DE1520933C3 - Verfahren zur Herstellung von Copolyamiden und deren Verwendung als Schmelzkleber - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Copolyamiden und deren Verwendung als SchmelzkleberInfo
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Description
Die Herstellung von Polyamiden aus dimerisierten Fettsäuren und Diaminen, wie Äthylendiamin, ist bekannt.
Diese Polyamide sind jedoch spröde und finden aus diesem Grunde nur eine beschränkte Anwendungsmöglichkeit als Schmelzkleber, zumal ihre Schälfestigkeiten
sehr gering sind. Es ist auch bekannt, in diese Polyamide eine weitere Dicarbonsäure zusätzlich einzubauen,
wodurch zwar höhere Erweichungspunkte, jedoch keine Verbesserung der Klebeigenschaften erzielt
werden. Fernerhin haben solche Schmelzkleber auf dem Markt Eingang gefunden, die durch Verschmelzen
eines neutralen. Polyamids der oben beschriebenen Art mit einem Polyaminoamid mit Aminzahlen
um 100 erhalten werden. Auch diese Kombinationen bewirken keine wesentliche Verbesserung der
Klebeigenschaften.
Gemäß der belgischen Patentschrift 631 245 aus polymeren Fettsäuren, die mehr als 80 Gewichtsprozent,
z. B. 99 Gewichtsprozent, dimere Fettsäuren neben monomeren und trimeren Fettsäuren in bestimmten
Verhältnissen zueinander enthalten, Dicarbonsäuren und Äthylendiamin oder 1,3-Diaminopropan hergestellte
Polyamide weisen in bezug auf entsprechende, jedoch mit polymeren Fettsäuren, deren Gehalt an
dimeren Fettsäuren unterhalb von 80 Gewichtsprozent Hegt, hergestellte Polyamide verbesserte mechanische
Eigenschaften, wie eine erhöhte Dehnbarkeit, auf. Mit diesen Verbesserungen geht jedoch keine nennenswerte
Verbesserung der Klebeigenschaften, insbesondere der Schälfestigkeit, einher.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt hingegen zu Copolyamiden mit wesentlich verbesserten Klebeigenschaften,
die insbesondere als Schmelzkleber mit hohen Schälfestigkeiten Verwendung finden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Copolyamiden durch Polykondensation bei Temperaturen
zwischen 180 und 250° C von Diaminen mit polymeren Fettsäuren oder deren Estern, deren Gehalt
an dimeren Fettsäuren 90 bis 100% beträgt, und mit Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure
oder Terephthalsäure oder deren Estern, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Monocarbonsäuren
als Viskositätsregler, ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Diaminkomponente ein Gemisch aus Äthylendiamin
und Hexamethylendiamin, Nonamethylendiamin oder dem Isomerengemisch des 9,10-Aminomethyl-stearylamins
verwendet, wobei das Äquivalenzverhältnis zwischen dem Äthylendiamin und dem mitverwendeten Diamin 0,7 : 0,3 bis 0,5 : 0,5 beträgt.
ίο Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten
polymeren Fettsäuren, deren Gehalt an dimeren Fettsäuren 90 bis 100%, insbesondere 95 bis 100%, beträgt,
sind in bekannter Weise aus natürlichen gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren, die eine oder
mehrere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppel- oder Dreifachbindungen aufweisen, erhältlich und enthalten,
falls sie nicht ausschließlich aus den dimeren Fettsäuren bestehen, außer den dimeren Fettsäuren noch
wechselnde Mengen monomerer und trimerer Fettsäuren. Wenn ihr Gehalt an trimeren Fettsäuren zu
hoch ist, werden nicht nur die Schmelzviskosität und die Schälfestigkeit ungünstig beeinflußt, es nimmt auch
die Gelierungstendenz zu. Die Verwendung eines.Gemisches aus 95% dimerer Fettsäure und 5% trimerer
Fettsäure führt zu einer Gelierung bei der Ujnsetzung
mit dem erfindungsgemäß zu verwendenden' Diamingemrsch.
Schon ein 50%iger Ersatz der in diesem Gemisch enthaltenen trimeren Fettsäure.durch monomere
Fettsäure verhindert die Gelierung.
Obwohl hohe Schmelzviskositäten gute Klebeigenschaften bewirken, sind aus Gründen einer besseren
Handhabung vielfach niedrigere Viskositäten erforderlich. Dies kann beim erfindungsgemäßen Verfahren
durch die Mitverwendung von Monocarbonsäuren als Viskositätsregler erreicht werden, wobei als Monocarbonsäuren
insbesondere ungesättigte Fettsäuren verwendet werden, da sie die Schälfestigkeitseigenschaften
der erfindungsgemäß hergestellten Copolyamide günstig beeinflussen.
Die in die erfindungsgemäß hergestellten Copolyamide eingebaute Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure,
Sebacinsäure oder Terephthalsäure beeinflußt die Erweichungspunkte dieser Copolyamide und, verbessert
beim Einbau geringer Mengen nicht nur ihre mechanischen Eigenschaften, sondern zusätzlich auclihre
Schälfestigkeiten. Ein steigender Einbau dieser Co-Dicarbonsäuren über eine optimale Menge hinaus
verschlechtert dann zwar die Schälfestigkeit, verbessert dagegen die Kohäsionseigenschaften und
steigert den Erweichungspunkt, wobei ein Kompromiß geschlossen werden kann zwischen dem erforderlicher
Erweichungspunkt, den kohäsiven sowie den adhäsiven Eigenschaften. Die Co-Dicarbonsäuremengc
kann z. B. bei der Adipinsäure bis zu 15%, bezoger auf die dimere Fettsäure, betragen. Ein höherer Gehal·.
als 15 % wirkt sich auf die Schälfestigkeiten bereits ungünstig aus. Bei der Sebacinsäure ist wegen ihrer
größeren Kettenlänge ein etwas höherer Gehalt zu wählen, um etwa die gleichen Erweichungspunkte zu
erzielen.
Eine weitere Möglichkeit, die Erweichungspunkte der erfindungsgemäß hergestellten Copolyamide ii
einem gewissen Bereich zu variieren, besteht in de· Wahl des neben dem Äthylendiamin verwendetei
längerkettigen Co-Diamins.
Die Polykondensation erfolgt in bekannter Weis> bei Temperaturen zwischen 180 und 250° C, insbeson
dere bei 2300C, und wird zweckmäßig in den letztei
1 bis 2 Stunden im Vakuum von 15 bis 20 Torr durchgeführt. An Stelle der freien Säuren können auch
deren Ester, wie Methyl- und Äthylester, eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß hergestellte Copolyamide haben Schmelzklebereigenschaften, die über längeren Zeitraum
hinweg stabil bleiben. Verklebungswerte sinken auch nach Alterung nicht unter die Anfangswerte ab.
400 g 99 %ige dimere Fettsäure (Verseifungszahl 197)
wurden mit 52 g Adipinsäure und 49,4 g Hexamethylendiamin (Aminzahl 964) vermischt, und nach
Erwärmen auf 600C wurden 38,3 g Äthylendiamin
(Aminzahl 1865) zugesetzt.
(Äthylendiamin: Hexamethylendiamin
= 0,6 : 0,4 Äquivalente).
= 0,6 : 0,4 Äquivalente).
Innerhalb von 2 Stunden wurde die Reaktionstemperatur auf 230° C gebracht und 4 Stunden bei
dieser Temperatur belassen. Während der letzten 2 Stunden wurde ein Vakuum von etwa 20 mm Hg angelegt.
Das erhaltene Copolyamid wies eine Aminzahl von 2,7 und eine Säurezahl von 1,6 auf. Der Erweichungspunkt
betrug 172° C. Das Produkt zeigte eine Schälfestigkeit von 7,78 kg/cm (gemessen an Stahl).
Weitere Copolyamide wurden in analoger Weise dargestellt und sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Weitere Copolyamide wurden in analoger Weise dargestellt und sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
| . Beispiel | Dimere Fettsäure | Kettenabbrecher | Co-Dicarbonsäure | Sebacinsäure | Äthylendiamin |
| 2 | 400 g (96%) | 40 g Adipinsäure | 41,3 g | ||
| 3 | 400 g (96%) | 20 g Stearinsäure | 10 g Adipinsäure | 32,8 g ._. | |
| 4 | 400 g (9.6%) | 16 g Sojaölfettsäure | 52 g Adipinsäure | 39,35"g | |
| ' 5 | 400 g (96%) | 16 g Stearinsäure | 52 g Adipinsäure | 39,5 g | |
| 6 | 400 g (96%) | 20 g Sojaölfettsäure | 12 g Adipinsäure | • 29,6 g | |
| 7 | 400 g (96%) | '- — | 16 g Adipinsäure | ' 24,5 g | |
| 8 | 400 g (96%) | — | 24 g Adipinsäure | 36,7 g · | |
| 9 | 400 g (96%) | — | 40 g Adipinsäure | 41,3 g | |
| 10 | 420 g Dimethylester | — | 23,73 g Terephthalsäure- | 35,3 g | |
| der dimeren | dimethylester | ||||
| Fettsäure | J ■-. ,·· | ||||
| 11 | 400 g (96%) | — | 38,1g |
| Beispiel | Co-Diamin | Äquivalenz verhältnis der Diamine |
Aminzahl | Säurezahl | Erweichungs punkt |
Schälfestigkeit kg/cm |
| 2 | 34,5 g HDA | 0,7:0,3 . | 2,11 | 2,20 | 170° C | 5,43 |
| 3 | 27,3 g HDA | 0,7:0,3 | 2,03 | 2,00 | 125° C | 4,70 |
| 4 | 50,75 g HDA | 0,6:0,4 | 2,50 | 1,62 | 173°C | 7,41 ' |
| 5 | 50,8 g HDA | 0,6:0,4 | 2,75 | 1,49 | 174° C | 4,56 |
| 6 | 38,2 g HDA | 0,6:0,4 | 1,73 | 1,91 | 1170C | 5,24 |
| 7 | 65,0 g NDA | 0,5:0,5 | 1,90 | 2,62 | 980C | 6,13 |
| 1 8 | 78,5 g AMStA | 0,7:0,3 | 2,80 | 4,43 | 1660C | 8,48 |
| 9 | 88,4 g AMStA | 0,7:0,3 | 2,22 | 4,49 | 195°C | 5,69 |
| 10 | 29,2 g HDA | 0,7:0,3 | 2,69 | 2,34 | 171° C | 4,80 |
| 11 | 31,5 g HDA | 0,7:0,3 | 2,50 | 2,15 | 135°C | 5,30 |
HDA = Hexamethylendiamin.
NDA = Nonamethylendiamin.
AMStA = Isomerengemisch des 9,10-Aminomethyl-stearyl-amins.
NDA = Nonamethylendiamin.
AMStA = Isomerengemisch des 9,10-Aminomethyl-stearyl-amins.
Die folgenden Vergleichsversuche sollen den Unterschied zu den Schälfestigkeiten der erfindungsgemäß hergestellten
Copolyamide aufzeigen:
| Beispiel | Dimere Fettsäure | Kettenabbrecher | Co-Dicarbonsäure | Äthylendiamin |
| A B C |
400 g (96%) 400 g (96%) 400 g (75%) |
— | 16 g Adipinsäure 40 g Adipinsäure |
42,5 g 49,1 g 35,3 g |
| Beispiel | Co-Diamin | Äquivalenz verhältnis der Diamine |
Aminzahl | Säurezahl | Erweichungs punkt |
Schälfestigkeit kg/cm |
| A B C |
45,9 g HDA | 0,6:0,4 | 2,99 2,46 3,09 |
2,40 4,08 1,80 |
105° C 179° C 162°C |
1,42 1,53 1,13 |
J ·-. y
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Copolyamiden durch Polykondensation bei Temperaturen zwischen
180 und 250° C von Diaminen mit polymeren Fettsäuren oder deren Estern, deren Gehalt an
dimeren Fettsäuren 90 bis 100% beträgt, und mit Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure
oder Terephthalsäure oder deren Estern, gegebenenfalls unter Mitverwendung von Monocarbonsäuren
als Viskositätsregler, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Diaminkomponente ein Gemisch aus Äthylendiamin und
Hexamethylendiamin, Nonamethylendiamin oder dem Isomerengemisch des 9,10-Aminomethylstearyl-amins
verwendet, wobei das Äquivalenzverhältnis zwischen dem Äthylendiamin und dem mitverwendeten Diamin 0,7 : 0,3 bis 0,5 : 0,5 beträgt.
2. Verwendung der nach Anspruch 1 hergestellten Copolyamide als Schmelzkleber.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DESC035202 | 1964-05-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1520933C3 true DE1520933C3 (de) | 1976-02-05 |
Family
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