DE1124240B

DE1124240B - Verwendung von Diharnstoffen als Haertungsmittel fuer Epoxyharze

Info

Publication number: DE1124240B
Application number: DEB53253A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinz Pohlemann; Dr Friedrich Schauder; Dr Hans-Georg Trieschmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1959-05-15
Filing date: 1959-05-15
Publication date: 1962-02-22

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNAT.KL.

C 08g

B 53253 IVd/39b

ANMELDETAG: 15. MAI 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 22. F E B RU AR 1962

Es ist bekannt, Epoxyharze mit solchen Verbindungen zu härten, die mehrere mit Epoxydgruppen reagierende Reste im Molekül enthalten. Für diesen Zweck hat man bereits mehrwertige Amine oder Carbonsäuren oder auch Verbindungen mit mehreren Amidgruppen im Molekül vorgeschlagen. Die mit dem Härtungsmittel versetzten Epoxyharze sind nur verhältnismäßig kurze Zeit lagerfähig, weil gewöhnlich die Härtungsreaktion unmittelbar nach dem Vermischen der Komponenten einsetzt.

Es wurde nun gefunden, daß ausgewählte Diharnstoffe vorzügliche Härtungsmittel für Epoxyharze sind. Die das Härtungsmittel enthaltenden Mischungen sind lange gebrauchsfähig. Schon bei mäßig erhöhten Temperaturen, z. B. bei etwa 50° C, werden die Epoxyharze schnell zu harten und elastischen Produkten, wie Formkörpern, Überzügen oder Kitt- und Klebstellen, gehärtet. Durch Anwendung höherer Temperaturen, z. B. bis zu etwa 180° C, kann man die Härtungszeit verkürzen. Die erhaltenen Überzüge sind glänzend, hart und kratzfest. Sie haften vorzüglich auf den verschiedenartigsten Materialien und sind sehr beständig gegen organische Lösungsmittel, wie Aceton, und gegen Wasser.

Die als Härtungsmittel ausgewählt verwendeten Diharnstoffe haben die allgemeine Formel

H₂N-CO-NH-R-NH-CO-NH₂

in der R ein gegebenenfalls verzweigter aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Kohlenwasser-Stoffrest mit 2 bis 25 Kohlenstoffatomen ist. Man kann etwa 0,5 bis 2 Äquivalente und vorzugsweise 0,8 bis 1,2 Äquivalente Diharnstoff je Epoxydäquivalent anwenden, wobei das Äquivalentgewicht des Diharnstoffs zu einem Viertel seines Molekulargewichts angenommen wird. Besonders geeignete Diharnstoffe sind z. B. Äthylendiharnstoff, Propylendiharnstoff, Hexamethylendiharnstoff oder Octamethylendiharnstoff. Auch Gemische von Diharnstoffen lassen sich gut verwenden. Sie können in üblichen Lacklösungsmitteln gelöst dem Epoxyharz zugegeben werden, doch kann man sie auch gegebenenfalls zusammen mit Pigmenten, in fester Form mit dem Harz vermischen.

In der USA.-Patentschrift 2 768 992 werden härtbare flüssige Mischungen, die Glycidylpolyäther, in GIycidylpolyäthern unlösliche Katalysatoren und Bentonit-Aminreaktionsprodukte in bestimmten Mengen enthalten, beschrieben. Als Härter werden unter anderem Harnstoffe und substituierte Harnstoffe empfohlen. Derartige Mischungen ergeben jedoch nach dem Härten Überzüge, die den gemäß dem neuen Verfahren gewonnenen gehärteten Überzügen z. B.

Verwendung von Diharnstoffen
als Härtungsmittel für Epoxyharze

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Dr. Heinz Pohlemann, Ludwigshafen/Rhein,

Dr. Friedrich Schauder,

Ludwigshafen/Rhein-Gartenstadt,

und Dr. Hans-Georg Trieschmann,

Ludwigshafen/Rhein,
sind als Erfinder genannt worden

hinsichtlich Klebrigkeit, Härte und Widerstandsfähigkeit gegenüber Lösungsmitteln bedeutend unterlegen sind.

Aus der österreichischen Patentschrift war es bekannt, Carbonyldiharnstoff als Härter für Glycidylpolyäther zu verwenden. Diese Verbindung, der die Formel

H₂N — CO — NH — CO — NH — CO — NH₂

zukommt, fällt nicht unter die von uns beanspruchten Diharnstoffe. Die unter Verwendung von Carbonyldiharnstoff als härtender Komponente hergestellten Überzüge sind jedoch spröde und blasig und eignen sich nicht als Lacke.

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.

Beispiel 1

Ein Lack aus 200 Teilen eines Epoxyharzes aus Pentaerythrit und Epichlorhydrin mit dem Epoxydäquivalent 162, 30 Teilen Rutil, 20 Teilen Quarzmehl und 69 Teilen Hexamethylendiharnstoff wird auf Blech aufgetragen und 1 Stunde bei 180° C eingebrannt. Man erhält einen harten, kratzfesten Überzug mit dem Erichsenwert 3,1.

Beispiel 2

Es wird ein Lack hergestellt aus 100 Teilen eines Glycidylpolyäthers auf Pentaerythritgrundlage mit dem Epoxydäquivalent 162, 15 Teilen Rutil, 10 Teilen

209 510/443

Quarzmehl und 30 Teilen o-Phenylendiharnstoff. Der Lack wird auf Blech gespritzt. Nach 2stündigem Einbrennen bei 160° G hat der erhaltene Überzug bei einer Schichtdicke von 70 μ eine Pendelhärte von 115 Sekunden und einen Erichsenwert von 2,3 und Va Stunde bei 180° C eingebrannt eine Pendelhärte von 140 Sekunden und einen Erichsenwert von 10 bei einer Dicke von 50 μ.

Beispiel 3

10

100 Teile des im Beispiel 1 genannten Epoxyharzes werden mit 24,8 Teilen Propylendiharnstoff gemischt, auf geschmirgeltes Blech aufgezogen und 1 Stunde bei 160⁰C eingebrannt. Man erhält einen etwa 50 μ starken Film mit einem Erichsenwert von 8,4 und einer Pendelhärte von 92 Sekunden. Brennt man 1 Stunde bei 180° C ein, so ist der Erichsenwert 8,6 und die Pendelhärte 110 Sekunden. Dieser Film wird in 24 Stunden von Aceton nicht angegriffen.

20 Beispiel 4

100 Teile des im Beispiel 1 genannten Epoxyharzes werden mit 35,8 Teilen Octamethylendiharnstoff gemischt, auf Blech aufgezogen und 1 Stunde bei 180° C eingebrannt. Man erhält einen 50 μ dicken, acetonbeständigen Film mit einem Erichsenwert von 8,9 und einer Pendelhärte von 100 Sekunden.

Beispiel 5

100 Teile einer 40%igen Lösung eines Epoxyharzes aus 4,4'-Dihydroxydiphenyl-dimethylmethan und Epichlorhydrin mit dem Epoxydäquivalent 500 in einem Gemisch aus gleichen Teilen Methylisopropylketon, Xylol Und Äthylenglykolmonomethyläther werden mit 16 Teilen einer 50⁰/^gea Lösung eines Gemisches aus 2-n-Octylundecandiharnstoff-(l,ll)und2-n-Nonyldecandiharnstoff-(l,10) in Äthylenglykolmonomethyläther vermischt. Der erhaltene Lack, der länger als 28 Tage gelagert werden kann, wird auf Blech aufgetragen. Nach 15 Stunden bei 60° C hat der Überzug eine Pendelhärte von 108 Sekunden und einen Erichsenwert von 8,9. Wird der Lack 1 Stunde bei 150° C eingebrannt, so ist die Pendelhärte 170 Sekunden und der Erichsenwert 9,2.

Vergleichsversuch

100 Teile des im Beispiel 1 genannten Epoxyharzes wurden mit 22,6 Teilen Äthylendiharnstoff bzw. mit der äquivalenten Menge Carbonyldiharnstoff verrieben, auf ein geschmirgeltes Eisenblech aufgetragen und 1 Stunde bei 180° C eingebrannt. Während die Mischung mit Äthylendiharnstoff einen harten, elastischen Film mit einem Erichsenwert von 9,6 und einer Pendelhärte nach Albert —König von 75" ergab, lieferte die Mischung mit dem Carbonyldiharnstoff einen spröden, schaumigen Überzug, der für Lackzwecke völlig unbrauchbar ist.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verwendung von Diharnstoffen der allgemeinen Formel

H₂N — CO — NH- R — NH — CO — NH₂

in der R ein aliphatischen cycloaliphatischer oder aromatischer zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 25 Kohlenstoffatomen ist, als Härtungsmitte] für Epoxyharze.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 057 836;
USA.-Patentschrift Nr. 2 768 992;
österreichische Patentschrift Nr. 189 695.

© 209 510/443 2.62