DE1520052C - Process for the production of polyamides - Google Patents

Process for the production of polyamides

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DE1520052C
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German (de)
Inventor
Josef Dr. 2000 Hamburg; Weghorst Friedrich Dr.; Makus Zdzislaw Dr.; 2100 Hamburg Baltes
Original Assignee
Harburger Fettchemie Brinckman & Mergeil GmbH, 2000 Hamburg

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Description

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Es ist bereits bekannt, polymerisierte Fettsäuren, zur weiteren Umsetzung mit anderen Harzen wegenIt is already known to use polymerized fatty acids to react further with other resins

gewöhnlich auch dimere Fettsäuren genannt, mit ihrer Festigkeit überhaupt nicht mehr geeignetusually also called dimeric fatty acids, with their firmness no longer suitable at all

mehrwertigen organischen Aminen, gegebenenfalls sind.polyvalent organic amines, optionally.

unter Zusatz von kürzerkettigen Dicarbonsäuren, wie Die vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung Adipinsäure, Sebacinsäure und Terephthalsäure, zu 5 neuer Polyamide, die hitze-und oxydationsbeständiger, Polyamiden zu kondensieren. Je nach der Art und klar, niederviskos und daher leicht mit anderen dem Mengenverhältnis der Ausgangsprodukte werden Komponenten mischbar sind. Diese Aufgabe wird hierbei flüssige bis hochschmelzende Polyamide mit durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst,
niedrigem bis mittlerem Molekulargewicht erhalten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung (vgl. hierzu die USA.-Patentschriften 2 450 940, io von Polyamiden durch Kondensation von mehr-2 379 413). Diese Polyamide fanden zahlreiche An- wertigen organischen Aminen mit mehrbasischen Wendungsmöglichkeiten. So werden die sogenannten araliphatischen Carbonsäuren oder deren Estern mit reaktiven Typen, die mehr oder weniger beträchtliche einwertigen Alkoholen, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome Anteile an freien Amino- oder Carboxylgruppen enthalten, gegebenenfalls unter Zusatz von Adipinenthalten, unter anderem auch mit anderen thermo- 15 säure, Sebacinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure plastischen reaktiven Harzen umgesetzt, z. B. mit oder von polymeren Fettsäuren, welches dadurch Epoxyharzen und Phenolharzen, wobei unter Härtung gekennzeichnet ist, daß man solche mehrbasische unschmelzbare, außerordentlich widerstandsfähige araliphatische Carbonsäuren oder deren Ester verMassen entstehen, wie dies ausführlich bei D. E. wendet, die durch kationische Copolymerisation von Floyd, Polyamide Resins, New York/London, 20 1 Mol ungesättigten Fettsäuren mit konjugierter 1958, beschrieben ist. Doppelbindung oder deren Estern mit einwertigen,
with the addition of shorter-chain dicarboxylic acids, such as The present invention aims at the production of adipic acid, sebacic acid and terephthalic acid, to condense into 5 new polyamides, which are more heat- and oxidation-resistant, polyamides. Depending on the type and clear, low-viscosity and therefore easily mixed with other components, the proportions of the starting products will be. This object is achieved here with liquid to high-melting polyamides by the method according to the invention,
low to medium molecular weight obtained The invention relates to a process for the preparation (cf. US Pat. These polyamides found numerous rival organic amines with polybasic reversal possibilities. So the so-called araliphatic carboxylic acids or their esters with reactive types, the more or less considerable monohydric alcohols containing 1 to 4 carbon atoms in free amino or carboxyl groups, optionally with the addition of adipin, including other thermo-15 acids , Sebacic acid, isophthalic acid, terephthalic acid converted into plastic reactive resins, e.g. B. with or from polymeric fatty acids, which are characterized by epoxy resins and phenolic resins, with hardening being characterized in that such polybasic infusible, extremely resistant araliphatic carboxylic acids or their esters are formed, as detailed in DE, which is produced by cationic copolymerization of Floyd, Polyamide Resins, New York / London, 20 1 mol of unsaturated fatty acids with conjugated 1958 is described. Double bond or their esters with monovalent,

Die aus den polymeren Fettsäuren erhaltenen 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoholen Polyamide weisen neben wertvollen Eigenschaften bzw. deren Gemischen mit gesättigten oder isoliertauch schwerwiegende Nachteile auf, die in erster ungesättigten Fettsäuren oder deren Fettsäureestern, Linie auf die Konstitution und Zusammensetzung der 25 mit 0,1 bis 5 Mol Styrol oder dessen Homologen in polymeren Fettsäuren zurückzuführen sind. Die für Gegenwart von die kationische Copolymerisation bedie Polyamidherstellung verwendeten handelsüblichen schleunigenden und die radikalische Copolymerisation dimeren Fettsäuren enthalten, durch ihre Herstellungs- hemmenden Stoffen unter allmählicher Erhöhung der weise bedingt, nämlich nicht nur zweibasische Carbon- Temperatur auf 50 bis 1500C und dann weiteres säuren, sondern daneben noch beträchtliche Anteile, 30 Erhitzen bis auf 18O0C bis zur Beendigung der Coin der Regel 20 bis 25%, dreibasischer und höher polymerisation hergestellt worden sind,
funktioneller Carbonsäuren. Zwar ist es technisch Die erfindungsgemäß zu verwendenden mehrmöglich, die dimeren Säuren aus diesem Gemisch in basischen araliphatischen Carbonsäuren, für deren verhältnismäßig reiner Form abzutrennen, jedoch Herstellung hier kein Schutz beansprucht wird, werden erfordert dieses einen erheblichen Aufwand; die 35 vorzugsweise mit einem Verhältnis von 0,5 bis 2 Mol mangelnde Verwertbarkeit der hierbei anfallenden Styrol oder dessen Homologen pro 1 Mol der Konjuenhöheren Polycarbonsäuren ist ebenfalls nachteilig. fettsäure hergestellt.
The alcohols, polyamides containing 1 to 4 carbon atoms obtained from the polymeric fatty acids have valuable properties or their mixtures with saturated or isolated also serious disadvantages, primarily unsaturated fatty acids or their fatty acid esters, primarily due to the constitution and composition of the 25 with 0.1 to 5 moles of styrene or its homologues in polymeric fatty acids. The commercial accelerating and radical copolymerization used for the presence of the cationic copolymerization in the polyamide production contain dimeric fatty acids, due to their production-inhibiting substances with a gradual increase in the way, namely not only dibasic carbon temperature to 50 to 150 0 C and then further acids , but also considerable proportions, 30 heating up to 18O 0 C until the end of the coin, usually 20 to 25%, tribasic and higher polymerization have been produced,
functional carboxylic acids. Although it is technically more possible to use the invention to separate the dimeric acids from this mixture in basic araliphatic carboxylic acids, for their relatively pure form, but no protection is claimed here, this requires considerable effort; the lack of usability, preferably with a ratio of 0.5 to 2 moles, of the styrene or its homologues per 1 mole of the conjuene-higher polycarboxylic acids is also disadvantageous. fatty acid produced.

Andererseits birgt die Gegenwart der letzteren in den Styrol und dessen Homologen, wie «-Methylstyrol zur Polyamidherstellung benutzten polymeren Fett- und Vinyltoluol, können auch im Gemisch miteinsäuren die Gefahr vorzeitiger Vernetzungsreaktionen, 40 ander eingesetzt werden. Als ungesättigte Fettsäuren mithin Gelierungen, in sich, die sowohl die Herstellung mit konjugierten Doppelbindungen sind sowohl der Polyamide als auch ihre Verwendbarkeit erheblich natürlich vorkommende, als auch aus isoliert-ungeerschweren. Dies macht sich vor allem, wie allgemein sättigten Fettsäuren künstlich erzeugte Konjuenfettbekannt ist, in einer mangelhaften Hitzestabilität der säuren, z. B. Eläostearinsäure, Licansäure, isomeriauf dieser Basis hergestellten Polyamide bemerkbar, 45 sierte Linolensäure und isomerisierte Polyenfettsäuren der zwar mit speziellen Anwendungstechniken und der Seetieröle geeignet. Stoffe, die die kationische die Vernetzung unterdrückenden Zusätzen einiger- Copolymerisation beschleunigen, sind solche, die maßen begegnet werden kann, die aber nicht voll- Protonen abgeben, z. B. Schwefelsäure, Salzsäure, mit ständig zu beheben ist. Weitere ihre Verwendungs- Säuren behandelte Bleicherden, Sulfonsäuren, Katmöglichkeiten erschwerenden Nachteile sind die 50 ionenaustauscher in ihrer Säureform und Friedelverhältnismäßig hohe Viskosität und Oxydations- Crafts-Katalysatoren, wie Aluminiumchlorid und anfälligkeit der Polyamide auf Basis von polymeri- Zinntetrachlorid. Zu den Stoffen, die die radikalische sierten Fettsäuren, die sich besonders bei den festen Copolymerisation hemmen, gehören unter anderem Typen durch Hautbildung der Schmelzen bemerkbar Hydrochinon und Butylbrenzcatechin. Die kationische macht. 55 Copolymerisation der konjugiert-ungesättigten Fett-On the other hand, the presence of the latter in styrene and its homologues, such as -methylstyrene Polymeric fatty and vinyl toluene used to produce polyamides can also be mixed with one-of-a-kind acids the risk of premature crosslinking reactions, 40 other are used. As unsaturated fatty acids hence gelations, in themselves, which are both the production with conjugated double bonds, both the polyamides and their usability are considerably naturally occurring, as well as from isolated-light weight. This is mainly known as artificially produced conjuene fat in general for saturated fatty acids is, in a poor heat stability of the acids, z. B. eleostearic acid, licanic acid, isomeriauf Noticeable polyamides produced on this basis, 45 ized linolenic acid and isomerized polyene fatty acids which is suitable with special application techniques and the marine animal oils. Substances that are cationic the crosslinking-suppressing additives of some- accelerate copolymerization are those that can be met, but not fully emitting protons, e.g. B. sulfuric acid, hydrochloric acid, with constantly fix. Other acids of their use dealt with bleaching earths, sulfonic acids, and catalytic converters Aggravating disadvantages are the 50 ion exchangers in their acid form and Friedel proportions high viscosity and oxidation Crafts catalysts such as aluminum chloride and susceptibility of polyamides based on polymeric tin tetrachloride. Among the substances that are radical ierte fatty acids, which inhibit each other particularly with the solid copolymerization, belong among other things Types noticeable by skin formation of the melts hydroquinone and butylpyrocatechol. The cationic power. 55 Copolymerization of conjugated unsaturated fatty

Fernerhin ist aus der USA.-Patentschrift 2 573 433 säuren bzw. deren Ester mit einwertigen, 1 bis 4 Koh-Furthermore, from the USA patent specification 2,573,433 acids or their esters with monovalent, 1 to 4 carbon

bereits bekannt, durch Umsetzung von ungesättigten lenstoffatome enthaltenden Alkoholen kann auch inalready known, by reacting unsaturated alcohols containing lenstoffatome can also be used in

Fettsäuren oder halogenierten ungesättigten Fett- Gegenwart von inerten Lösungsmitteln, wie Toluol,Fatty acids or halogenated unsaturated fatty acids - presence of inert solvents such as toluene,

säuren bzw. deren Derivaten, z. B. Estern, mit aroma- erfolgen, wonach diese und andere niedermolekulareacids or their derivatives, e.g. B. Esters, done with aroma, after which these and other low molecular weight

tischen Verbindungen, die zwei oder mehr Ringe auf- 60 Bestandteile, wie nicht umgesetzte gesättigte undtable compounds that have two or more rings on- 60 components, such as unreacted saturated and

weisen, in Gegenwart von Friedel-Crafts-Kataly- isoliert-ungesättigte Fettsäuren oder deren Ester, nichthave, in the presence of Friedel-Crafts-Kataly- isolated-unsaturated fatty acids or their esters, not

satoren mehrbasische, araliphatische Carbonsäuren umgesetztes Styrol oder dessen Homologe, oder styrol-Sators polybasic, araliphatic carboxylic acids converted styrene or its homologues, or styrene

herzustellen und diese mit organischen Diaminen zu haltige Monocarbonsäuren bzw. deren Ester durchproduce and these with organic diamines to containing monocarboxylic acids or their esters by

Polyamiden zu kondensieren. Ein wesentlicher Nach- Destillation abgetrennt werden können. Während derCondense polyamides. A substantial post-distillation can be separated. During the

teil dieser Produkte besteht darin, daß bereits die so 65 Copolymerisation steigt die Viskosität des Reaktions-Part of these products consists in the fact that the copolymerization already increases the viscosity of the reaction

erhaltenen mehrbasischen araliphatischen Carbon- gemisches laufend an, bis sie am Ende der Copoly-obtained polybasic araliphatic carbon mixture continuously until they are at the end of the copoly-

säuren hochviskos und stark gefärbt sind, während merisation einen maximalen, konstanten Wert er-acids are highly viscous and strongly colored, during merization a maximum, constant value

ihre Kondensationsprodukte mit den Diaminen reicht.their condensation products with the diamines is enough.

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Den erfindungsgemäß zu verwendenden mehrbasi- densation kann auch unter vermindertem Druck sowieThe polybasic densation to be used according to the invention can also be carried out under reduced pressure

sehen araliphatischen Carbonsäuren können auch in Gegenwart inerter Lösungsmittel, wie aromatischeraraliphatic carboxylic acids can also be seen in the presence of inert solvents, such as aromatic

niedermolekulare zweibasische Carbonsäuren, wie Kohlenwasserstoffe und aliphatischer Alkohole, durch-low molecular weight dibasic carboxylic acids, such as hydrocarbons and aliphatic alcohols, through-

Adipinsäure, Sebacinsäure, Isophthalsäure und Tere- geführt werden.Adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid and tere- are performed.

phthalsäure, ferner auch polymere Fettsäuren, züge- 5 Die Gefahr der Vernetzung und damit der GelierungPhthalic acid, as well as polymeric fatty acids, add 5 The risk of crosslinking and thus gelation

setzt werden. der Kondensationsansätze, wie sie bei der Verwendungare set. of the condensation build-up as it occurs during use

Zur Herstellung von Polyamiden nach dem erfin- von polymeren Fettsäuren besteht, ist bei den erfindungsgemäßen Verfahren geeignete mehrwertige orga- dungsgemäß zu verwendenden mehrbasischen aralinische Amine sind primäre und sekundäre Amine mit phatischen Carbonsäuren bzw. deren Estern innerhalb mindestens zwei Aminogruppen, wie Äthylendiamin, io der angegebenen Temperaturbereiche nicht zu be-Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylen- fürchten. Weder eine rasche Temperatursteigerung pentamin, Hexamethylendiamin und Phenylendiamin. noch ein mehrere Stunden anhaltendes Erhitzen auf Auch Gemische dieser Amine sind geeignet. die genannten oberen Temperaturen verändern dieFor the production of polyamides according to the invention consists of polymeric fatty acids, is in accordance with the invention Method suitable polyvalent polybasic aralinic aralinic ones to be used organically Amines are primary and secondary amines with phatic carboxylic acids or their esters within at least two amino groups, such as ethylenediamine, io the specified temperature ranges not to be-diethylenetriamine, Fear triethylenetetramine, tetraethylene. Neither a rapid increase in temperature pentamine, hexamethylene diamine and phenylene diamine. heating for several hours Mixtures of these amines are also suitable. the upper temperatures mentioned change the

Art und Mengenverhältnisse der zur Polykonden- Kondensationsansätze in nachteiliger Weise oderThe type and proportions of the condensation approaches to the polycondensation in a disadvantageous manner or

sation gelangenden Reaktionskomponenten werden 15 machen sie gar unbrauchbar. Dies ist einer der wesent-The reaction components that arrive at the system will make them unusable. This is one of the essential

unter Berücksichtigung ihrer Azidität und Basizität, liehen Vorteile der Erfindung.taking into account their acidity and basicity, the invention conferred advantages.

ausgedrückt durch ihre Säurezahl bzw. Verseifungs- Die erfindungsgemäß hergestellten Polyamide sindexpressed by their acid number or saponification. The polyamides produced according to the invention are

zahl und durch ihre Aminzahl, je nach dem gewünsch- je nach der Art und den Mengenverhältnissen der Aus-number and by their amine number, depending on the desired - depending on the type and proportions of the

ten Polyamidtyp eingestellt. Äquivalente Mengen der gangsstoffe flüssig bis balsamartig oder weich oderth polyamide type set. Equivalent amounts of the ingredients liquid to balsamic or soft or

mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren bzw. ao hart bis glashart und haben eine fast wasserhelle bispolybasic araliphatic carboxylic acids or ao hard to glass-hard and have an almost water-white to

deren Ester und der Diamine führen zu Harzen, die gelbbraune Farbe. Ihr Molekulargewicht beträgt etwatheir esters and diamines lead to resins, the yellow-brown color. Their molecular weight is about

zwischen 60 und 1200C schmelzen und nur noch in 700 bis 5000. Sie sind mehr oder weniger in polarenmelt between 60 and 120 0 C and only in 700 to 5000. They are more or less in polar

sehr geringem Umfang freie Carboxyl- bzw. Amino- Lösungsmitteln, wie Halogenkohlenwasserstoffen undvery small amounts of free carboxyl or amino solvents such as halogenated hydrocarbons and

gruppen enthalten. Zwischen 120 und 2000C schmel- aliphatischen Alkoholen, oder in aromatischen Kohzende Harze können erhalten werden, wenn man einen 25 lenwasserstoffen, wie Toluol und Xylol, vollständiggroups included. Between 120 and 200 0 C-melting, aliphatic alcohols, or aromatic Kohzende resins can be obtained when a 25 bons, such as toluene and xylene, completely

Teil der .mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren löslich. Besonders gut lösen sie sich in Gemischen ausPart of the polybasic araliphatic carboxylic acids soluble. They dissolve particularly well in mixtures

durch d1 e genannten niedermolekularen Dicarbon- den genannten aromatischen Kohlenwasserstoffen undby d 1 e mentioned low molecular weight dicarbons the aromatic hydrocarbons mentioned and

säuren ersetzt. Werden entweder das mehrwertige aliphatischen Alkoholen, wie Isopropanol und Bu-acids e rsetzt. Are either the polyhydric aliphatic alcohols, such as isopropanol and Bu-

organische Amin oder die mehrbasische Säure im tanol.organic amine or the polybasic acid in tanol.

Überschuß angewendet, so resultieren reaktive Poly- 30 Während die Polyamide aus polymeren Fettsäuren amide mit freien Amino- bzw. Carboxylgruppen, deren mit anderen Stoffen nur begrenzt verträglich sind, erAnteil durch die Aminzahl bzw. Säurezahl angegeben streckt sich die Verträglichkeit der erfindungsgemäß wird. Bei der Verwendung von Estern der araliphati- hergestellten Polyamide unerwarteterweise auf eine sehen mehrbasischen Carbonsäuren werden dement- große Anzahl anderer Stoffgruppen. Sie sind beisprechend nur mit überschüssigem mehrwertigem 35 spielsweise mit Epoxyharzen, Phenolharzen und Amin reaktive Polyamide erhalten. Bei gewöhnlicher Aminoplasten, Naturkautschuk, verschiedenen künst-Temperatur flüssige oder im Bereich von 25 bis 75° C liehen Elastomeren, Polyvinylchlorid, Polyvinylenschmelzende Polyamide können aus mehrbasischen chlorid, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Cumaäraliphatischen Carbonsäuren bzw. ihren Estern mit ronharzen, thermoplastischen Polyurethanen, vielen einwertigen, 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden 40 Polyestern, wie Alkydharzen und Wachsen, mischbar Alkoholen und solchen mehrwertigen aliphatischen sowie mit Mineralölprodukten, wie SCvExtrakten, Aminen hergestellt werden, deren primäre Amino- bestimmten Bitumensorten, ferner mit Steinkohlenteer gruppen durch mindestens 3 Atome verbunden sind. und Asphalten teilweise verträglich.
Diese Atome können Kohlenstoff-oder andere Atome Auf Grund ihrer polaren Struktur zeigen sie ein sein. Geeignete mehrwertige aliphatische Amine dieser 45 ungewöhnliches Adhäsionsvermögen. So haften sie Art sind beispielsweise Diäthylentriamin, Triäthylen- außerordentlich fest auf Metall, Holz, Glas und den tetramin,Tetraäthylenpentamin, Hexamethylendiamin. verschiedenartigsten Kunststoffen. Ihre ungewöhn-Je nach den Mengenverhältnissen der Reaktions- liehe und nicht zu erwartende Hitze- und Oxydationskomponenten und in Abhängigkeit von der Aus- beständigkeit bedeutet neben ihrer außerordentlichen führung der Kondensation können hier entweder 50 Beständigkeit gegenüber dem Einfluß von Säuren, sämtliche oder nur die primären oder nur ein Teil der Laugen und zahlreichen Lösungsmitteln — die obenprimären Aminogruppen umgesetzt werden. In den genannten sind naturgemäß ausgenommen — einen beiden letztgenannten Fällen entstehen somit auch weiteren wesentlichen Vorteil der erfindungsgemäß hier reaktive Polyamide. hergestellten Polyamide, da die genannten Eigen-
Excess is used, resulting reactive poly 30 during the polyamides from polymeric fatty acids amides having free amino or carboxyl groups, which are only limited compatibility with other materials, erAnteil indicated by the amine value and acid value, the compatibility of the enforced according to the invention. When using esters of the araliphatically produced polyamides unexpectedly on a polybasic carboxylic acids, a large number of other groups of substances are demented. You are beisprechend obtained only with excess polyvalent 35 game example with epoxy resins, phenolic resins and amine reactive polyamides. In the case of ordinary aminoplasts, natural rubber, various synthetic-temperature elastomers or elastomers lent in the range of 25 to 75 ° C, polyvinyl chloride, polyvinyl-melting polyamides can be made from polybasic chloride, polyethylene, polypropylene, polystyrene, coaeraliphatic carboxylic acids or their esters with resin resins, thermoplastic polyurethanes, many monovalent, 1 to 4 carbon atoms containing 40 polyesters such as alkyd resins and waxes miscible alcohols and such polyhydric aliphatic and mineral oil products, such as SCvExtrakten, amines are produced whose primary amino certain types of bitumen, further groups with coal tar are connected by at least 3 atoms . and asphaltene partially compatible.
These atoms can be carbon or other atoms because of their polar structure they show a. Suitable polyvalent aliphatic amines of these 45 unusual adhesiveness. So they stick type are, for example, diethylenetriamine, triethylenes extremely firmly on metal, wood, glass and the tetramine, tetraethylenepentamine, hexamethylenediamine. a wide variety of plastics. Their ungewöhn-Je Liehe according to the proportions of the reaction and resistance not to be expected heat and Oxydationskomponenten and function of the training means in addition to their extraordinary guide the condensation can here either 50 resistance to the influence of acids, all or only the primary or only some of the alkalis and numerous solvents - the above primary amino groups are converted. The above are naturally excluded - one of the last two cases mentioned thus also gives rise to a further essential advantage of the polyamides which are reactive according to the invention here. manufactured polyamides, since the named properties

Die Herstellung der Polyamide nach dem erfin- 55 schäften ihre anwendungstechnischen Eigenschaften dungsgemäßen Verfahren erfolgt unter den bekannten und damit ihre Handhabung entscheidend verüblichen Bedingungen der Polyamidbildung. Die Tem- bessern.The manufacture of the polyamides according to the invention their application properties The method according to the invention takes place under the known methods and thus their handling is crucially customary Conditions of polyamide formation. The tempers.

peraturführung und die Dauer der Kondensation Die geschilderten Eigenschaften erschließen den errichten sich nach der Art und dem Mengenverhältnis findungsgemäß hergestellten Polyamiden ein beträchtder Komponenten sowie nach den jeweils gewünschten 60 liches Anwendungsgebiet. Sie können für sich allein Produkten. Die Hauptreaktion wird in der Regel oder im Gemisch mit anderen Stoffen verwendet werdurch mehrstündiges Erhitzen auf 120 bis 1800C vor- den, beispielsweise zur Herstellung von Anstrichmitgenommen und die Kondensation schließlich unter teln, Druckfarben, Folien, gegossenen oder gepreßten Temperatursteigerung bis auf etwa 200 bis 230° C ver- Formteilen, Dicht- und Vergußmassen und Klebvollständigt. Dabei ist stets darauf zu achten, daß die 65 stoffen. Ihre reaktiven Typen setzen sich mit anderen abgespaltene Wasser- bzw. Alkoholmenge der er- reaktionsfähigen Harzen in der Kälte oder Wärme warteten entspricht und daß bei deren Entfernung zu räumlich vernetzten, unschmelzbaren Massen keine mehrwertigen Amine verlorengehen. Die Kon- um.temperature control and the duration of the condensation The properties described open up a considerable amount of components depending on the type and proportion of the polyamides produced in accordance with the invention, as well as the required area of application in each case. You can use products for yourself alone. The main reaction is usually used or mixed with other substances by heating to 120 to 180 0 C for several hours, for example for the production of paint, and finally the condensation under materials, printing inks, foils, cast or pressed temperature increase up to about 200 Molded parts, sealing and potting compounds and adhesives are complete up to 230 ° C. It is always important to ensure that the 65 substances. Their reactive types set themselves together with the amount of water or alcohol split off from the reactive resins in the cold or hot conditions and that no polyvalent amines are lost when they are removed to form spatially crosslinked, infusible masses. The consumer.

In der USA.-Patentschrift 2 952 648 ist die Copolymerisation von Styrol oder dessen Homologen, ζ. Β. α-Methylstyrol und Vinyltoluol, mit dehydratisierten Kastorol-Fettsäuren (= Ricinenfettsäure) unter Erhitzen, vorzugsweise in Gegenwart von freie Radikale bildenden Polymerisationskatalysatoren, wie organischen Peroxiden, und von Polymerisationsinhibitoren, wie Laurylmercaptan, zu mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren sowie deren Kondensation mit mehrwertigen organischen Aminen, wie Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Hexamethylendiamin und Phenylendiamin, zwar bereits beschrieben worden. Jedoch unterscheiden sich sowohl die nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 952 648 hergestellten mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren als auch die aus ihnen hergestellten Polyamide wesentlich von den erfindungsgemäß zu verwendenden mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren und den aus ihnen erfindungsgemäß hergestellten Polyamiden.In US Pat. No. 2,952,648, the copolymerization of styrene or its homologues, ζ. Β. α-methylstyrene and vinyltoluene, with dehydrated Castorol fatty acids (= ricine fatty acid) with heating, preferably in the presence of free radicals forming polymerization catalysts, such as organic peroxides, and of polymerization inhibitors, such as lauryl mercaptan, to polybasic araliphatic carboxylic acids and their condensation with polyvalent organic amines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, hexamethylenediamine and phenylenediamine, have already been described. However, both differ polybasic araliphatic ones prepared by the process of U.S. Patent 2,952,648 Carboxylic acids and the polyamides produced from them are substantially different from those according to the invention polybasic araliphatic carboxylic acids used and those prepared from them according to the invention Polyamides.

Diese Unterschiede sind darauf zurückzuführen, daß nach dem Verfahren der USA.-Patentschrift 2 952 648 die Copolymerisation des Styrols oder dessen Homologen mit der konjugiert-ungesättigten Fettsäure durch Radikale initiiert wird und zu einem uneinheitlichen Gemisch führt. Die erfindungsgemäß zu verwendenden mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren werden hingegen durch kationische Copolymerisation des Styrols oder dessen Homologen mit konjugiert-ungesättigten Fettsäuren bzw. deren Estern hergestellt. Bedingt durch den andersartigen, selektiveren Reaktionsmechanismus der kationischen Copolymerisation entstehen einheitlichere Produkte, d. h. mehrbasische araliphatische Carbonsäuren, die vornehmlich Dicarbonsäuren sind. Auch werden bei der kationischen Copolymerisation die substituierende Addition und die Pfropfpolymerisation, die zu Polystyrolästen an einem Fettsäuremolekül führt, vermieden. These differences are due to the fact that after the method of the USA 2 952 648 the copolymerization of styrene or its homologues with the conjugated-unsaturated fatty acid initiated by radicals and leads to a non-uniform mixture. According to the invention too polybasic araliphatic carboxylic acids used are, however, by cationic copolymerization of styrene or its homologues with conjugated unsaturated fatty acids or their esters manufactured. Due to the different, more selective reaction mechanism of the cationic copolymerization more uniform products are created, i. H. polybasic araliphatic carboxylic acids, mainly Are dicarboxylic acids. In the case of cationic copolymerization, the substituting Addition and graft polymerization, which leads to polystyrene branches on a fatty acid molecule, are avoided.

Wegen dieser Unterschiede in der Struktur der verwendeten mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren unterscheiden sich die erfindungsgemäß hergestellten Polyamide von den aus der USA.-Patentschrift 2 952 648 bekannten Polyamiden deutlich in ihren Eigenschaften, wie dies auch aus den nachfolgenden Vergleichsversuchen hervorgeht. Unerwarteterweise haben die erfindungsgemäß unter Verwendung des gleichen mehrwertigen organischen Amins hergestellten Polyamide bei gleicher Aminzahl ein völlig klares Aussehen und eine wesentlich niedrigere Viskosität als die gemäß der USA.-Patentschrift 2 952 648 hergestellten Polyamide, die ein trübes Aussehen aufweisen.Because of these differences in the structure of the polybasic araliphatic carboxylic acids used the polyamides produced according to the invention differ from those from the USA patent 2,952,648 known polyamides clearly in their properties, as also from the following Comparative experiments is evident. Unexpectedly, the invention using the The same polyvalent organic amine produced a completely clear polyamides with the same amine number Appearance and viscosity significantly lower than that made in U.S. Patent 2,952,648 Polyamides that are cloudy in appearance.

VergleichsversucheComparative experiments

Tabelle 1Table 1

Säurezahl Acid number

Verseifungszahl Saponification number

Peroxydzahl Peroxide number

Konjugierte LinolsäureConjugated linoleic acid

(UV-Messung) (UV measurement)

Isolierte Linolsäure
(UV-Messung nach
analytischer Isomerisierung)
Isolated linoleic acid
(UV measurement according to
analytical isomerization)

IsomerisierterIsomerized

Saflorfettsäure-Safflower fatty acid

methylestermethyl ester

6,2
196,3
0
6.2
196.3
0

65,4 °65.4 °

Ricinenfettsäure Ricinic fatty acid

197,0
0,5
65,9 %
197.0
0.5
65.9%

17,7%17.7%

Versuch AIaTry AIa

Kationische Copolymerisation des isomerisierten
Saflorfettsäuremethylesters mit Styrol
Cationic copolymerization of the isomerized
Safflower fatty acid methyl ester with styrene

1500 g isomerisierten Saflorfettsäuremethylesters und 350 g Styrol (stabilisiert) wurden zunächst mit 2 g Butylbrenzcatechin und sodann mit 25 g säureaktivierter Bleicherde gemischt. Die Mischung wurde unter Rühren 3 Stunden auf 120° C erhitzt und in einer weiteren Stunde die Temperatur auf 180°C erhöht. Unter vermindertem Druck (bis 100 Torr) destillierte bei dieser Temperatur nur eine sehr geringe Menge (etwa 1 g) leichtflüchtiger Stoffe ab. Das Produkt wurde in Schliffflaschen für weitere Umsetzungen und Untersuchungen aufbewahrt.1500 g of isomerized safflower fatty acid methyl ester and 350 g of styrene (stabilized) were initially mixed with 2 g Butyl catechol and then mixed with 25 g of acid activated fuller's earth. The mix was heated to 120 ° C. with stirring for 3 hours and the temperature increased to 180 ° C. in a further hour. Under reduced pressure (up to 100 torr), only a very slight distillation was carried out at this temperature Amount (about 1 g) of volatile substances. The product was put into ground joint flasks for further conversions and examinations kept.

Versuch AIbTry AIb

Radikalische Copolymerisation des isomerisierten
Saflorfettsäuremethylesters mit Styrol
Radical copolymerization of the isomerized
Safflower fatty acid methyl ester with styrene

1500 g isomerisierten Saflorfettsäuremethylesters, 350 g Styrol und 1,5 ml Laurylmercaptan wurden leicht erwärmt, bis das Gemisch einheitlich war. Sodann wurden 1,5 ml Di-tertiärbutylperoxyd zugefügt, und das Gemisch wurde 4 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wurden weitere 1,5 ml Ditertiärbutylperoxyd zugegeben, und das Gemisch wurde erneut 15 Stunden zum Sieden erhitzt. Schließlich wurden nochmals 0,75 ml Di-tertiärbutylperoxyd zugefügt, worauf das Gemisch wiederum 8 Stunden unter Rückfluß erhitzt wurde. Danach wurden bei 180°C unter vermindertem Druck (bis 100 Torr) die leichtflüchtigen Anteile in einer Menge von 15 g abdestilliert. 1500 g of isomerized safflower fatty acid methyl ester, 350 g of styrene and 1.5 ml of lauryl mercaptan were warmed gently until the mixture was uniform. Then 1.5 ml of di-tertiary butyl peroxide were added, and the mixture was refluxed for 4 hours. Then another 1.5 ml of di-tert-butyl peroxide were added added, and the mixture was heated to boiling again for 15 hours. In the end 0.75 ml of di-tert-butyl peroxide were again added, whereupon the mixture was again 8 hours was heated to reflux. Then at 180 ° C under reduced pressure (up to 100 Torr) the volatile components distilled off in an amount of 15 g.

Das erhaltene Produkt und das Destillat wurden in Schliffflaschen für weitere Umsetzungen und Untersuchungen aufbewahrt.The product obtained and the distillate were in ground-glass bottles for further reactions and investigations kept.

In der Versuchsreihe AI wurde ein Konjuenfettsäuremethylester, nämlich der unter der Bezeichnung »Isomerginat SF« im Handel erhältliche isomerisierte Safiorfettsäuremethylester, und in der weiteren Versuchsreihe A II dehydratisierte Rizinusölfettsäure (=Ricinenfettsäure), die neben konjugiert-ungesättigten Fettsäuren noch einen erheblichen Anteil an isoliert-ungesättigten Fettsäuren enthält, mit Styrol kationisch (= a), radikalisch (= b) und thermisch (= c) unter ansonst gleichen Arbeitsbedingungen copolymerisiert. Tabelle 1 enthält die Eigenschaften der verwendeten Fettsäuren bzw. deren Methylester.In the test series AI, a conjuene fatty acid methyl ester, namely the isomerized one which is commercially available under the name "Isomerginate SF" Safiorfettsäuremethylester, and in the further test series A II dehydrated castor oil fatty acid (= Ricinic fatty acid), which, in addition to conjugated unsaturated fatty acids, also contains a considerable proportion of isolated unsaturated Contains fatty acids, with styrene cationic (= a), radical (= b) and thermal (= c) copolymerized under otherwise identical working conditions. Table 1 contains the properties of the used fatty acids or their methyl esters.

Versuch AIcTry AIc

Thermische Copolymerisation des isomerisierten
Saflorfettsäuremethylesters mit Styrol
Thermal copolymerization of the isomerized
Safflower fatty acid methyl ester with styrene

1500 g isomerisierten Saflorfettsäuremethylesters, 350 g Styrol (stabilisiert) und 2 g Butylbrenzcatechin wurden 27 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Sodann wurden unter vermindertem Druck (bis 100 Torr) bei 180°C 21g leichtflüchtige Bestandteile abdestilliert. Das erhaltene Produkt und das Destillat wurden in Schliffflaschen für weitere Umsetzungen und Untersuchungen aufbewahrt.1500 g of isomerized safflower fatty acid methyl ester, 350 g of styrene (stabilized) and 2 g of butylpyrocatechol were refluxed for 27 hours. Then under reduced pressure (up to 100 Torr) at 180 ° C 21g of volatile components distilled off. The product obtained and the distillate were placed in ground joint flasks for further reactions and examinations kept.

; ·'."■■ ■■'"■' VersuchÄIIb · " ■ ; · '. "■■ ■■'" ■ 'TryÄIIb · "■

Radikalische Copolymerisation von Ricinenfettsäure mit StyrolRadical copolymerization of ricineal fatty acid with styrene

1500 g Ricinenfettsäure, 275 g Styrol und 0,8 ml Laurylmercaptan wurden leicht erwärmt, bis das Gemisch einheitlich war. Sodann wurden 1,5 ml Di-tertiärbutylperoxyd zugefügt; das Gemisch wurde 5 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Darauf wurden weitere 1,5 ml Di-tertiärbutylperoxyd zugegeben, und das Gemisch wurde weitere 2 Stunden zum Sieden erhitzt. In entsprechenden Abständen wurden noch zweimal 1,5 ml Di-tertiärbutylperoxyd zugegeben, und das Erhitzen wurde unter Rückfluß zum Sieden so lange fortgesetzt, bis eine Gesamtsiedezeit von 40 Stunden erreicht war. Insgesamt wurden also 6 ml Di-tertiärbutylperoxyd benutzt. Darauf wurden unter vermindertem Druck (bis etwa 100 Torr) die leichtflüchtigen Anteile in einer Menge von 17 g abdestilliert. Das erhaltene Produkt und das Destillat wurden in Schliffflaschen für weitere Umsetzungen und Untersuchungen aufbewahrt.1500 g of ricineal fatty acid, 275 g of styrene and 0.8 ml of lauryl mercaptan were gently heated until the mixture was uniform. 1.5 ml of di-tert-butyl peroxide were then added; the mixture was 5 hours heated to boiling under reflux. A further 1.5 ml of di-tert-butyl peroxide were then added, and the mixture was heated to boiling for a further 2 hours. At appropriate intervals Two times 1.5 ml of di-tert-butyl peroxide were added and the refluxing was ceased continued for a long time until a total boiling time of 40 hours was reached. A total of 6 ml of di-tert-butyl peroxide was thus obtained used. Thereupon under reduced pressure (up to about 100 torr) the highly volatile Shares distilled off in an amount of 17 g. The product obtained and the distillate were in ground joint bottles retained for further conversions and investigations.

Versuch A licTrial A lic

Thermische Copolymerisation von Ricinenfettsäure mit StyrolThermal copolymerization of ricineal fatty acid with styrene

1500 g Ricinenfettsäure, 275 g Styrol (stabilisiert) und 2 g Butylbrenzcatechin wurden 40 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Sodann wurden unter vermindertem Druck (bis 100 Torr) 16 g leichtflüchtige Bestandteile bei 1800C abdestilliert. Das erhaltene Produkt und das Destillat wurden in Schliffflaschen für weitere Umsetzungen und Untersuchungen aufbewahrt. 1500 g of ricineal fatty acid, 275 g of styrene (stabilized) and 2 g of butylpyrocatechol were refluxed for 40 hours. Then 16 g of volatile constituents were distilled off at 180 ° C. under reduced pressure (up to 100 torr). The product obtained and the distillate were kept in ground-glass bottles for further reactions and investigations.

Die unter AIa, AIb, AIc, AIIb und Alle erhaltenen Copolymerisate wurden auf folgende Kennzahlen und Eigenschaften untersucht:Those obtained under AIa, AIb, AIc, AIIb and all Copolymers were examined for the following key figures and properties:

a) Viskosität tjei 20 und 500C in Centipoise (cP),a) Viscosity tjei 20 and 50 0 C in centipoise (cP),

b) °/o Unverseifbares (Äthermethode),b) ° / o unsaponifiables (ether method),

c) Jodzahl nach Kauf ma η η,c) iodine number after purchase ma η η,

d) Säurezahl,d) acid number,

e) Verseifungszahl.e) saponification number.

* In der nachstehenden Tabelle 2 sind die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt:* In Table 2 below are the obtained Results compiled:

Tabelle 2Table 2

5
Versuch
5
attempt
Viskosität
in cP bei
viscosity
in cP at
50°C50 ° C % Unver
seifbares
% Unver
soapable
JZJZ SZSZ VZVZ
2O0C2O 0 C 6060 AIaAIa 110110 6565 0,90.9 97,697.6 7,57.5 151,6151.6 AIbAIb 100100 6868 4,54.5 89,689.6 6,16.1 158,3158.3 10 AIc 10 AIc 120120 186186 4,34.3 93,693.6 6,96.9 158,4158.4 AIIbAIIb 570570 192192 3,83.8 117,6117.6 159,5159.5 174174 AlleAll 720720 4,24.2 116,6116.6 154154 164,2164.2

Ferner wurde die Abtrennung der monomeren Fettsäuren bzw. deren Methylester durch Vakuumdestillation durchgeführt: Vakuum 0,1 Torr, Temperatur im Sumpf bis 250° C, am Kopf der Kolonne bis 2100C, Ansatzmenge je 600 g.Further, the separation of the monomeric fatty acids or their Methylester was carried out by vacuum distillation: vacuum 0.1 Torr, temperature at the bottom to 250 ° C, g on the top of the column to 210 0 C, the batch quantity depending 600th

Die erhaltenen Ausbeuten sind in der nachstehenden ao Tabelle 3 zusammengestellt.The yields obtained are listed in Table 3 below.

Tabelle 3Table 3

Copolymerisat
nach Versuch
Copolymer
after attempt

AIa AIa

AIb AIb

AIc AIc

AIIb AIIb

A lic A lic

Destillatdistillate 25,025.0 RückBack in gin g 61,761.7 in gin g 150,0150.0 64,664.6 450,0450.0 370,0370.0 58,358.3 230,0230.0 387,5387.5 56,756.7 212,5212.5 350,0350.0 250,0250.0 340,0340.0 260,0260.0

75,0 38,3 35,4 41,7. 43,375.0 38.3 35.4 41.7. 43.3

Die so erhaltenen Destillate und Rückstände wurden weiter untersucht; die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 4a und 4b zusammengefaßt:The distillates and residues obtained in this way were examined further; the results are in the following Tables 4a and 4b summarized:

Tabelle 4a
Untersuchung der Destillate
Table 4a
Investigation of the distillates

Copolymerisat
nach Versuch
Copolymer
after attempt
SäurezahlAcid number Verseifungs
zahl
Saponification
number
Konjuen-
fettsäure
in °/o
Conjunctive
fatty acid
in ° / o
AIa
AIb
AIc
AIIb
Alle
AIa
AIb
AIc
AIIb
All
5,7
6,5
7,6
199,0
195,0
5.7
6.5
7.6
199.0
195.0
172,0
191,0
188,0
199,0
196,3
172.0
191.0
188.0
199.0
196.3
0
51,7
56,6
57,2
59.6
0
51.7
56.6
57.2
59.6

Tabelle 4 b Untersuchung der RückständeTable 4b Investigation of the residues

Copolymerisat
nach Versuch
Copolymer
after attempt
Viskosität
in cP
bei 500C
viscosity
in cP
at 50 0 C
SäurezahlAcid number Verseifungs
zahl
Saponification
number
JodzahlIodine number »/„ Styrol-
reste
»/" Styrene
leftovers
Äquivalent
gewicht
equivalent to
Weight
Mittleres
Molekular
gewicht
nach Rast
Middle
Molecular
Weight
after rest
AIa .......
AIb
AIc
AlIb
Alle ......
AIa .......
AIb
AIc
AlIb
All ......
128
7 400
15 650
20 400
36 000
128
7 400
15 650
20 400
36,000
11,6
4.8
5,0
108,0
101,0
11.6
4.8
5.0
108.0
101.0
144,8
107,0
102,0
138,5
126,0
144.8
107.0
102.0
138.5
126.0
97,1
37,4
35,2
57,5
53,9
97.1
37.4
35.2
57.5
53.9
26,5
42,8
46,4
27,1
33,5
26.5
42.8
46.4
27.1
33.5
387,4
524,3
550,0
405,1
445,3
387.4
524.3
550.0
405.1
445.3
780
2200
1510
780
2200
1510

Diese Unterschiede in den Eigenschaften zeigen deutlich, daß die kationische Copolymerisation des Styrols (A Ia) mit konjugiert-ungesättigten Fettsäuren bzw. deren Estern zu anderen Produkten, mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren, führt als die radikalische oder thermische Copolymerisation des Styrols mit konjugiert-ungesättigten oder isoliert-ungesättigten Fettsäuren bzw. deren Estern (AIb, AIc, AIIb und Alle).These differences in properties clearly show that the cationic copolymerization of the Styrene (A Ia) with conjugated-unsaturated fatty acids or their esters to form other, polybasic products araliphatic carboxylic acids, performs as the radical or thermal copolymerization of the Styrene with conjugated-unsaturated or isolated-unsaturated fatty acids or their esters (AIb, AIc, AIIb and all).

Die unterschiedliche Beschaffenheit dieser Copolymerisate äußert sich auch in den Eigenschaften der Polyamide, die aus ihnen durch Kondensation mitThe different nature of these copolymers is also reflected in the properties of the Polyamides made from them by condensation with

mehrwertigen organischen Aminen hergestellt worden sind. Hierzu wurde zu Vergleichszwecken Diäthylentriamin mit den nach A Ia, AIb und AIc erhaltenen Produkten (Versuchsreihe B I) und mit den nach AIIb und A lic erhaltenen Produkten (Versuchsreihe B II) kondensiert. : — \ .. : polyvalent organic amines have been produced. For comparison purposes, diethylenetriamine was condensed with the products obtained according to A Ia, AIb and AIc (test series BI) and with the products obtained according to AIIb and A lic (test series B II). : - \ .. :

Versuchsreihe B ITest series B I

1500 g des jeweiligen; Copolymerisate (AIa, AIb, AIc) und 500 Diäthyjentriämin (98,5°/oig) wurden unter Rühren und Rüek'fluß 1 Stunde auf etwa 13O0C erhitzt. Sodann wurde iunter weiterem Erhitzen das frei werdende Methanol abdestilliert, dessen Hauptmenge innerhalb etwa I1I2 Stunden überging. Nach sukzessiver Temperatursteigerung auf schließlich 250° C innerhalb von 2 Stunden w.urde die Restmenge Methanol erhalten.1500 g of each; Copolymers (Ala, Aib, AIc) and 500 Diäthyjentriämin (98.5 ° / o pure) were heated for 1 hour at about 13O 0 C with stirring and Rüek'fluß. Then IConics further heating was distilled off, the methanol released, the main amount passed within about I 1 I 2 hours. After gradually increasing the temperature to 250 ° C. within 2 hours, the remaining amount of methanol was obtained.

Nach Beendigung der Kondensation wurde unter schwachem Stickstoffstrom abgekühlt und das auf etwa 80° C abgekühlte Polyamid auf Schliffflaschen abgelassen und für weitere Untersuchungen aufbewahrt. After the end of the condensation, the mixture was cooled under a gentle stream of nitrogen and that on Polyamide cooled to around 80 ° C on ground-glass bottles drained and retained for further investigation.

Versuchsreihe B IITest series B II

1500 g des jeweiligen Copolymerisate (AIIb und Alle) wurden mit 435 g Diäthyientriämin (98,5°/0ig) und 0,5 g Silikonöl als Antischaummittel unter Rühren und Überleiten, eines schwachen Stickstoffstromes IVa Stunden am wassergekühlten Rückflußkühler zum Sieden erhitzt, Dann wurde der wassergekühlte Rückflußkühler durch einen entsprechenden absteigenden Kühler ersetzt und unter weiterem Erhitzen des Reaktionsgemisches das frei werdende Wasser abdestilliert.1500 g of the respective copolymers (AIIb and all) were mixed with 435 g Diäthyientriämin (98.5 ° / 0 solution) and 0.5 g of silicone oil as antifoam under stirring and passing, a weak stream of nitrogen IVa hours a water-cooled reflux condenser, heated to boiling, then the water-cooled reflux condenser was replaced by a corresponding descending condenser and the water released was distilled off with further heating of the reaction mixture.

Sobald die zu erwartende .Wassermenge übergegangen war, wurde an einer aus dem Reaktionsgemisch entnommenen Probe die Säurezahl bestimmt. Es zeigte sich in allen Fällen, daß. sie bei obiger Arbeitsweise auf unter 5 gesunken war.As soon as the amount of water to be expected had passed over, one was removed from the reaction mixture The acid number is determined from the sample taken. It was found in all cases that. it on in the above way of working had dropped below 5.

Das entstandene Polyamid wurde unter schwachem Stickstoffstrom auf etwa 8O0C gekühlt,, sodann auf Schliffflaschen abgelassen und für die weiteren Untersuchungen aufbewahrt.The resulting polyamide was cooled under a gentle stream of nitrogen to about 8O 0 C ,, then to cut bottles drained and saved for further studies.

Die in den Versuchsreihen B I und BII erhaltenen Polyamide wurden auf folgende Eigenschaften und Kennzahlen untersucht:The polyamides obtained in the test series B I and BII were tested for the following properties and Key figures examined:

Aussehen, besonders Transparenz;Appearance, especially transparency;

Farbe (G a r d η e r);Color (G a r d η e r);

Viskosität bei 25 0C (Viskowaage);Viscosity at 25 0 C (Viskowaage);

Säurezahl; 5<>Acid number; 5 <>

Aminzahl.Amine number.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengefaßt :The results are summarized in the following table 5:

Tabelle 5Table 5

6060

Poly
amid
nach
Poly
amide
after
Farbe
(Gard
ner)
color
(Gard
ner)
Säure
zahl
acid
number
Amin
zahl
Amine
number
Viskosität
in cP bei
25° C
viscosity
in cP at
25 ° C
AussehenLook
BTa ...
BIb ...
BIc ...
BIIb ..
BiIc ..
BTa ...
BIb ...
BIC ...
BIIb ..
BiIc ..
8
10
10
10
12
8th
10
10
10
12th
2,1
1,7
3.1
2,7
2,5
2.1
1.7
3.1
2.7
2.5
270
290
287
272
266
270
290
287
272
266
3100
11400
9 600
8 000
9 500
3100
11400
9 600
8,000
9 500
klar
I trübe,
Γ halbfest
clear
I cloudy,
Γ semi-solid

6565

Während sämtliche radikalisch oder thermisch erzeugte Copolymerisate mit Diäthyientriämin trübe und hochviskose bzw. halbfeste Polyamide ergaben, wurde aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden kationisch erzeugten Copolymer isät ein;'klares*' "blankes Polyamid mit einer niedrigen Viskosität erhalten. Die obigen trüben Polyamide lieferten mit Epoxyharzen ebenfalls trübe Härtungsprodukte. Ein besonders-.deutlicher Unterschied zeigte sich in der Beständigkeit-dieser trüben und nichttrüben Härtungsprodukte gegenüberWhile all the free-radical or thermally produced copolymers with diethyientriamine resulted in cloudy and highly viscous or semi-solid polyamides, the cationically produced copolymer to be used according to the invention was converted into a ; Obtained 'clear *'"bare polyamide with a low viscosity. The above opaque polyamides also gave opaque curing products with epoxy resins. A particularly, clear difference was shown in the resistance to these opaque and non-cloudy curing products

Xylol,,, ■ .-'.:...ΊΥ- ■ . ■ '.. ''>■'-'. ■ . ·'.· Die Erfindung .wird in den folgenden Beispielen näher erläutert: . ■; v : Xylene ,,, ■ .- '.: ... Ί Υ- ■ . ■ '.. ''>■' - '. ■. . · '· The invention .If in the following examples further explained. ■; v:

'' a) Herstellung des Ausgangspro.dukts'' a) Manufacture of the starting product

Isomerisierter Sojaölfettsäuremethylester, der 56% konjugiert-ungesättigten Fettsäuremethylester enthielt, wurde mit Styrol im Verhältnis 1,12 Mol Styrol pro Mol konjugiert-ungesättigten Fettsäuremethylester kationisch copolymerisiert. Nach destillativer Entfernung der bei 0,6 Torr bis 260° C flüchtigen Anteile resultierte ein im wesentlichen aus einem araliphatischen Dicarbonsäuremethylester bestehendes Produkt von schwachgelber Farbe, dessen Menge einer Ausbeute von 65% der eingesetzten Ausgangsstoffe entsprach. Seine Verseifungszahl betrug 148,2, entsprechend einem Äquivalentgewicht von 378.,Isomerized soybean oil fatty acid methyl ester containing 56% conjugated-unsaturated fatty acid methyl ester, was with styrene in a ratio of 1.12 moles of styrene per mole of conjugated-unsaturated fatty acid methyl ester cationically copolymerized. After removal of the volatile components at 0.6 torr to 260 ° C. by distillation the result was a product consisting essentially of an araliphatic dicarboxylic acid methyl ester of pale yellow color, the amount of which a yield of 65% of the starting materials used corresponded. Its saponification number was 148.2, corresponding to an equivalent weight of 378.,

Beispiel 1example 1

■ 38 kg des nach a) erhaltenen Produkts und 3 kg Äthylendiamin (etwa 98%ig) (Äquivalentverhältnis etwa 1:1) wurden unter; Rühren und Stickstoff auf 1200C erhitzt und 1 Stunde unter Rückfluß bei dieser Temperatur gehalten. Während der anschließenden Destillation des in-Freiheit gesetzten Methanols wurde die Temperatur des Reaktionsgemisches im Verlauf von 4 Stunden allmählich auf 200bis 220°C gesteigert und noch 1 Stunde auf dieser Höhe gehalten. Dabei fielen insgesamt. 3,2 kg Destillat an, die aus 3,1 kg Methanol und etwa 100 g Äthylendiamin bestanden, was der theoretisch/zu erwartenden Menge entsprach. Nach dem Abkühlen auf etwa 13O0C unter Stickstoff wurde der Inhalt des Reaktionsbehälter in eine flache Metallschale, die mit einem Überzug aus Polyfluoräthylen versehen war, entleert und nun vollständig erkalten gelassen. Das Polyamid war von hellgelber Farbe, glasklar und besaß eine Aminzahl < 5. Es schmolz bei 90 bis 92° C und hatte die Viskosität 843 cP bei 1500C, gemessen im Rotationsviskosimeter.38 kg of the product obtained according to a) and 3 kg of ethylenediamine (about 98%) (equivalent ratio about 1: 1) were under; Stirring and nitrogen heated to 120 0 C and kept under reflux at this temperature for 1 hour. During the subsequent distillation of the liberated methanol, the temperature of the reaction mixture was gradually increased to 200 to 220 ° C over the course of 4 hours and held at this level for a further 1 hour. It fell overall. 3.2 kg of distillate, which consisted of 3.1 kg of methanol and about 100 g of ethylenediamine, which corresponded to the theoretical / expected amount. After cooling to about 13O 0 C under nitrogen, the contents of the reaction container in a flat metal shell, which was provided with a coating of polyfluoroethylene was emptied and allowed to cool now complete. The polyamide was light yellow in color, crystal clear and had an amine number <5. It melted at 90 to 92 ° C and had the viscosity 843 cps at 150 0 C, as measured in a rotational viscometer.

Zur Prüfung der Hitze- und Oxydationsstabilität dienten Proben von jeweils etwa 100 g, die in Petrischalen auf 160 bzw. 220° C längere Zeit unter Luftzutritt erhitzt wurden. Die bei 160°C gehaltenen Proben hatten sich nach 20 Stunden weder sichtbar noch in ihrer Viskosität merklich verändert. Die bei 220° C gehaltenen Proben waren nach 3 Stunden merklich verfärbt und schieden nach 3V2 Stunden einzelne bräunliche Flocken ab, während die Viskosität in 4 Stunden von 843 auf 2176 cP, gemessen bei 1500C, anstieg.To test the heat and oxidation stability, samples of about 100 g each were used, which were heated in Petri dishes to 160 or 220 ° C for a longer period with the access of air. The samples kept at 160 ° C. had changed neither visibly nor noticeably in their viscosity after 20 hours. The samples held at 220 ° C were significantly discolored after 3 hours and left to individual 3V2 hours brownish flakes, while the viscosity in 4 hours from 843 to 2176 cP, measured at 150 0 C increase.

Demgegenüber zeigte ein Polyamid, das aus handelsüblichen dimeren Fettsäuren und Äthylendiamin im Äquivalentverhältnis 1:1 hergestellt worden war, bereits nach V^tündigem Aufbewahren bei 2000C an der Luft Hautbildung und war nach IV2 Stunden geliert. In contrast, a polyamide, the dimeric from commercially available fatty acids and ethylenediamine was used in an equivalent ratio of 1: 1 was prepared, after tündigem V ^ Store at 200 0 C in air skinning and was gelled after IV2 hours.

Araliphatische Dicarbonsäuremethylester bzw. Dicarbonsäuren, die durch kationische Copolymerisation von Holzölfettsäuremethylester oder von dehydrati-Araliphatic dicarboxylic acid methyl esters or dicarboxylic acids, which are produced by cationic copolymerization of wood oil fatty acid methyl ester or of dehydrated

sierter Rizinusölfettsäure mit Mischungen aus Styrol und a-Methylstyrol (90 Teile Styrol zu 10 Teile oc-Methylstyrol) hergestellt worden waren, ergaben bei der Kondensation mit Äthylendiamin, wie sie vorstehend beschrieben ist, Polyamide mit praktisch gleichen Eigenschaften.Sated castor oil fatty acid with mixtures of styrene and α-methylstyrene (90 parts of styrene to 10 parts of oc-methylstyrene) produced upon condensation with ethylenediamine as above is described, polyamides with practically the same properties.

B eispiel2Example2

m 38 kg des nach a) erhaltenen Produkts und 6 kg Äthylendiamin (etwa 98°/0ig) (Äquivalentverhältnis etwa 1:2) wurden unter den Bedingungen des Beispiels 1 kondensiert. Dabei fielen insgesamt 3,3 kg Destillat an, die aus 3,1kg Methanol und 200 g Äthylendiamin bestanden. Das erhaltene Polyamid war eine bei gewöhnlicher Temperatur weiche Masse und hatte die Aminzahl 121; seine Viskosität betrug etwa 6OcP bei 1500C, gemessen mit dem Rotationsviskosimeter. M 38 kg of the product obtained according to a) and 6 kg of ethylene diamine (about 98 ° / 0 ig) (equivalent ratio of about 1: 2) were condensed under the conditions of Example 1. Fig. This resulted in a total of 3.3 kg of distillate, which consisted of 3.1 kg of methanol and 200 g of ethylenediamine. The polyamide obtained was a material that was soft at ordinary temperature and had an amine number of 121; its viscosity was about 6OcP at 150 0 C, measured with a rotational viscometer.

Eine bei 16O0C unter Luftzutritt gehaltene Probe war nach 16 Stunden nicht merklich verändert. Lediglich die Viskosität war auf 190 cP (gemessen bei 1500C) gestiegen. Nach 7stündigem Erhitzen auf 2200C unter sonst gleichen Bedingungen war nur eine Braunfärbung der Probe zu beobachten, während die Viskosität ebenfalls nur auf 19OcP (gemessen bei 1500C) gestiegen war. Weitere Veränderungen, wie Hautbildung oder Abscheidung von unschmelzbar gewordenen Anteilen, waren nicht eingetreten.A held at 16O 0 C with access of air sample was not changed appreciably after 16 hours. Only the viscosity had risen to 190 cP (measured at 150 ° C.). After 7stündigem heating at 220 0 C under otherwise identical conditions only a brown coloration of the sample was observed, while the viscosity was also only 19OcP (measured at 150 0 C) increased. There were no further changes, such as skin formation or the separation of parts that had become infusible.

Demgegenüber war ein Polyamid, das aus handelsüblichen dimeren Fettsäuren bei sonst gleicher Zusammensetzung hergestellt worden war, bereits nach 7stündigem Erhitzen auf 2200C vollständig geliert. Dieses Polyamid hatte ursprünglich eine Viskosität von 1170 cP, die bereits nach 2stündigem Erhitzen auf 220°C auf 2475 cP gestiegen war (gemessen bei 150° C).In contrast, was a polyamide which had been prepared from commercially available dimeric fatty acids with an otherwise identical composition completely gelled at 220 0 C after 7stündigem heating. This polyamide originally had a viscosity of 1170 cP, which after 2 hours of heating at 220 ° C. had already risen to 2475 cP (measured at 150 ° C.).

Bei s ρ i el 3At s ρ i el 3

75 kg des nach a) erhaltenen Produkts und 7,6 kg Äthylendiamin (etwa 98°/otg) wurden bei 16O0C zunächst unter den Bedingungen des Beispiels 1 kondensiert. Nach Zugabe von 5 kg Sebacinsäure wurde die Kondensation bei 200 bis 220° C innerhalb von 2 Stunden zu Ende geführt. Dabei fielen insgesamt 9 1 eines aus Wasser und Methanol bestehenden Destillats an. Das erhaltene Polyamid war bei gewöhnlicher Temperatur klarflüssig und glashart. Seine Aminzahl lag unter 3 und seine Säurezahl bei etwa 10; der Schmelzpunkt betrug 150 bis 1550C.75 kg of the product obtained according to a) and ethylenediamine (7.6 kg about 98 ° / o tg) were stirred at 16O 0 C first condensed under the conditions of Example 1. Fig. After the addition of 5 kg of sebacic acid, the condensation at 200 to 220 ° C. was completed within 2 hours. This resulted in a total of 9 liters of a distillate consisting of water and methanol. The polyamide obtained was clear and as hard as glass at ordinary temperature. Its amine number was below 3 and its acid number about 10; the melting point was 150 to 155 ° C.

Durch Erhöhung der Anteile an Äthylendiamin und Sebacinsäure im Äquivalentverhältnis bis zu 9,1 bzw. 10,1 kg wurden unter sonst gleichen Bedingungen Polyamide erhalten, die einen oberen Schmelzpunkt von etwa 2000C aufwiesen. Eine Probe des bei 150 bis 155°C schmelzenden Polyamids zeigte nach lstündigem Erhitzen auf 2200C an der Luft eine leichte Hautbildung und war nach weiteren 3 Stunden geliert. Aus handelsüblichen dimeren Fettsäuren hergestellte Polyamide des gleichen Typs schieden sogleich nach dem Aufschmelzen unschmelzbar gewordene Anteile ab.
Die Stabilitätseigenschaften dieser nach Beispiel 3 hergestellten Polyamide kommen noch deutlicher zum Ausdruck, wenn man sie mit dem im Beispiel 2 beschriebenen Polyamid mischt. Beispielsweise zeigte ein Gemisch aus 50 Teilen eines gemäß Beispiel 3 hergestellten Polyamids mit dem Schmelzpunkt 155°C und 50 Teilen eines Polyamids gemäß Beispiel 2 bei 24stündigem Erhitzen an der Luft auf 160 sowie 2200C keinerlei Veränderung, von einer leichten Braunfärbung abgesehen. Aus handelsüblichen dimeren Fettsäuren hergestellte analoge Polyamidgemische dagegen bildeten bereits bei 8stündigem Erhitzen an der Luft auf 1600C eine Haut und waren nach 8stündigem Erhitzen auf 220° C vollständig geliert.
By increasing the proportions of ethylenediamine and sebacic acid in the equivalent ratio of up to 9.1 and 10.1 kg, respectively, under otherwise identical conditions, polyamides were obtained which had an upper melting point of about 200 ° C. A sample of the melt at 150 to 155 ° C polyamide pointed lstündigem heating at 220 0 C in air, a slight skin formation and gelled after a further 3 hours. Polyamides of the same type made from commercially available dimeric fatty acids separated out immediately after melting that they had become infusible.
The stability properties of these polyamides produced according to Example 3 are even more clearly expressed when they are mixed with the polyamide described in Example 2. For example, a mixture of 50 parts showed a polyamide prepared according to Example 3 with the melting point 155 ° C and 50 parts of a polyamide, for example 2 except in accordance with 24 hours, heating in air at 160 and 220 0 C, no change of a light brown coloration. From commercial dimeric fatty acids analog polyamide mixtures produced on the other hand in air at 160 0 C were already at heating for 8 hours a skin had completely gelled after 8 hours of heating at 220 ° C.

B e i s ρ i e 1 4B e i s ρ i e 1 4

93 kg des nach a) erhaltenen Produkts und 26,6 kg Diäthylentriamin (etwa 95°/oig) (Molverhältnis etwa 1:2) wurden unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen kondensiert. Dabei fielen insgesamt 10 1 Methanol und 50 g Diäthylentriamin als Destillat an. Das Reaktionsprodukt war bei Zimmertemperatur flüssig und von balsamartiger Konsistenz. Seine Aminzahl betrug 283, seine Viskosität 5300 cP (gemessen bei 5O0C).Of the product obtained in a) and 26.6 kg of diethylene triamine (93 kg about 95 ° / o solution) (molar ratio about 1: 2) were condensed under the conditions described in Example 1 conditions. A total of 10 l of methanol and 50 g of diethylenetriamine were obtained as distillate. The reaction product was liquid at room temperature and had a balsamic consistency. Its amine value was 283, its viscosity 5300 cP (measured at 5O 0 C).

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Polyamiden durch Kondensation von mehrwertigen organischen Aminen mit mehrbasischen araliphatischen Carbonsäuren oder deren Estern mit einwertigen Alkoholen, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthalten, gegebenenfalls unter Zusatz von Adipinsäure, Sebacinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure oder von polymeren Fettsäuren, dadurch g e kennzeichnet, daß man solche mehrbasische araliphatische Carbonsäuren oder deren Ester verwendet, die durch kationische Copolymerisation von 1 Mol ungesättigten Fettsäuren mit konjugierter Doppelbindung oder deren Estern mit einwertigen, 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoholen bzw. deren Gemischen mit gesättigten oder isoliert-ungesättigten Fettsäuren oder deren Fettsäureestern, mit 0,1 bis 5 MoI Styrol oder dessen Homologen in Gegenwart von die kanonische Copolymerisation beschleunigenden und die radikalische Copolymerisation hemmenden Stoffen unter allmählicher Erhöhung der Temperatur auf 50 bis 1500C und dann weiteres Erhitzen bis auf 18O0C bis zur Beendigung der Copolymerisation hergestellt worden sind.Process for the preparation of polyamides by condensation of polybasic organic amines with polybasic araliphatic carboxylic acids or their esters with monohydric alcohols containing 1 to 4 carbon atoms, optionally with the addition of adipic acid, sebacic acid, isophthalic acid, terephthalic acid or polymeric fatty acids, characterized in that such polybasic araliphatic carboxylic acids or their esters are used, which by cationic copolymerization of 1 mole of unsaturated fatty acids with conjugated double bond or their esters with monohydric alcohols containing 1 to 4 carbon atoms or their mixtures with saturated or isolated-unsaturated fatty acids or their fatty acid esters with 0.1 to 5 mol styrene or its homologues in the presence of substances which accelerate the canonical copolymerization and which inhibit free radical copolymerization, with the temperature gradually increasing to 50 to 150 ° C. and then further Heating have been produced up to 18O 0 C until completion of the copolymerization.

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