DE102009059149A1 - Composition, useful e.g. as solvent pastes, comprises e.g. diaminediamide long-chain carboxylic acids, diamine monoamide, basic reaction products of e.g. dialkyldiamines, polyamines and/or alkanolamines, and free long chain carboxylic acid - Google Patents
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung:Object of the invention:
Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung von langkettigen Carbonsäuren und deren Derivate zur Einstellung von Viskosität und Oberflächeneigenschaften von Beschichtungssystemen wie wässrigen oder lösemittelbasierten Lacken und Coatings und Bitumensystemen zur Herstellung von Asphalt.The The invention relates to a composition of long-chain carboxylic acids and their derivatives for adjusting viscosity and surface properties of coating systems such as aqueous or solvent-based Paints and coatings and bitumen systems for the production of asphalt.
Stand der Technik:State of the art:
Die kationischen Verbindungen – Fettamine und Fettaminderivate, Amidoamine – besitzen im Vergleich zu anionischen und nichtionischen Tensiden eine stark ausgeprägte Substantivität gegenüber nahezu allen festen Oberflächen. Diese Substantivität ist die besondere Eigenschaft, durch ein festes Aufziehen eines kationischen Films auf einen Festkörper dessen Eigenschaften im gewünschten anwendungstechnischenThe cationic compounds - fatty amines and fatty amine derivatives, Amidoamines - possess compared to anionic and nonionic Surfactants have a pronounced substantivity opposite almost all solid surfaces. These Substantivity is the special property, by a firmly applying a cationic film to a solid its properties in the desired application technology
Sinn
einstellen zu können. Damit kann man ganz spezifische anwendungstechnische
Eigenschaften an Wolle, Haaren, Leder, Baumwolle, Synthetikfasern,
Kunststoffen, Farbpigmenten, Gesteinen, Metallen
etc. mit den
kationischen Formulierungen auf Fettaminbasis einstellen. Die auf
der Substantivität beruhenden vielseitigen Anwendungen
stellen sich beispielsweise dar in
- • Korrosionsschutzmitteln für ölige und wässrige Medien, Schmiermittel
- • Wäschenachbehandlungsmitteln, Antistatika
- • Haft- und Netzmitteln für Lacke, Anstrichmittel, Klebstoffe, Dispersionen und Bitumen
- • Textil-, Leder-, Färberei-, Waschhilfsmitteln, Hilfsmitteln für die Gummiindustrie
- • Haarkonditioniermitteln und Desinfektionsmitteln
- • Flotation- und Antibackmitteln etc.
etc. with the cationic formulations based on fatty amine. The substantivity-based versatile applications are, for example, in
- • Corrosion inhibitors for oily and aqueous media, lubricants
- • Aftertreatment agents, antistatic agents
- • Adhesives and wetting agents for coatings, paints, adhesives, dispersions and bitumen
- • Textile, leather, dyeing, washing aids, auxiliaries for the rubber industry
- Hair conditioners and disinfectants
- • flotation and anti-caking agents etc.
Es handelt sich dabei um Amine oder Amidoamine, deren Ethoxylate oder Hydrochloride oder Acetate, flüssige, pastöse oder niedrigschmelzende Feststoffe, die ausgezeichnetes Netzverhalten aufweisen und in der Form ihrer Acetate oder Hydrochloride auch in wässriger Form einge setzt werden können. Sie bilden in der Regel weiche flexible Filme und agieren auch als Weichmacher für Bindemittel.It These are amines or amidoamines, their ethoxylates or Hydrochlorides or acetates, liquid, pasty or low-melting solids, the excellent wetting behavior and in the form of their acetates or hydrochlorides also can be used in aqueous form. she usually form soft flexible films and also act as a plasticizer for binders.
Beispiele
für solche Anwendungen werden in
Neutrale
Derivate wie die Umsetzungsprodukte von Ethylendiamin und Talgfettsäure
sind Produkte, die einen höheren Schmelzpunkt aufweisen
und als Feststoffe in Beschichtungen und Lacken als Partikel zur Verbesserung
der Oberflächenhärte eingesetzt werden. In Bitumen
werden sie neben FT-Paraffinen und Montanwachsderivaten zur Einstellung
der Viskosität und des Erweichungspunktes eingesetzt. Referenzen
hierzu
Es ist daher die Aufgabe gestellt, ein Produkt oder eine Zusammensetzung zu finden, die sowohl gute Netzeigenschaften zeigt, dabei aber keine weichmachende Wirkung auf das Bindemittel ausübt, den Erweichungspunkt des Bindemittels eher noch erhöht und dabei gleichzeitig noch die Viskosität des Bindemittels in der Schmelze erniedrigt.It is therefore the task asked, a product or a composition which shows both good network characteristics, but none softening effect on the binder, the softening point of the binder rather still increases and at the same time still lowered the viscosity of the binder in the melt.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass die Umsetzungsprodukte von langkettigen Carbonsäuren mit geeigneten Mischungen aus aliphatischen primären Diaminen, aliphatischen NN Dialkyldiaminen und/oder Polyaminen mit geeignetem Umsetzungsgrad die geforderten Eigenschaften zeigen.It was now surprisingly found that the reaction products of long-chain carboxylic acids with suitable mixtures from aliphatic primary diamines, aliphatic NN dialkyldiamines and / or polyamines with a suitable degree of conversion the required Show properties.
Es resultieren Produkte mit hoher Härte, guter Mahlbarkeit und gutem Dispergier und Netzvermögen. Beim Einsatz in der Asphaltherstellung konnte die Viskosität abgesenkt werden, der Erweichungspunkt wurde schon bei vergleichsweise geringen Dosierungen von 1,5–2 angehoben, bei Handelsprodukten werden 3% empfohlen und die Benetzung des Gesteins und die Haftung des Bitumens bei forcierter Lagerung in Wasser lagen bei der einfachen Lagerung in Wasser > 60% und auch beim Flaschenrolltest war das Haftvermögen des Bitumens am Gestein über den geforderten 60%. Diese Ergebnisse wurden mit unterschiedlichen Gesteinsqualitäten, vor allem aber bei sauren Gesteinen erreicht. Beim Einsatz mit basischem Basalt konnte in der Benetzung keine Verbesserung erreicht werden.The result is products with high hardness, good grindability and good dispersing and wetting power. When used in asphalt production, the viscosity could be lowered, the softening point was raised even at comparatively low dosages of 1.5-2, for commercial products, 3% is recommended and the wetting of the rock and the adhesion of the bitumen with forced storage in water were included the simple storage in water> 60% and also in the bottle rolling test was the adhesion of the bitumen on the rock over the required 60%. These results were achieved with different rock qualities, but especially with acidic rocks. When used with basic basalt could be achieved in the wetting no improvement.
Die Versuche zeigen, dass die erfindungsgemäße Kombination aus
- A) Diamindiamiden langkettiger Carbonsäuren
- B) Diaminmonoamiden langkettiger Carbonsäuren
- C) Amidoaminen von Polyaminen oder Dialkyldiaminen oder Esteramide von Alkanolaminen langkettiger Carbonsäuren und
- D) freien langkettigen Carbonsäuren, gegebenenfalls noch
- E) Partialester von Glycerin und langkettigen Carbonsäuren
- A) Diaminediamides of long-chain carboxylic acids
- B) Diamino monoamides of long-chain carboxylic acids
- C) Amidoamines of polyamines or dialkyldiamines or esteramides of alkanolamines of long-chain carboxylic acids and
- D) free long-chain carboxylic acids, if necessary
- E) partial esters of glycerol and long-chain carboxylic acids
Als Dialkyldiamine sind Verbindungen der Struktur R2R3N-(CHR1)y-(CH2)x-NH2 wie z. B. Dimethylaminopropylamin, Diethylaminoethylamin, Diethylaminopropylamin. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind die Amide langkettiger Carbonsäuren zu 0–20% enthalten. Polyamine sind z. B. Verbindungen der Struktur H2N-((CHR1)y-(CH2)x-NHR1)z-(CHR1)y-(CH2)x-NH2 wie z. B. Diethylentriamin, Dipropylentriamin, N-(2-Aminoethyl) 1,3-propandiamin, N,N Bis(Aminopropyl)methylamin. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind die Mono-, Di- und Triamide und deren Fettsäureseifen in Anteilen von 0–20% enthalten. Alkanolamine sind Verbindungen wie z. B. Monoethanolamin, Diethanolamin, Aminoethylethanolamin, Isopropanolamin, 3-Aminopropanol-1,2-(2-Aminoethoxy)ethanol. In der erfin dungsgemäßen Zusammensetzung sind die Amide und Esteramide zu 0–15% enthalten Als langkettige Carbonsäuren sind natürliche oder synthetische Carbonsäuren, linear oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt mit oder ohne zusätzliche Funktion > C8 geeignet wie z. B. reine Fettsäuren, Fettsäuren aus natürlichen Fetten, Mischfettsäuren, Hydroxyfettsäuren, Talgfettsäure, Talgfettsäure gehärtet, Palmstearin, Palmfettsäure, Kokosfettsäure, Rhizinusfettsäure, 12-Hydroxystearinsäure Wachssäuren, oxidierte Paraffine, oxidierte Wachse, oxidierte Polyethylene. Die Säuren können als reine Substanzen, bevorzugt aber in Mischungen mit auf die Anwendung abgestimmter Kettenlängenverteilung eingesetzt werden. Sie liegen sowohl in den Amiden und Ester gebunden vor als auch in zu 5–20% Anteil als freie Säuren oder in Aminseifen gebunden.As dialkyldiamines are compounds of structure R 2 R 3 N- (CHR 1 ) y - (CH 2 ) x -NH 2 such. B. dimethylaminopropylamine, diethylaminoethylamine, diethylaminopropylamine. The composition according to the invention contains the amides of long-chain carboxylic acids at 0-20%. Polyamines are z. B. Compounds of the structure H 2 N - ((CHR 1 ) y - (CH 2 ) x -NHR 1 ) z- (CHR 1 ) y - (CH 2 ) x -NH 2 such as. B. diethylenetriamine, dipropylenetriamine, N- (2-aminoethyl) 1,3-propanediamine, N, N bis (aminopropyl) methylamine. In the composition according to the invention, the mono-, di- and triamides and their fatty acid soaps are contained in proportions of 0-20%. Alkanolamines are compounds such. As monoethanolamine, diethanolamine, aminoethylethanolamine, isopropanolamine, 3-aminopropanol-1,2- (2-aminoethoxy) ethanol. In the inventions to the invention composition, the amides and ester amides to 0-15% are included as long-chain carboxylic acids are natural or synthetic carboxylic acids, linear or branched, saturated or unsaturated with or without additional function> C8 suitable such. B. pure fatty acids, fatty acids from natural fats, mixed fatty acids, hydroxy fatty acids, tallow fatty acid, tallow fatty acid hardened, palm stearin, palm oil fatty acid, coconut fatty acid, castor fatty acid, 12-hydroxystearic acid wax acids, oxidized paraffins, oxidized waxes, oxidized polyethylenes. The acids can be used as pure substances, but preferably in mixtures with chain length distribution tailored to the application. They are both bound in the amides and esters before as well as bound in 5-20% proportion as free acids or in amine soaps.
Zusammensetzungen und Prüfergebnisse werden in den nachfolgend beschriebenen Beispielen aufgeführt. Untersucht wurden die Beeinflussung des Erweichungspunktes, der Härte, der Viskosität, das Benetzungsverhalten und die Haftung bei einfacher und forcierter Lagerung in Wasser. Gegenübergestellt werden die Eigenschaften des unmodifizierten Bitumens, Modifizierungen mit EBS, und Modifizierungen mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.compositions and test results are described in the following Examples listed. The influence was examined softening point, hardness, viscosity, the wetting behavior and the adhesion with simple and forced Storage in water. The properties are compared unmodified bitumen, modifications with EBS, and modifications with the compositions according to the invention.
Ansatzbeispiele für die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen Verfahrensbeschreibung zur Herstellung der oben beschriebenen erfindungsgemäßen ZusammensetzungenExamples approach for the preparation of the invention Compositions Process description for the preparation of the above described compositions of the invention
Die
Carbonsäure/Triglycerid-Mischung wird aufgeschmolzen, in
die Schmelze werden die Aminkomponenten eindosiert und die Reaktionsmischung
wird bei 150–180°C bis zum Erreichen der vorgegebenen Kenndaten
in Säurezahl und Aminzahl gerührt. Das Reaktionswasser
wird dabei abgetrennt. Die fertige Reaktionsmischung wird dann abgekühlt
und konfektioniert. Für den Einsatz als Feinstpulver wird
noch auf die vorgegebene Partikelverteilung gemahlen. Tabelle 1 Vergleichsbeispiel EBS
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 140°CDropping point: 140 ° C
- Säurezahl: 5 mg KOH/gAcid value: 5 mg KOH / g
- Aminzahl: 2 mg KOH/gAmine number: 2 mg KOH / g
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 138°CDropping point: 138 ° C
- Säurezahl: 13 mg KOH/gAcid value: 13 mg KOH / g
- Aminzahl: 18 mg KOH/gAmine number: 18 mg KOH / g
Tabelle 3 Beispiel 1b
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 138°CDropping point: 138 ° C
- Säurezahl: 13 mg KOH/gAcid value: 13 mg KOH / g
- Aminzahl: 18 mg KOH/gAmine number: 18 mg KOH / g
Tabelle 4 Beispiel 1c
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 138°CDropping point: 138 ° C
- Säurezahl: 14 mg KOH/gAcid number: 14 mg KOH / g
- Aminzahl: 18 mg KOH/gAmine number: 18 mg KOH / g
Tabelle 5 Beispiel 1d
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 121°CDropping point: 121 ° C
- Säurezahl: 9 mg KOH/gAcid value: 9 mg KOH / g
- Aminzahl: 15 mg KOH/gAmine number: 15 mg KOH / g
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 125°CDropping point: 125 ° C
- Säurezahl: 12 mg KOH/gAcid value: 12 mg KOH / g
- Aminzahl: 17 mg KOH/gAmine number: 17 mg KOH / g
Tabelle 7 Beispiel 3a
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 135°CDropping point: 135 ° C
- Säurezahl: 11 mg KOH/gAcid value: 11 mg KOH / g
- Aminzahl: 18 mg KOH/gAmine number: 18 mg KOH / g
Tabelle 8 Beispiel 3b
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 121°CDropping point: 121 ° C
- Säurezahl: 10 mg KOH/gAcid value: 10 mg KOH / g
- Aminzahl: 14 mg KOH/gAmine number: 14 mg KOH / g
Tabelle 9 Beispiel 4a
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 121°CDropping point: 121 ° C
- Säurezahl: 12 mg KOH/gAcid value: 12 mg KOH / g
- Aminzahl: 17 mg KOH/gAmine number: 17 mg KOH / g
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 125°CDropping point: 125 ° C
- Säurezahl: 12 mg KOH/gAcid value: 12 mg KOH / g
- Aminzahl: 17 mg KOH/gAmine number: 17 mg KOH / g
Tabelle 11 Beispiel 4c
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 121°CDropping point: 121 ° C
- Säurezahl: 12 mg KOH/gAcid value: 12 mg KOH / g
- Aminzahl: 17 mg KOH/gAmine number: 17 mg KOH / g
Tabelle 12 Beispiel 5
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 121°CDropping point: 121 ° C
- Säurezahl: 12 mg KOH/gAcid value: 12 mg KOH / g
- Aminzahl: 17 mg KOH/gAmine number: 17 mg KOH / g
Tabelle 13 Beispiel 6
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 121°CDropping point: 121 ° C
- Säurezahl: 15 mg KOH/gAcid value: 15 mg KOH / g
- Aminzahl: 21 mg KOH/gAmine number: 21 mg KOH / g
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 115°CDropping point: 115 ° C
- Säurezahl: 8 mg KOH/gAcid value: 8 mg KOH / g
- Aminzahl: 14 mg KOH/gAmine number: 14 mg KOH / g
Tabelle 15 Beispiel 8a
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 139°CDropping point: 139 ° C
- Säurezahl: 12 mg KOH/gAcid value: 12 mg KOH / g
- Aminzahl: 13 mg KOH/gAmine number: 13 mg KOH / g
Tabelle 16 Beispiel 8b
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 121°CDropping point: 121 ° C
- Säurezahl: 14 mg KOH/gAcid number: 14 mg KOH / g
- Aminzahl: 15 mg KOH/gAmine number: 15 mg KOH / g
Tabelle 13 Beispiel 6
Produktkenndaten:Product characteristics:
- Tropfpunkt: 115°CDropping point: 115 ° C
- Säurezahl: 8 mg KOH/gAcid value: 8 mg KOH / g
- Aminzahl: 14 mg KOH/gAmine number: 14 mg KOH / g
Anwendungstechnische PrüfungenApplication testing
Bitumenprüfungenbitumen tests
Handelsübliches Bitumen 50/70 wird mit der Prüfsubstanz bei 180°C für 15 Minuten gemischt bis eine homogene Mischung entstanden ist. Mit der frischen Mischung wird die Viskosität gemessen und die Probenkörper für die Bestimmung der Nadelpenetrationszahl und des Erweichungspunktes hergestellt.commercial Bitumen 50/70 is mixed with the test substance at 180 ° C mixed for 15 minutes to form a homogeneous mixture is. The viscosity is measured with the fresh mixture and the specimens for the determination of the needle penetration number and the softening point.
In
die Prüfung wurden marktübliche EBS Viskositätsregler
und Dimethylaminopropylstearamid Netzmittel mit einbezogen.
Bitumenvorbereitung:
- Asphaltprüfungen, Affinität
(Flaschenrollprüfung):
DIN EN 12697-11
Bitumen Preparation:
- Asphalt tests, affinity (bottle rolling test):
DIN EN 12697-11
In allen Beispielen zeigen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eine hohe Benetzung der Gesteine und im Gegensatz zum EBS bleibt die Wirkung auch nach längerer Prüfdauer erhalten.In all examples show the inventive Compositions a high wetting of the rocks and in contrast to the EBS, the effect remains even after a long test period receive.
Asphaltprüfungen
mit dem reinen Netzmittelzusatz wurden in die Untersuchungen nicht
mit einbezogen, da zwar eine hervorragende Netzwirkung erreicht
wird, die geforderte Erweichungspunkterhöhung nicht realisiert
werden kann. Dispersionsherstellung: Ansatz:
Das
Pulver wird mit einem Propellerrührer in das sauer eingestellte
Wasser eingerührt. Die Dispersion ist stabil und kann mit
wässrigen Bindemittelsystemen gut kombiniert werden. Zum
Vergleich kann reines EBS nicht ohne einen hohen Einsatz an Emulgatoren
und Netzmitteln in Wasser eingearbeitet werden Lösemittelpaste: Ansatz
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird in Toluol eingerührt, die Mischung wird erhitzt und nach dem Lösen des Feststoffes wieder abgekühlt. Es entsteht eine feine gleichmäßige Paste, die mit Lösemittellacken und Druckfarben kombiniert werden kann.The Composition of the invention is in toluene stirred, the mixture is heated and after dissolving the solid cooled again. It creates a fine uniform paste with solvent-based paints and printing inks can be combined.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - RU 1225619 [0005] - RU 1225619 [0005]
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- - EP 1452565 [0006] EP 1452565 [0006]
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- - DIN EN 12594 [0032] - DIN EN 12594 [0032]
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- - DIN EN 1427 [0032] - DIN EN 1427 [0032]
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