molecular weight of about 800.

Dieses Material wurde dann in das Harz, wie es in Beispiel 4 2s benutzt wurde, eingearbeitet. Das resultierende Harz wurde in separate Behälter gegossen. Die eine Hälfte wurde bei Raumtemperatur, die andere bei erhöhter Temperatur gehärtet. Die Ergebnisse sind der Tabelle VII zu entnehmen. This material was then incorporated into the resin as used in Example 4 2s. The resulting resin was poured into separate containers. One half was hardened at room temperature, the other half at elevated temperature. The results are shown in Table VII.

30 30th

Tabelle VII Table VII

Zusammensetzung (Gew.Tle.) Composition (parts by weight)

Beispiel 24 Example 24

35 35

Epoxiharz, (Äq. 190) Additiv Epoxy resin, (eq. 190) additive

Zusammensetzung composition

Beispiele Examples

(Gew.Tle.) (Parts by weight)

15 15

16 16

17 17th

Epoxiharz, (Äq. 190) Epoxy resin, (eq. 190)

100 100

100 100

100 100

Härter Harder

40 40

40 40

40 40

Polyäther-UreylenX) Polyether-UreylenX)

- -

5 5

10 10th

Beschleuniger 2) Accelerator 2)

10 10th

10 10th

10 10th

Zug-Scher-Festigkeit, bar Tensile shear strength, bar

bei Härtungsbedingungen 3) with curing conditions 3)

96 96

132 132

218 218

Produkt des Beispiels 1 Product of example 1

2) Piperazin-Alkanolamin-Gemisch (30:70) 2) Piperazine-alkanolamine mixture (30:70)

3) Bei Raumtemperatur gehärtet 3) Hardened at room temperature

Beispiele 18—23 Examples 18-23

In diesen Beispielen wurde das Additiv nach der Erfindung aus Beispiel 1 einem Epoxiharzsystem zugesetzt, das mit Triäthylentetramin bei Raumtemperatur gehärtet wurde. Zum Vergleich wurde das gleiche System unter den gleichen Bedingungen, aber ohne Additivzusatz gehärtet. Die Zusammensetzung und die Eigenschaften der gehärteten Harze sind in Tabelle VI zusammengestellt. Die Harze, die das Additiv enthalten, zeigen deutlich bessere Haftfestigkeitseigenschaften. In these examples, the additive according to the invention from Example 1 was added to an epoxy resin system which was cured with triethylene tetramine at room temperature. For comparison, the same system was hardened under the same conditions, but without the addition of additives. The composition and properties of the cured resins are summarized in Table VI. The resins that contain the additive show significantly better adhesive properties.

100 14 100 14

Härter 28 Hardener 28

Aussehen der Giesslinge nach dem Härten 24 h bei Raumtemperatur klar 3 h bei 125 °C klar Appearance of the castings after curing for 24 h at room temperature clear 3 h at 125 ° C clear

40 Das vorstehende Beispiel zeigt den Mangel an Haftfestigkeitseigenschaften bei Ausbleiben der optischen Verbesserung. 40 The above example shows the lack of adhesive properties in the absence of the optical improvement.

Beispiel 25 Example 25

In diesem Beispiel wurde das Additiv aus Beispiel 1 in ver- In this example, the additive from Example 1 was used in various

45 schiedenen Mengen einem amingehärteten System eingearbeitet. Im folgenden Versuch wurde ein Polyoxipropylendiamin eines Molekulargewichts von 400 und eines Aminäquivalenz in etwa 70 verwendet. Die Ergebnisse sind der Tabelle VIII zu entnehmen. 45 different quantities incorporated into an amine-hardened system. In the following experiment, a polyoxypropylene diamine with a molecular weight of 400 and an amine equivalent in about 70 was used. The results are shown in Table VIII.

50 50

Tabelle VIII Table VIII

Zusammensetzung (Gew.Tle.) Composition (parts by weight)

Beispiel 25 Example 25

55 Epoxiharz,(Äq. 190) 100 Härter40 55 epoxy resin, (eq. 190) 100 hardener 40

Polyäther-Ureylen2) 10 Aussehen des Giesslings nach dem Härten Polyether-ureylene2) 10 Appearance of the casting after hardening

24 h bei Raumtemp. opak, weiss so 3 h bei 125 °C opak, weiss 24 h at room temp. opaque, white so 3 h at 125 ° C opaque, white

Polyoxypropylentriamin 2) Produkt des Beispiels 1 Polyoxypropylenetriamine 2) Product of Example 1

C C.

Claims (8)

632 285 632 285 2 2nd PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von gehärteten Epoxiharzen mit hoher Haftfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass ein vicinales Polyepoxid mit einem Epoxiäquivalentgewicht über 1,8 und ein Polyamin als Härter mit einem Additiv der allgemeinen 5 Formel I PATENT CLAIMS 1. Process for the preparation of hardened epoxy resins with high adhesive strength, characterized in that a vicinal polyepoxide with an epoxy equivalent weight above 1.8 and a polyamine as hardener with an additive of the general formula 5 gekennzeichnet, dass als Härter ein Polyoxialkylenpolyamin der allgemeinen Formel III characterized in that a polyoxialkylene polyamine of the general formula III [NH2-NH(CH2)y —(CH-CHO)n]r—Z [NH2-NH (CH2) y - (CH-CHO) n] r-Z (III) (III) [R—NH-(CH-CH-0)m-Z-(0-CH-CH)nNH]2-X [R-NH- (CH-CH-0) m-Z- (0-CH-CH) nNH] 2-X (I) (I) Y H Y H H Y H Y 10 10th in der bedeuten: in which mean: X A oder B, X A or B, wobei A=CO oder ein Rest eines difunktionellen Isocyanats mit zwei -N=CO Gruppen und B der Rest where A = CO or a residue of a difunctional isocyanate with two -N = CO groups and B the rest -HN-CH2-CO -HN-CH2-CO I >N- I> N- ch2-co ist; is ch2-co; Z ein Alkylenrest mit 2 bis 5 C-Atomen ; Z is an alkylene radical with 2 to 5 carbon atoms; Y H, Methyl oder Äthyl ; Y is H, methyl or ethyl; m und n solche Zahlen, dass das Molekulargewicht des Additivs 4000 bis 4500 beträgt; und m and n are numbers such that the molecular weight of the additive is 4000 to 4500; and R H, ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 25 bis 10 C-Atomen, ein monocyclischer Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylrest mit 6 bis 12 C-Atomen, ein geradkettiger oder verzweigter Alkenyl- oder Alkadienylrest mit 2 bis 10 C-Atomen oder ein Aminoalkylaminrest der Formel -NH (CH2)pNH2, in der p 2 oder 3 ist, vermischt und das Ge- 30 misch gehärtet wird. RH, a straight-chain or branched alkyl radical with 1 25 to 10 carbon atoms, a monocyclic aryl, alkaryl or aralkyl radical with 6 to 12 carbon atoms, a straight-chain or branched alkenyl or alkadienyl radical with 2 to 10 carbon atoms or a Aminoalkylamine radical of the formula -NH (CH2) pNH2, in which p is 2 or 3, are mixed and the mixture is hardened. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. The method according to claim 1, characterized in that dass in dem Gemisch ein Additiv der allgemeinen Formel I, that in the mixture an additive of the general formula I, worin R Wasserstoff, ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder ein Amino-l,2propylaminrest; Y Methyl und Z 1,2-Propylen 35 bedeuten und m gleich n ist und eine Zahl von 16 bis 19 bedeutet, eingesetzt wird. in which R is hydrogen, an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms or an amino-1,2-propylamine radical; Y is methyl and Z is 1,2-propylene 35 and m is n and a number from 16 to 19 is used. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Härtungsbeschleuniger oder ein Beschleunigergemisch, insbesondere ein Beschleuniger mit minde- 40 stens drei reaktiven Amino-Wasserstoffatomen eingesetzt wird. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that a curing accelerator or a mixture of accelerators, in particular an accelerator with at least 40 at least three reactive amino hydrogen atoms is used. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 4. The method according to claim 3, characterized in dass ein Polyepoxid, das zu mehr als 80 Gew.-% aus einem Polyglycidyläther eines mehrwertigen Phenols besteht; ein Polyoxialkylenpolyamin in einer solchen Menge, dass auf 1 Ep- 45 oxiäquivalent 0,8 bis 1,2 Aminoäquivalente kommen; und als Beschleuniger ein Gemisch aus Piperazin und einem Alkanol-amin im Gewichtsverhältnis 1:8 bis 1:1 eingesetzt werden. that a polyepoxide, which consists of more than 80 wt .-% of a polyglycidyl ether of a polyhydric phenol; a polyoxyalkylene polyamine in an amount such that there are 0.8 to 1.2 amino equivalents per 1 epoxy equivalent; and a mixture of piperazine and an alkanolamine in a weight ratio of 1: 8 to 1: 1 are used as accelerators. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyepoxid ein Polyglycidyläther eines 50 mehrwertigen Phenols und als Härter ein Polyoxialkylenpolyamin eines Aminäquivalentgewichtes von 20 bis 70 eingesetzt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a polyglycidyl ether of a 50 polyhydric phenol is used as the polyepoxide and a polyoxialkylene polyamine of an amine equivalent weight of 20 to 70 is used as the hardener. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Härter ein Polyoxialkylenpolyamin der 55 allgemeinen Formel II 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a polyoxialkylene polyamine of 55 general formula II Y H Y H eingesetzt wird, in der Y, Z, n und r die gleiche Bedeutung wie in Formel II des Anspruchs 6 haben und y 2 oder 3 ist. is used in which Y, Z, n and r have the same meaning as in formula II of claim 6 and y is 2 or 3. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diglycidyläther von 4,4'-Isopropyli-denbisphenolpolyepoxid, ein Polyoxipropylendiamin eines Molekulargewichtes von 200 bis 250, als Beschleuniger ein Gemisch von Piperazin und Triäthanolamin im Gewichtsverhältnis 3:7 und ein Additiv eines Molekulargewichts von 4000 eingesetzt wird. 8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that a diglycidyl ether of 4,4'-isopropylidene-bisphenol polyepoxide, a polyoxypropylene diamine having a molecular weight of 200 to 250, as an accelerator a mixture of piperazine and triethanolamine in a weight ratio of 3: 7 and an additive with a molecular weight of 4000 is used. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Härter in einer Menge eingesetzt wird, so dass auf 1 Epoxiäquivalent des Polyepoxides 1 Aminäquiva-lent kommt, der Beschleuniger in einer Menge von 1 bis 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polyepoxid und das Additiv in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Polyepoxid eingesetzt werden. 9. The method according to any one of claims 3 to 8, characterized in that the hardener is used in an amount so that for 1 epoxy equivalent of the polyepoxide is 1 amine equivalent, the accelerator in an amount of 1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of polyepoxide and the additive is used in an amount of 5 to 40 parts by weight per 100 parts by weight of polyepoxide. [H2N-(CH-CHO)n]r-Z (II) [H2N- (CH-CHO) n] r-Z (II) I I Y H I I Y H eingesetzt wird, in der bedeuten: is used, in which mean: Y H, Methyl oder Äthyl Y H, methyl or ethyl Z ein Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 5 C-Atomen, Z is a hydrocarbon radical with 2 to 5 carbon atoms, welche 2 bis 4 externe Ätherbrücken bilden n eine Zahl von 1 bis 15 und r eine Zahl von 2 bis 4. which 2 to 4 external ether bridges form n a number from 1 to 15 and r a number from 2 to 4.
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