DE1594008C3 - Verwendung von Polyamidharzen als Klebstoffe - Google Patents
Verwendung von Polyamidharzen als KlebstoffeInfo
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Description
a) einem Diamin der allgemeinen Formel
H2N- R' — NH2
H2N- R' — NH2
worin R' ein zweiwertiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen
ist,
b) einer Dicarbonsäure oder einem Dicarbonsäureester der allgemeinen Formel
R'OOC — R — COOR"
Mischpolymere aus Gemischen von polymeren Fettsäuren und anderen mehrwertigen Säuren sind bekannt.
In der USA.-Patentschrift 2 450 940 beschreibt C ο w a η eine Anzahl verschiedener derartiger Mischpolymere.
Von besonderem Interesse sind die Mischpolymeren, welche größere Mengen von polymeren
Fettsäuren enthalten, die mit kleineren Mengen einer mehrwertigen Säure wie z. B. Sebacin- oder Adipinsäure
gemischt und mit einem aliphatischen Diamin wie z. B. 1,2-Diaminoäthan umgesetzt werden. Die
spezifischen Eigenschaften dieser Materialien sind weitgehend von den einzelnen Reaktionsteilnehmern,
d ren Mengenverhältnissen und von den Reaktionsbadingungen
abhängig. Ein typisches, nach der genannten USA.-Patentschrift hergestelltes Mischpolymer
würde aus etwa 100 Teilen polymeren Fettsäuren, etwa 10 Teilen Sebacinsäure und etwa 14 Teilen
1,2-Diaminoäthan bestehen. Die Reaktion kann während etwa 1 bis 5 Stunden bei Temperaturen von
bis 300°C bei atmosphärischem Druck durchgeführt werden; während dieser Zeit läßt man das
worin R einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und R"
Wasserstoff oder aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, und
c) polymeren Fettsäuren mit einem Dimerfettsäuregehalt von über 80 Gewichtsprozent besteht, in
denen das Mengenverhältnis der trimeren zu den monomeren Fettsäuren — eingetragen in einem
rechtwinkligen Koordinatensystem, auf dessen Abszisse der Gehalt an dimeren Fettsäuren in
Gewichtsprozent linear und auf dessen Ordinate das Mengenverhältnis von trimeren zu monomeren
Fettsäuren logarithmisch aufgetragen ist — innerhalb des trapezförmigen Bereiches liegt, der
von den Punkten A (80%; 1,2), B (80%; 1,8), C (100%; 50) und D (100%; 0,1) gebildet wird,
zum Verkleben von Gegenständen.
Im Gegensatz zu den bisher üblichen Mischpolyamidharzen, zeigen die erfindungsgemäß verwendeten
Harze hohe Schmelzviskositäten, welche ein hohes Molekulargewicht anzeigen. Der Schmelzpunkt jedoch
bleibt im Vergleich zu den bisher üblichen Mischpolyamiden im Grunde unverändert, und die Zugfestigkeit
bleibt erhalten oder wird überraschend verbessert. Die Dehnung dagegen verbessert sich vom Wert 0 bei den
bisher üblichen Harzen auf einen so hohen Wert wie z. B. 300 und sogar 400%. Das Ergebnis sind hoch
schmelzende, zähe, nicht spröde Polymere mit hohem Molekulargewicht, welche als" Bestandteile in besonderen
Klebstoffen besonders geeignet sind.
Die Figur ist eine graphische Darstellung, welche den Bereich ABCD zeigt, der die Grenzen des Trimer-Polymer-Verhältnisses der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Fettsäuren definiert.
Die Figur ist eine graphische Darstellung, welche den Bereich ABCD zeigt, der die Grenzen des Trimer-Polymer-Verhältnisses der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Fettsäuren definiert.
Die Mischpolyamidharze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, stammen aus einem
Gemisch von polymeren Fettsäuren und anderen mehrwertigen Säuren wie z. B. Sebacin- oder Adipinsäure.
Die verwendeten polymeren Fettsäuren enthalten jedoch mehr als 80% der dinieren Arten zusammen mit
sorgfältig gesteuerten Mengen der trimeren und monomeren Arten für die bisher üblichen polymeren Fettsäuren
im Bereich von 12% Monomer, 73% Dimer und 15% Trimer (wie die Destillation oder Chromatographie
in der Dampfphase anzeigt). Es ist tatsächlich überraschend, daß diese Änderung in der verwendeten
dimeren Fettsäure eine derartige phänomenale Änderung in den daraus abgeleiteten Mischpolyamidharzen
hervorruft.
Es wurde gefunden, daß es zur Erzielung der erforderlichen Festigkeit und hohen Biegsamkeit notwendig
ist, die bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polyamide als Ausgangsmaterialien verwendeten
polymeren Fettsäuren zu fraktionieren, um Dimersäurefraktionen mit mehr als 80 Gewichtsprozent Dimerfettsäure
herzustellen. Außerdem wurde gefunden, daß die Mengen und insbesondere die Mengenverhältnisse
der trimeren und monomeren Fettsäuren reguliert werden müssen. Wenn der Dimerfettsäuregehalt etwas
über 80 Gewichtsprozent liegt, muß das Trimer-Monomer-Verhältnis im allgemeinen innerhalb verhältnismäßig
enger Grenzen sorgfältig gesteuert werden. Es wurde die Erfahrung gemacht, daß bei einem Dimerfettsäuregehalt
von etwa 80% und einem Anstieg des Trimer-Monomer-Verhältnisses im wesentlichen über
etwa 1,8: 1 Polyamide entstehen, deren Schmelzviskosität zu hoch für die Verwendung in der Praxis
ist (oder es können sogar unschmelzbare »gelierte« Produkte entstehen). Sinkt jedoch andererseits das
Trimer-Monomer-Verhältnis auf unter etwa 1,2:1, so mangelt es den entstehenden Polyamiden an der erforderlichen
Biegsamkeit; sie sind spröde und im allgemeinen schlecht verwendbar. Es wurde gefunden,
daß bei einer Steigerung des Dimerfettsäuregehalts auf Mengen bedeutend über 80 Gewichtsprozent, z. B. bei
einem Dimerfettsäuregehalt von 95 % die Notwendigkeit der Steuerung des Trimer-Monomer-Verhältnisses
bedeutend verringert wird. Bei einem Dimerfettsäuregehalt von 95 Gewichtsprozent sind die daraus hergestellten
Polyamide der vorliegenden Erfindung innerhalb eines außerordentlich weiten Bereiches der
Trimer-Monomer-Verhältnisse höchst befriedigende Mischpolymere. Es wurden befriedigende Produkte
hergestellt, in welchen das Trimer-Monomer-Verhältnis nur etwa 0,30:1 bzw. 15 : 1 betrug. Über 95% ist
beim Trimer-Monomer-Verhältnis fast kein kritischer Punkt vorhanden. Im allgemeinen lassen sich befriedigende
Mischpolymere im Grunde bei jedem Trimer-Monomer-Verhältnis herstellen.
Eine Angabe des genauen Trimer-Monomer-Verhältnisses für jeden Dimerfettsäuregehalt durch ein
entsprechendes mathematisches Verhältnis ist nicht möglich. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
wurde gefunden, daß eine graphische Darstellung die Abgrenzung der vorliegenden Erfindung am deutlichsten
zeigt. Die Figur zeigt eine graphische Darstellung der Bereiche, innerhalb welchen sich befriedigende
Produkte nach der vorliegenden Erfindung herstellen lassen. Die Ordinate ist eine Logarithmenskala
des Trimer-Monomer-Verhältnisses. Die Abszisse ist eine lineare Skala des Dimerfettsäurengehalts
in Gewichtsprozent. Das im wesentlichen innerhalb
der Kurve ABCD abgegrenzte Gebiet schließt diejenigen in der vorliegenden Erfindung definierten Polyamide
ein, welche als befriedigende Klebstoffe angesehen werden. Der Bereich im wesentlichen außerhalb
des Gebiets ABCD enthält solche Polyamide, welche keine befriedigenden Klebstoffe sind. Produkte,
welche innerhalb der Grenze AD liegen, sind unbefriedigend, da sie spröde und unbiegsam sind. Solche,
welche oberhalb der Grenze BC liegen, sind unbefriedigend auf Grund einer hohen Schmelzviskosität
oder auf Grund der Tatsache, daß sie aus nicht ausziehbaren gelierten Polymeren bestehen. Der Zweckmäßigkeit
halber kann man den Punkt C auf etwa 50 (Trimer-Monomer-Verhältnis) festsetzen, was Dimerfettsäuren
mit sehr hoher Reinheit und sehr hohen Trimer-Monomer-Verhältnissen entspricht. Theoretisch
nähert sich der Punkt C im Unendlichen der Ordinate, sobald sich der Monomerfettsäuregehalt für
Polymerfettsäuren mit fast lOOprozentiger Reinheit Null nähert.
Die hier verwendete Bezeichnung »polymere Fettsäuren«
soll allgemein für polymerisierte Säuren gelten, die aus »Fettsäuren« erzielt wurden. Die Bezeichnung
»Fettsäuren« bezieht sich auf gesättigte, äthylenisch
as ungesättigte und acetylenisch ungesättigte, in der Natur
vorkommende und synthetische monobasische aliphatische Säuren mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen.
Die gesättigten, äthylenisch ungesättigten und acetylenisch ungesättigten Fettsäuren lassen sich im
allgemeinen durch etwas andere Verfahren polymerisieren, aber auf Grund der Funktionsähnlichkeit der
Polymerisationsprodukte werden sie im allgemeinen alle als »Polymerfettsäuren« bezeichnet.
Gesättigte Fettsäuren sind schwer zu polymerisieren, aber man kann die Polymerisation bei erhöhten
Temperaturen mit einem Peroxyd-Katalysator wie z. B. Di-t-Butylperoxyd erreichen. Auf Grund der im
allgemeinen niedrigen Ausbeuten der Polymerprodukte sind diese Materialien gegenwärtig ohne Bedeutung
für die Industrie. Geeignete gesättigte Fettsäuren sind verzweigt- und geradkettige Säuren wie
z. B. Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Isopalmitinsäure,
Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure und Lignocerinsäure.
Die äthylenisch ungesättigten Säuren lassen sich viel leichter polymerisieren. Dabei können katalytische
oder nichtkatalytische Polymerisationsverfahren angewandt werden. Die nichtkatalytische Polymerisation
erfordert im allgemeinen eine höhere Temperatur. Geeignete Katalysatoren für die Polymerisation sind
saure oder alkalische Tone, di-t-Butylperoxyd, Bortrifluorid
und andere Lewissäuren, Anthrachinon, Schwefeldioxyd u. dgl. Geeignete Monomere sind die
verzweigt-, geradkettigen. poly- und monoäthylenisch ungesättigten Säuren wie z. B. 3-Octensäure, 11-Dodecensäure,
Linderinsäure, Lauroleinsäure, Myristoleinsäure, Tsuzusäure, Palmitoleinsäure, Petroselinsäure,
Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Gadoleinsäure, Cetoleinsäure, Nervonsäure, Linolsäure, Linolensäure,
Eläostearinsäure, Hiragonsäure, Moroctinsäure, Timnodonsäure,
Eicosantetraensäure, Nisinsäure, Scoliodonsäure und Chaulmoograsäure.
Die acetylenisch ungesättigten Fettsäuren lassen sich durch einfaches Erhitzen der Säuren polymerisieren.
Die Polymerisation dieser stark reaktionsfähigen Materialien findet in der Abwesenheit eines
Katalysators statt. Die acetylenisch ungesättigten
5 6
Säuren treten nur selten in der Natur auf und ihre extraktion fraktionieren, so daß man Dimersäure-
synthetische Herstellung ist teuer. Aus diesem Grunde fraktionen mit mehr als 80 Gewichtsprozent erzielt,
besitzen sie gegenwärtig keine industrielle Bedeutung. Diese dimerreichen Fraktionen sind die Ausgangs-
Jede acetylenisch ungesättigte Fettsäure, und zwar materialien für die erfindungsgemäßen Mischpoly-
sowohl die geradkettige als auch die verzweigtkettige 5 amide.
und sowohl die mono-ungesättigte als auch die poly- Zwar haben die bei der vorliegenden Erfindung verungesättigte
eignet sich als nützliches Monomer für die wendeten Polymerfettsäuren einen verhältnismäßig
Herstellung der Polymerfettsäuren. Geeignete Beispiele hohen Dimergehalt, doch enthalten sie auch beträchtfür
diese Materialien sind 10-Undecincarbonsäure, liehe Mengen Monomer und Trimer. Copolyamide aus
Taririnsäure, Stearolsäure, Behenolsäure und Isamin- io Adipin- oder Sebacinsäure und Polymerfettsäuren
säure. sowie 1,2-Diaminoäthan lassen sich mit den beschrie-
Auf Grund ihrer leichten Verfügbarkeit und ihrer benen erwünschten Eigenschaften (hohe Zugfestigkeit
verhältnismäßig leichten Polymerisierbarkeit sind Öl- und hohe Dehnung) herstellen, wenn man polymere
säure und Linolsäure die bevorzugten Ausgangs- Fettsäuren verwendet, in welchen der trimere und/oder
materialien für die Herstellung der Polymerfettsäuren. 15 monomere Fettsäuregehalt sorgfältig innerhalb der in
Selbstverständlich bezieht sich die Bezeichnung der anliegenden graphischen Darstellung spezifizierten
»Polymerfettsäuren« auf Säuren und andere Derivate, Grenzen gesteuert wird. Die Tatsache, daß der Gehalt
die in der Lage sind, in einer Reaktion mit einem an Trimer- und/oder Monomerfettsäuren kritisch ist,
Diamin wie z. B. den niederen Alkoholestern von zeigt sich darin, daß die erfindungsgemäßen Misch-
Polymerfettsäuren Amide zu bilden. 20 polyamide Gelierung bei Verhältnissen der Trimer-
Die oben beschriebenen Polymerfettsäuren oder Fettsäuren zu Monomerfettsäuren zeigen, welche
Derivate kann man z. B. durch übliche Destillations- wesentlich über den von der Linie BC dargestellten
oder Lösungsmittelextraktionsverfahren fraktionieren. liegen und geringe Dehnung bei Verhältnissen zeigen,
Man kann sie vor oder nach der Destillation unter welche wesentlich unter den von der Linie AD dar-
Wasserstoffdruck in Anwesenheit eines Hydrierungs- 25 gestellten liegen. Die Gelierung kann man als jenen
katalysators hydrieren. Bereich definieren, in welchem das Mischpolyamid
Typische Zusammensetzungen von im Handel nicht mehr zu handhaben ist, oder die Schmelzerhältliches
Polymerfettsäuren, bezogen auf die unge- viskosität des Mischpolymeren erst bei Zersetzungssättigten
C18-Fettsäuren, sind: temperaturen desselben praktisch brauchbare Werte
_ ,.,„. , ι, ^,..,^^,30 erreicht, so daß seine Verwendbarkeit in Frage gestellt
C18-monobasische Sauren (»Monomer«) 5 bis 15 Ge- ist Schmelzviskositäten von 500 Poise bei 2750C
Wichtsprozent; wurden festgestellt. Bei dieser Temperatur vollzieht
C36-dibasische Säuren (»Dimer«) 60 bis 80 Ge- sich die Zersetzung des Produktes bereits ziemlich
wichtsprozent; rasch. Der Wert von 500 Poise bei 275° C dürfte
C54 (und höhere) (»Trimer«) mehrwertige Säuren 35 demnach die obere Grenze darstellen.
10 bis 35 Gewichtsprozent. Die im Zusammenhang mit den Dimersäuren zur
Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Co-
Die entsprechenden Mengenverhältnisse des Mono- polyamide eingesetzten zweiwertigen Säuren haben die
meren, Dimeren und Trimeren (oder höheren Verbin- allgemeinen Formel:
düngen) in unfraktionierten Polymerfettsäuren sind 40 COOR"
von der Art des Ausgangsmaterials und den Polymeri- /
sationsbedingungen abhängig. Für die Zwecke der ^x
vorliegenden Erfindung bezieht sich die Bezeichnung COOR"
monomere Fettsäure auf die unpolymerisierten monomeren Säuren oder Derivate, welche in den Polymer- 45 worin R einen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohfettsäuren anwesend sind; die Bezeichnung dimere lenstoffatomen und R" Wasserstoff oder einen Fettsäuren bezieht sich auf die dimeren Säuren oder niederen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis Derivate (welche durch die Dimerisierung von zwei 8 Kohlenstoffatomen wie z. B. die Alkylgruppen Me-Fettsäuremolekülen entstanden) und die Bezeichnung thyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Hexyl und Octyl darstellt, trimere Fettsäuren bezieht sich auf die übrigen 50 Innerhalb des bevorzugten Bereichs dieser zweiwertihöheren polymeren Formen, welche hauptsächlich gen Säuren bedeutet R 2 bis 8 Kohlenstoff atome wie aus trimeren Säuren oder Derivaten bestehen, aber z. B. Adipin-, Bernstein-, Glutar-, Pimelin-, Suberin-, auch etwas höhere polymere Formen enthalten. _ Azealin-, Sebacin-, Terephthalsäure u. dgl., wobei man
düngen) in unfraktionierten Polymerfettsäuren sind 40 COOR"
von der Art des Ausgangsmaterials und den Polymeri- /
sationsbedingungen abhängig. Für die Zwecke der ^x
vorliegenden Erfindung bezieht sich die Bezeichnung COOR"
monomere Fettsäure auf die unpolymerisierten monomeren Säuren oder Derivate, welche in den Polymer- 45 worin R einen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohfettsäuren anwesend sind; die Bezeichnung dimere lenstoffatomen und R" Wasserstoff oder einen Fettsäuren bezieht sich auf die dimeren Säuren oder niederen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis Derivate (welche durch die Dimerisierung von zwei 8 Kohlenstoffatomen wie z. B. die Alkylgruppen Me-Fettsäuremolekülen entstanden) und die Bezeichnung thyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Hexyl und Octyl darstellt, trimere Fettsäuren bezieht sich auf die übrigen 50 Innerhalb des bevorzugten Bereichs dieser zweiwertihöheren polymeren Formen, welche hauptsächlich gen Säuren bedeutet R 2 bis 8 Kohlenstoff atome wie aus trimeren Säuren oder Derivaten bestehen, aber z. B. Adipin-, Bernstein-, Glutar-, Pimelin-, Suberin-, auch etwas höhere polymere Formen enthalten. _ Azealin-, Sebacin-, Terephthalsäure u. dgl., wobei man
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden jene Säuren bevorzugt, in welchen R einen zwei-
die Bezeichnungen monomere, dimere und trimere 55 wertigen Alkylenrest darstellt. Vom wirtschaftlichen
Fettsäuren noch weiter durch ein analytisches mikro- Standpunkt werden Adipin- und Sebacinsäuren oder
molekulares Destillationsverfahren definiert. Es han- Gemische aus ihnen bevorzugt,
delt sich hierbei um das Verfahren von P a s c h k e, Die Diamine, mit welchen die obengenannten Säuren
R. F. u. a., J. Am. Oil Chem. Soc. XXXI (Nr. 1), 5 unter Herstellung der erfindungsgemäßen Copoly-
(1954), worin die Destillation unter hohem Vakuum 60 amide umgesetzt werden, haben die allgemeine Formel:
(unter 5 Mikron) durchgeführt wird, und die mono- . jqpj
mere Fraktion wird aus dem Gewicht des bei 155°C // 2
destillierenden Produktes errechnet, die dimere Frak- ^' \
tion wird aus der zwischen 155 und 250° C destillieren- x NH2
den Gewichtsmenge und die trimere (oder höhere) 65
Fraktion wird, bezogen auf den Rückstand, errechnet. worin R' ein aliphatischer Rest mit 2 bis 3 Kohlen-Gemische
lassen sich durch geeignete Mittel wie stoßatomen ist. Das bevorzugte Diamin ist 1,2-Diz.
B. Hochvakuum-Destillation oder Lösungsmittel- aminoäthan. Es wird sowohl vom wirtschaftlichen
Standpunkt als auch auf Grund seiner optimalen Eigenschaften bevorzugt. Auch 1,3-Diaminopropan
ist verwendbar, ist jedoch nicht so leicht verfügbar.
Beträchtliche Abweichungen sind bei dem Mengenverhältnis der Reaktionsteilnehmer möglich, welche
je nach den im Harz gewünschten Eigenschaften verwendet werden. Das Moläquivalentverhältnis der polymeren
Fettsäuren zu den Dicarbonsäuren (Adipin-, Sebacinsäure usw. und Mischungen aus ihnen) kann
zwischen etwa 1:0,05 und etwa 1:0,5 schwanken. Dementsprechend muß die Menge des Diamins, bezogen
auf die relative Menge der anwesenden Carbonsäure abgeändert werden. Im wesentlichen wird pro
anwesendes Moläquivalent der Carboxylgruppe ein Moläquivalent des Amins verwendet. Die Reaktionszeit
und -temperatur kann innerhalb eines beträchtlichen Bereichs schwanken, beträgt jedoch gewöhnlich
150 bis 3000C bei einer Zeit von V2 bis 8 Stunden, wobei
bei niedrigeren Temperaturen längere Zeiten verwendet werden.
In den folgenden Beispielen sind, falls nicht anders angegeben, Prozente und Teile als Gewichtsprozente
und Gewichtsteile angegeben.
20
Die mechanischen Eigenschaften, welche von direktem Interesse für die erfindungsgemäßen Produkte
sind, umfassen Zugfestigkeit und Dehnung. Diese Eigenschaften lassen sich auf einem Instron-Zugfestigkeitsprüfgerät
Modell TTC unter Anwendung von ASTM 1248-58 T messen.
Das Polymer wird bei einer Temperatur nahe seinem Schmelzpunkt (gewöhnlich einige Grad unter
dem Schmelzpunkt) und bei einem Druck von 906 kg oder mehr unter Verwendung von Zellophan als
Trennmittel in der Form zu einer 15 · 15 cm großen Platte von etwa 0,125 cm Dicke verformt. Von dieser
Platte werden nach ASTM D-412 Proben abgeschnitten. Etwa in der Mitte der Probe werden Eichzeichen
mit einem Abstand von etwa 2,5 cm eingeschrieben.
Die Probe wird in die Backen des Instron-Prüfgeräts eingeklemmt. Die Prüfgeschwindigkeit beträgt
gewöhnlich 5 cm/Min, bei einer Vollbelastung von 45,3 kg. Die Diagrammgeschwindigkeit beträgt 5 cm/
Min. Die Zugfestigkeit (s. ASTM D-638 52T) wird folgendermaßen berechnet:
Zugfestigkeit =
kg Belastung bei Bruch
Querschnittfläche (cm2)
Die prozentuale Dehnung wird berechnet als:
Länge bei Bruch — Länge bei 0 Belastung
% Dehnung =
Länge bei 0 Belastung · 100
Außer der Zugfestigkeit und der Dehnung wurden bei den meisten hergestellten Polymeren die folgenden
Eigenschaften gemessen:
1. Kugel-und Ringschmelzpunkt—ASTM E 28-58T.
2. Schmelzviskosität —Brookfield-Viskometer
(5 Spindel).
3. Amin- und Säurezahl — übliche analytische Titrierverfahren.
Das allgemeine Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Copolyamide läßt sich folgendermaßen
zusammenfassen:
In ein mit einem Rührwerk, Thermoelement und einem Destillationsansatz ausgestattetes Reaktionsgefäß werden 200 g (0,71 Äquivalente) destillierte
polymere Fettsäuren, welche aus Talgölsäuren hergestellt wurden (% Monomer = 1,0, % Dimer = 98,8,
% Trimer [oder höher] = 0,2, Verseifungsäquivalent = 283, neutrales Äquivalent = 292), 20 g (0,20 Äquivalente)
Sebacinsäure (Neutralisationsäquivalent = 102,5) und 27,7 g (0,92 Äquivalente) 1,2-Diaminoäthan
eingeführt. Das Gemisch wird 3 Stunden unter Normaldruck und 2 Stunden unter Vakuum (etwa
20 mm Hg) auf 205 bis 2150C erhitzt. Das entstandene
Polyamid hatte die folgenden Eigenschaften:
Aminzahl 4,7
Säurezahl 4,7
Kugel- und Ring-Schmelzpunkt 182°C
Zugfestigkeit 210 kg/cm2
Dehnung 75%
Schmelzviskosität 50 Poise bei 205° C.
In ähnlicher Weise wie bei der obigen Reaktion wurden weitere Polyamide mit Dimersäuregehalten
hergestellt, in welchen der Anteil der polymeren Fettsäuren 80 bis 98,8 % betrug. Es wurden die folgenden
Ergebnisse erzielt:
Arbeitsgang | Pol ZUS %M |
ymere Fettsäui immensetzungi %D |
en- -n*) %T |
T M |
Dehnung % | Zugfestigkeit kg/cm2 |
Schmelz viskosität Poises bei 205° C |
I-A | 10 5 |
80 83 |
10 12 |
1,0 2,4 |
0 350 |
2000 3200 |
7,5 320 |
I-B | 4,2 0,5 1,0 |
87 92,3 98,8 |
8,8 7,2 0,2 |
2,1 14,5 . 0,2 |
350 175 75 |
3100 3100 3000 |
500 240***) 50 |
I-C .' | |||||||
I-D | |||||||
I-E |
*) M = Monomer, D = Dimer, T = Trimer (oder höher). ♦*·) Bei 250° C.
609 627/24
10
Beispiel II (etwa 20 mm Hg) bei 19° bis 210°C Sehalten· Das ent"
standene Polyamid hatte die folgenden Eigenschaften:
Nach dem Verfahren von Beispiel I wurden 200 g qs„^-,oI,i ic
/λ πι τ · ι \ ι ν ·· /αϊ oaurezani j,ö,
(0,71 Äquivalente) polymere Fettsauren (Analyse Amin7ah1 5 7-
T/m'3 %, ί?0ηΤοΓ' ?η·?Λ Dimr' t ^? Triiner' 5 KuSel" und Rmg-Schmelz:-'' "
T/M = 2,2) und 9 g (0,12 Äquivalente) Adipinsäure ounkt 182° C-
mit 25,6 g (0,85 Äquivalente) 1,2-Diaminoäthan um- Zugfestigkeit
217 kg/cm2
gesetzt. Das entstandene Copolyamid hatte die fol- Dehnung 360°/·
genden Eigenschaften: Schmelzviskosität''.'.'.'.'.'.'.'.'. 61 Poise bei 2050C.
Zugfestigkeit 147 kg/cm2; 10
Dehnung 375%; B e i s ρ i e 1 VI
Schmelzviskosität 70 Poise bei 2050C. . ._.,., .„.. . , _,■>,··,_,
Auf ähnliche Weise wie oben wurde ein Mischpoly-
Die vorstehenden Beispiele erläutern die außer- amid von polymeren Fettsäuren und Sebacinsäure mit
gewöhnliche Beschaffenheit der erfindungsgemäß ver- 15 1,2-Diaminoäthan hergestellt. Die Analyse der destilwendeten
Produkte. Verwendet man polymere Fett- lierten polymeren Fettsäuren ergab: 0,5% Monomer,
säuren mit gesteuerter Zusammensetzung (Dimerfett- 99,0 % Dimer und 0,5 % Trimer. Dieses Mischpolysäuregehalt
zwischen 80 und 98,8 % bei gesteuerten amid hatte die folgenden physikalischen Eigen-Mengenverhältnissen
der Trimersäuren zu den Mono- schäften:
merfettsäuren) sind die daraus hergestellten Misch- 20 7nafe<t\o)cnt i78SVo/rm2·
polyamide zähe, nicht spröde Produkte, welche aus- Dehnung 200°/·
gezeichnete Zugfähigkeit und bemerkenswerte Deh- Kugel-und Ring-Schmelz:
nungseigenschaften zeigen. punkt 1800C-
Schmelzviskosität 60 Poise bei 205° C.
B e i s ρ i e 1 III 25
Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel I · Beispiel VII
wurden 200 g (0,71 Äquivalente) Polymerfettsäuren
wurden 200 g (0,71 Äquivalente) Polymerfettsäuren
(Analyse = 2,0% Monomer, 95,2% Dimer, 2,8% Tri- Unter Anwendung der Reaktionsbedingungen von
mer [oder mehr], T/M = 1,4) und 20 g (0,20 Äquiva- 30 Beispiel I wurden 550 g (1,94 Äquivalente) polymere
lente) Sebacinsäure mit 27,7 g (0,92 Äquivalente) Fettsäuren (% monomer = 0,3, % dimer = 98,6 und
1,2-Diaminoäthan umgesetzt. Das entstandene Misch- % trimer [und höher] = 1,1), 22 g (0,30 Äquivalente)
polyamid hatte die folgenden Eigenschaften: Adipinsäure und 68,5 g (2,28 Äquivalente) 1,2-Di-
A_,:__„i,i ->
η. aminoäthan unter Bildung eines Mischpolyamids mit
Aminzanl 2,U; , . ,·,,·, ^. , c
Säurezahl 7 4· 35 folgenden physikalischen Eigenschaften umZugfestigkeit
168'kg/cm2; gesetzt:
Dehnung 300%; Dehnung... 325%;
Schmelzviskosität 42 Poise bei 2050C. Zugfestigkeit 161 kg/cm2;
Schmelzviskosität 85 Poise bei 2050C.
B e i s ρ i e 1 IV 4°
Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel I Beispiel VIII
wurden 200 g (0,71 Äquivalente) polymere Fettsäuren
wurden 200 g (0,71 Äquivalente) polymere Fettsäuren
(Analyse = 3,0% Monomer, 96,8% Dimer, 0,2% Tri- In ein mit einem Rührwerk, Thermoelement und
mer [oder höher], T/M = 0,07) und 20 g (0,20 Äqui- 45 einem Destillationsansatz ausgerüstetes 1000 ecm fas-
valente) Sebacinsäure mit 27,7 g (0,92 Äquivalente) sendes Reaktionsgefäß werden 300 g (1,06 Äquivalente)
1,2-Diaminoäthan zugesetzt. Das entstandene Misch- destillierte polymere Fettsäure (Analyse: 0,3% Mono-
polyamid hatte die folgenden Eigenschaften: mer, 98,6% Dimer, 1,1% Trimer [oder höher], 30 g
Aminzahl 6 4 · (P.29 Äquivalente) Sebacinsäure und 39,6 g (1,32 Äqui-
Sä zahl 4'\'. 50 valente) 1,2-Diaminoäthan eingeführt. Die Reaktion
Zugfestigkeit 126'kg/cm2· wird unter 2Vz Stunden Erhitzen durchgeführt und
Dehnung OV' ' nacb Been^gunS dieser Zeit hatte die Temperatur
Schmelzviskosität':::::::::: i3PoiSebei205°c. 265°c™sicht ?anachrSeadif.flü?tiges55^w
unter Vakuum abgetrennt. Das entstandene Produkt
B e i s ρ i e 1 V 55 hat die folgenden Eigenschaften:
T . „s-r.1, , 1™ , ■ ,~n · τ, , , Schmelzviskosität 85 Poise bei 205°C;
In em 316-Edelstahl-Reaktionsgefaß mit Ruhrwerk Dehnung 325°/·
wurden 45,3 kg (0,36 Äquivalente) destillierte polymere Zugfestigkeit
164 5°kg/cm2 ·
Fettsäuren (% Monomer = 0,7, % Dimer = 98,3, Kugel-und Ring-Schmelz-
% Trimer [oder höher] = 1,0; Verseifungsäquivalent 60 Dunkt 1750C
= 280, Neutralisationsäquivalent = 288), 4,53 kg p
(0,098 Äquivalente) Sebacinsäure (Neutralisationsäqui- Beispiel IX
valent = 102,5) und 6,58 kg (0,46 Äquivalente) 1,2-Dii-
aminoäthan eingeführt. Das Reaktionsgemisch wurde Unter Anwendung der Reaktionsbedingungen von
3 Stunden bei Normaldruck unter Rühren auf 190 bis 65 Beispiel I wurden 200 g (0,71 Äquivalente) polymere
2100C erhitzt, und während dieser Zeit ließ man den Fettsäuren (Analyse = 0,3 % Monomer, 98,6 % Dimer,
größten Teil des Kondensationswassers abdestillieren. 1,1 % Trimer [oder höher]) und 4 g (0,055 Äquivalente)
Dann wurde das Reaktionsgemisch unter Vakuum Adipinsäure mit 22,7 g (0,76 Äquivalente) 1,2-Di-
11 12
aminoäthan umgesetzt. Das entstandene Mischpoly- Die vorstehenden Beispiele zeigen die außeramid
hatte die folgenden Eigenschaften: gewöhnliche Beschaffenheit der erfindungsgemäß verZugfestigkeit
203 kg/cm2· wendeten Mischpolyamide. Bei Verwendung von verDehnung 50OfT- ' hältnismäßig reinen dimeren Fettsäuren (Dimersäure-
Schmelzviskosität' '.'.'.'.'.'.Υ.'.'. 32 Poise bei 2050C. 5 SehaIt nicht über 98 %>
sind die daraus hergestellten
Copolyamide zähe, nicht spröde Produkte, welche
Beispiel X ausgezeichnete Zugfestigkeit und bemerkenswerte
TT. A _, , ,,., _,..,,. Dehnungseigenschaften zeigen. Diese Eigenschaften
Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel I steben £ dfrektem J^ zu den EiJenschaften
wurde ein Mischpolyamid aus 1 2-Diaminoathan, 10 der aus handeisüblichei polymeren Fettsäuren (mit
Adipinsäure und einer handelsüblichen polymeren einem Gehalt von 6Q bis^ 8J% Dimer) hergestellten
Fettsäure (Analyse: 12,1% monomer, 72,9% dimer vergleichbaren Mischpolyamide, welche eine bedeu-
0%tnrner [oder hoher]) hergestellt. Das Produkt ^ ^ e ZugfPsti y gkeit ^sitzen, spröde sind
hatte die folgenden Eigenschaften: und geringe B oder übfrhaupt keine Dehnung haben.
Dehnung 0%; 15 Die in der vorliegenden Anmeldung angegebenen
Zugfestigkeit 154 kg/cm2; Beispiele beschränken sich auf die Bestandteile des
Kugel- und Ring-Schmelz- Mischpolyamids selbst. Die harzartigen Produkte
Punkt 1830C; können jedoch auch Stabilisierungsmittel, Antioxy-
Schmelzviskosität bei 2050C 20 Poise. dationsmittel, Pigmente, Füllstoffe u. dgl. enthalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verwendung eines Polyamidharzes, das aus dem Kondensationsprodukt aus
a) einem Diamin der allgemeinen Formel
H2N- R' — NH2
worin R' ein zweiwertiger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen
ist,
b) einer Dicarbonsäure oder einem Dicarbonsäureester der allgemeinen Formel
R'OOC — R — COOR"
worin R einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen und
R" Wasserstoff oder aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
bedeuten, und
c) polymeren Fettsäuren mit einem Dimerfettsäuregehalt
von über 80 Gewichtsprozent besteht, in denen das Mengenverhältnis der trimeren zu den monomeren Fettsäuren
— eingetragen in einem rechtwinkligen Koordinatensystem, auf dessen Abszisse der Gehalt
an dimeren Fettsäuren in Gewichtsprozent linear und auf dessen Ordinate das Mengenverhältnis von trimeren zu monomeren
Fettsäuren logarithmisch aufgetragen ist — innerhalb des trapezförmigen Bereiches
liegt, der von den Punkten A (80%; 1,2)
. B (80% 1,8), C (100%; 50) und D (100%;
0,1) gebildet wird,
zum Verkleben von Gegenständen.
zum Verkleben von Gegenständen.
2. Verwendung eines Polyamidharzes nach Anspruch 1, wobei das Kondensationsprodukt aus
Moläquivalent polymerer Fettsäuren, 0,05 bis 0,5 Moläquivalent Dicarbonsäure und 1 Moläquivalent
Diamin, bezogen auf die Summe der polymeren Fettsäuren und der Dicarbonsäure, hergestellt
worden ist.
Kondensationswasser abdestillieren, dann hält man das Produkt 1Z2 bis 3 Stunden bei 150 bis 3000C unter
Vakuum (etwa 20 mm Hg). Die obengenannten Mischpolymeren sind harte, spröde, hoch schmelzende
Harze, welche eine gute Zugfestigkeit, aber nur geringe oder überhaupt keine Dehnung zeigen. Diese Harze
;.eignen sich als Klebstoffe für die Verklebung von Metallen,
als Lederklebstoffe und als Bestandteile von besonderen Klebstoffen. Ihre spröde Beschaffenheit
ίο beschränkt jedoch ihre direkte Anwendbarkeit bei
Verwendungszwecken, bei denen in gewissem Umfange Biegsamkeit oder Dehnung erforderlich ist. Es
ist möglich, durch Mischen mit Polyamiden mit niedrigerem Molekulargewicht eine gewisse Biegsamkeit
zu erreichen. Die Mischprodukte haben bedeutend niedrigere Schmelzpunkte. Wo für den endgültigen
Verwendungszweck erhöhte Temperaturen gefordert werden oder bei zusätzlichen Verarbeitungsverfahren
hohe Temperaturen auftreten, sollte das Klebemittel einen hohen Schmelzpunkt haben.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Polyamidharzes, das aus dem Kondensationsprodukt
aus
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US25504263A | 1963-01-30 | 1963-01-30 | |
US25504263 | 1963-01-30 | ||
DEG0040456 | 1963-07-26 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1594008A1 DE1594008A1 (de) | 1969-08-21 |
DE1594008B2 DE1594008B2 (de) | 1974-01-10 |
DE1594008C3 true DE1594008C3 (de) | 1976-07-01 |
Family
ID=
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