DE1695823A1 - Nichttrocknender Traegerstoff fuer Farbstoffe und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Nichttrocknender Traegerstoff fuer Farbstoffe und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Anmelder: The Sherwin-Williams Company, Midland Building Cleveland/Ohio (USA)
Nichttrocknender Trägerstoff für Farbstoffe und Verfahren
zu seiner Herstellung
Dio vorliegende Erfindung betrifft einen neuen gemischten,
Oxazolin-Gruppen-haltigen Ester eines' Poly-(hydroxy-alkyl )-amlnoalkans
und eines Bis-(hydroxyalkyl)-amlnoalkans. Sie betrifft
insbesondere solche Ester, welche durch Umsetzung solcher Hydroxyaminoverbindungen sowohl mit einer aliphatischen Monocarbonsäure
mit einer Jodzahl von weniger als 160, welche vorzugsweise gesättigt ist, als auch mit einer einen aromatischen
Ring enthaltenden Mono-carbonsäure unter Bildung eines unter
gewöhnlichen Bedingungen flüssigen Produktes gebildet werden, welches nicht polymerer Natur ist und nicht trocknet. Sowohl
die Alkylgruppe enthält ein Kohlenstoffatom und die Alkan-Gruppe
enthält 1 oder 2 Kohlenstoffatome. Diese Ester sind
durch die Anwesenheit eines 5-gliedrigen heterocyclischen Ringes
gekennzeichnet, der hier als ein "Oxazolin-Ring" bezeichnet
wird. Diese Trägerstoffe oder Vehikel sind besonders bei der Herstellung von Farbbasisprodukten nach üblichen Methoden geeignet,
die im wesentlichen aus den neuen, erfindungsgemäßen Trägerprodukten und einem hierin dispergierten Pigment, wie z.B.
Phthalocyanlnblau, Cadmiumgelb, Eisenoxyd, Titandioxyd, Ruß,
Zinkchromat, Chromgelb und Cadmiumsulfid bestehen.
Die angefügte Zeichnung zeigt ein Infrarot-Spektrum eines
bevorzugten Trägerstoffes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Industrie der Beschichtungsatoffe ist nicht weniger von den Wünschen der Abnehmer nach einer immer größer werdenden
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v> 4»
Palette von Farben abhängig wie z.B. die Textilindustrie. Die nachfrage nicht nur nach einer großen Anzahl von Standardfarben
sondern auch nach solchen Farben, die auf die bestehenden Farben für andere Produkte abgestimmt werden können (z.B.
Beschichtungsstoffe für Innendekoration, welche auf Bezugsstoffe
abgestimmt sind) hat die Industrie der Beschichtungsstoffe
dazu gezwungen, große Vorräte solcher Standardfarben
wie auch der sogenannten "Tubenfarben" zu halten, welche zu solchen Standardfärben zugemischt werden können, um eine gewünschte
Schattierung oder Färbung zum Zweck der Abstimmung oder Kontrastierung mit anderen Bestandteilen einer Dekoration
herzustellen.
Gleichzeitig mit dieser Entwicklung in bezug auf die Anforderungen
durch den Verbraucher war man in der Industrie bestrebt, die Herstellung der Beschichtungsprodukte zu automatisieren.
Um die Bedürfnisse ihrer vielen und verschiedenartigen Abnehmer zu befriedigen, erwartet man von der Beschichtungsindustrie,
nicht nur Beschichtungsstoffe aus vielen verschiedenen Arten von Materialien je nach der Natur des Substrats
und den Bedingungen, denen das Substrat ausgesetzt ist, zu liefern sondern dazu noch mit vielen Variationen innerhalb jeder
der Hauptprodukten-Gruppen. Auf dem Automobilgebiet z.B. ist das Substrat im allgemeinen von metallischer Natur. Hierzu ist
eine besondere Art der Zusammensetzung der Beschichtung erforderlich. Darüber hinaus müssen Automobile, die in nördlichen
Regionen gebraucht werden, einen weiten Temperaturbereich sowie die Einwirkung von Streumitteln auf winterlichen Straßen wie
z.B. Natriumchlorid aushalten. In anderen geographischen Regionen
sind andersartige Formeln für im wesentlichen den gleichen Typ Beschichtungsstoff notwendig, weil die Bedingungen,
denen das beschichtete Produkt ausgesetzt wird, andersartig sind. In ähnlicher Weise sind in bezug auf das
Gebiet der Hausanstrichstoffe die Bedingungen, die in südlichen Regionen herrschen, recht verschieden von den in nördlichen
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Bereichen herrschenden Bedingungen; dementsprechend sind Abwandlungen
innerhalb der gleichen Gruppe von Produktenformeln für Außenanstrichstoffe notwendig·
Auf dem Gebiet der Innendekoration ging der Haupttrent in
Richtung auf Beschichtungsstoffe, die auf Latexemulsionen basieren,
da die sogenannten wäßrigen Anstrichstiffe in besonders
günstiger Weise vom .Hausbesitzer angewandt werden können
wobei seine Gerätschaft leicht sauber gehalten und der Anstrichstoff selbst einfach gehandhabt werden kann. Die Trägerstoffe
in solchen Beschichtungsprodukten sind von den Trägerstoffen,
welche z.B. auf dem Automobilgebiet verwendet werden, völlig verschieden und diese zuletzt genannten Produkte sind
wiederum noch mehr verschieden von den Beschichtungsprodukten,
die zur Herstellung von Außenanstrichstoffen eingesetzt werden.
Unzählige weitere Variationen können aufgezählt werden; die drei vorstehend erwähnten Variationen sind jedoch typisch für
die vielen verschiedenen Arten von Beschichtungsprodukten, und
den Abwandlungen, die innerhalb dieser Typen auftreten, muß der Hersteller von Anstrichstoffen .Rechnung tragen, um dem
breiten Fächer der Wünsche der Abnehmer zu genügen.
Versucht man die Wünsche dieser verschiedenen Industriezweige
wie der Öffentlichkeit in bezug auf Farbe (wie auch Textur, was hier jedoch unberücksichtigt bleiben soll) der Beschichtungsstoffe
zu befriedigen, so hat dies zur Folge, daß man ein sehr umfangreiches Lager der fertigen Beschichtungsstoffe
aufrechterhalten muß. Um diese Lager zu reduzieren und um die Herstellung der Beschichtungsstoffe auf der Basis verschiedener
Trägerstoffe zu erleichtern, ist man in der Industrie der Beschichtungsstoffe schon lange bemüht, Mittel zu finden, um
die Farbstoffe in einer flüssigen Form zu dispergieren, welche genau gemessen werden kann und die mit einer größtmöglichen
Anzahl von Be schichtung sprodukt en verträglich ist.
-A-
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-■ 4 -
Die vorliegende Erfindung gibt eine Lösung für diese Aufgabenstellung,
indem sie einen einzigartigen Trägerstoff schafft, welcher nicht nur mit einem äußerst breiten Spektrum von
Trägerstoffen für Beschichtungsstoffe verträglich ist, sondern
der auch leicht auf die Dispersion der verschiedensten handelsüblichen
Pigmente eingestellt werden kann. Es ist somit ersichtlich, daß dem Hersteller von Beschichtungsstoffen mit
der Schaffung einer solchen, hier beschriebenen Produktenklasse
ein einziges Farbsystem an die Hand gegeben ist, das mit der größtmöglichen Anzahl von Beschichtungsprodukten verträglich
ist, welche er herstellen und verkaufen kann. Im Hinblick auf die Natur dieser Trägerstoffe ist es darüber hinaus möglich,
daß das Ausmaß der Zugabe der mit solchen Vehikeln hergestellten Färbstoffprodukte in einem standardisierten Beschichtungsprodukt
kontrolliert werden kann, um so das breitestmögliche
Spektrum, das die Öffentlichkeit verlangen könnte, und ein solches Farbspektrum in reproduzierbarer Weise zu schaffen.
Die gemäß der Erfindung hergestellte Klasse von Trägerstoffen
ist mit Beschichtungsprodukten verträglich, die zur Verwendung für Außenanstriche zusammengestellt werden; sie ist auch
mit dekorativen Innenbeschichtungsstoffen wie z.B. Butadien-Styrol
-Latex-Farben und mit Lacken der Art, wie sie zur Beschichtung
von metallischen Oberflächen verwendet werden, wie z.B. Autolacken verträglich. Dies sind nur einige wenige der
Klassen von Beschichtungsst offen, mit denen die erfindungsgemäßen Trägerstoffe verträglich sind; sie dienen nur dazu,
um die Verschiedenartigkeit dieser Vehikel und ihre allgemeine Gebräuchlichkeit in der Industrie der Beschichtungsstoffe zu
erläutern.
Wie oben angedeutet stellen die erfindungsgemäßen Trägerstoffe Ester von Oxazolinen aus Tris- oder Bis-(hydroxyalkyl)-aminoalkan-Verbindungen
dar. Unter den Bedingungen der Bildung der erfindungsgemäßen Ester wird ein Oxazolin-Ring gebildet. Damit
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stellt dieser heterocyclische Ring ein charakteristisches Merkmal
der neuen, erfindungsgemäßen Trägerstoffe dar. Außerdem
werden die erfindungsgemäßen Ester durch Umsetzung einer aliphatischen Säure mit einem relativ hohen Molekulargewicht und
einer Jodzahl von weniger als 160 mit einem Tris- oder Bis-(hydroxyalkyl)-aminoalkan
in einer Menge, die weniger als diejenige ist, die notwendig wäre, um alle 1min- und Hydroxylgruppen
der Hydroxy-amino-Verbindung ahzusättigten gebildet;
das Produkt wird gleichzeitig oder in einer nachfolgenden Stufe mit einer monocyclischen Mono-carbonsäure oder einem Gemisch
aus polycyclischen Mono-carbonsäuren (Harzsäuren) umgesetzt, um die Veresterung der verfügbaren Hydroxygruppen in der Hydroxyamino-Verbindung
zu vervollständigen.
Obwohl zu erwarten wäre, daß ein Produkt wie Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan
oder ein Bis-(hydroxyalkyl)-aminoalkan bei der Umsetzung mit einer Monocarbonsäure 4 bzw. 3 funktionelle
Gruppen aufweist, ist eines der Dinge, die bei der teilweisen Umsetzung dieser Produkte mit einer aliphatischen Carbonsäure
auftreten, die Bildung eines Oxazolin-Ringes. Dieser Ringschluß
bewirkt, daß eine funktionelle Gruppe auf der Basis der Aminoreste und eine funktionelle Gruppe aufgrund der Anwesenheit
von Hydroxygruppen bei der Umsetzung der Hydroxyaminoverblndung mit nur einem Mol einer Monocarbonsäure umgesetzt
wird.
In einer bevorzugten Aus führungsform wird die Tris-(hydroxyalkyl
)-aminoverbindung mit einer aliphatischen Carbonsäure mit gerader oder verzweigter Kette soweit umgesetzt, daß nicht mehr
als zwei der zur Verfügung stehenden funktionellen Gruppen, d.h. eine Amino- und eine Hydroxygruppe umgesetzt werden. Der Rest
der in der Tris-(hydroxyalkyl)-aminoverbindung enthaltenen funktionellen Gruppen wird sodann durch Umsetzung mit einer
cyclischen Säure, vorzugsweise entweder einer aromatischen Monocarbonsäure oder mit polycycliachen Säuren der Art abgesättigt,
wie sie in Harzsäuren gefunden werden, die 22 °/o der
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einen aromatischen Ring enthaltenden Dehydroabietinsäure enthalten.
Wird Tris-(hydroxymethyl)-amlnomethan ("Tris-Amino")
als Hydroxyaminverbindung eingesetzt, ist das Reaktionsprodukt im allgemeinen ein Gemisch aliphatisch-cyclischer Mischester
eines Oxazolins, dessen Vorläufer das Tris-(hydroxymethyl )-aminomethan
war. In diesem Fall werden daher pro Mol der Tris-(hydroxyalkyl)-aminoverbindung
im allgemeinen 0,8 bis 2 hol der aliphatischen Carbonsäure und somit 2,2 bis 1 Mol der
cyclischen Säure eingesetzt, wobei die Menge der cyclischen Säure oder Säuren in Verbindung mit der aliphatischen Säure
derart ist, daß der Gehalt des Hydroxyalkylaminoalkohole an Amino- und Hydroxygruppen gerade stöchiometrisch oder nur geringfügig
weniger abgesättigt wird.
Wird ein Bis-(hydroxyalkyl)-aminoalkan wie z.B. 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol(AMPD)
eingesetzt, beträgt somit die Me.ige der aliphatischen Säure im allgemeinen 0,8 bis 1 Mol pro Mol
der Bis- (hydroxyalkyl)-aminoverbindung , während die Menge der
cyclischen Säure im allgemeinen 1 bis 1,2 Mol beträgt. Auch in diesem Pail ist die Gesamtmenge der cyclischen Säure zusammen
mit der aliphatischen Säure derart, daß der Gehalt des Aminoalkohols an Amino- und Hydroxygruppen stöchiometrisch gerade
oder geringfügig weniger abgesättigt wird.
An dieser Stelle soll nunmehr die Natur der gemäß der vorliegenden
Erfindung einsetzbaren Tris- und Bis-(hydroxyalkyl)-aminoverbindung,
der erfindungsgemäß verwendeten aliphatischen und der cyclischen Säure erläutert werden.
Wie vorstehend ausgeführt, ist der hauptsächliche Baustein der vorliegenden Kondensationsprodukte ein Tris-(hydroxyalkyl )-amirioalkan.
Diese Verbindungen bilden bei der Umsetzung leicht einen heterocyclischen Oxazolin-Ring oder einen heterocyclischen
Peritoxazolin- oder Dihydrooxazin-Ring. Dementsprechend
sind fur Verwendung als die Amino- und Hydroxylgruppen liefernde
Komponente der Oxazolin-Verbind ungen gemäß der vorliegenden
-7-
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Erfindung z.B. Tris-(hydroxymethyl )-aminQmethan, Tris-(hydroxyäthyl)-aminomethan,
Tris-(hydroxyäthyl)-aminoäthan, Di-(hydroxymethyl
)-tnono-(hydroxyäthyl )-aminomethan, Tris- (hydroxymethyl)-aminoäthan,
2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol und dgl.
geeignet. Das bevorzugte Produkt ist das Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan
*
Die erfindungsgemäß verwendbaren aliphatischen Säuren sind
vorzugsweise solche mit gesättigter gerader Kette oder gesättigter verzweigter Kette. Die besten Ergebnisse in bezug
auf die Verträglichkeit mit BeSchichtungsprodukten der oben erwähnten
Art werden dann erhalten, wenn die aliphatische Säure eine gesättigte aliphatische Mono-carbonsäure ist, die durch
eine Verzweigung der Kette und vorzugsweise eine Verzweigung an von der Carboxylgruppe entfernten Kohlenstoffatomen gekennzeichnet
ist, wobei das Molekül insbesondere eine endständige Gruppe mit sekundärem oder tertiärem Kohlenstoffatom
aufweist. Die erfindungsgemäß verwendbaren aliphatischen Säuren können 5 bis 18 Kohlenstoffatome haben; die bevorzugten aliphatischen
Säuren enthalten 8 bis 12 Kohlenstoffatome. Diese
Säuren sind im allgemeinen nicht als reine Stoffe erhältlich, weshalb üblicherweise im Handel erhältliche aliphatische Säuren
verwendet werden, welche Gemische von aliphatischen Säuren mit
z.B. 8 bis 10 Kohlenstoffatomen enthalten oder darstellen.
Ebenso wie handelsübliche Gemische können auch nachträgliche
Mischungen der vorstehend erwähnten aliphatischen Säuren eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäß verwendbaren cyclischen Säuren sind monocyclische
Mono-carbonsäuren, und zwar vorzugsweise aromatische
Carbonsäuren, oder Gemische aus polycyclischen Säuren, wie sie
im Kollophonium enthalten sind. So können Benzoesäure und substituierte Benzoesäure verwendet werden, wie z.B. die vom
Toluol abgeleiteten Säuren wie 2-Methylbenzoesäure, 3-Methylbenzoesäure,
4-Methylbenzoesäure, die vom Xylol abgeleiteten
Säuren wie Hemellitsäure, 2,5-Dimethylbenzoesäure, 2,6-Dimethylbenzoesäure,
o-Methoxybenzoesäure, m-Methoxybenzoesäure,
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2-Äthy!benzoesäure, p-tert.-Butylbenzoesäure , p-Chlorbenzoesäure,
die Trimethylbenzoesäure und andere Alkyl-substituier te
Benzoesäuren oder Alkoxybenzoesäuren oder mit Halogen substituierte Benzoesäuren, und zwar in reiner Form oder in Form
natürlicher oder synthetischer Gemische von Säuren wie z.B. Harzsäuren.
Die folgende Beschreibung, bei der "Trie-Amino" /Tris-( hydroxymethyl)-aminomethan7'
als Beispiel für ein bevorzugtes Ausgangsmaterial verwendet wird, erläutert die theoretischen und praktischen
Aspekte der vorliegenden Erfindung, wobei sich versteht, daß andere Amino-Verbindungen in entsprechender Weise
zur Herstellung entsprechender Trägerstoffe eingesetzt werden
können.
Bei der Herstellung dieses nTris-Amino"-Kondensationsproduktes
als universellen Trägerstoff für Pigmente wurde ein Gemisch aus der aliphatischen und der cyclischen Mono-carbonsäure verwendet.
Die aliphatischen Säuren umfaßten dabei geradkettige und verzweigtkettige Säuren. Die cyclischen Säuren sind auf Benzoesäure,
die substituierten Benzoesäuren und die Harzsäuren beschränkt. Alle diese Säuren sind in der nachfolgenden Tabelle I
mit besehreibenden Daten aufgeführt.
Tabelle I
Säurekomponenten des nTris-AminoH-Kondensationsproduktes
Säurekomponenten des nTris-AminoH-Kondensationsproduktes
Säure Mol.Gew. Beschreibung
geradkettig "~
Stearinsäure 284,47 geradkettige gesättigte Cjg-Säure
Pelargonsäure 158 geradkettige Cg-Säure (Nonansäure)
Valerinsäure 102 geradkettige C^-Säure (Pentansäure)
-9-1098-2 1/2 120
172 | 1695823 ~* V ~" |
,22 | Gemisch aus gesättigten, haupt sächlich tertiären Monocarbonsäuren mit Cq, 0^q oder C11-Ketten. |
102, | 04 90 io 2,2-Dirne thyl pen tan säure 10 $ 2-Äthyl- oder 2-Me thyl-but an säure |
|
verzweigtkettig | 144 | R1 eine R-Gruppe » CH, | 99 i> Tri methyl essigsäure (Pivalin- säure) |
|||
Primär | 158 | R2-C- COOH Alle R-Gruppen » ■i geradkettig &3 |
Neotridecaneäure Substitution ähnlich wie bei der Neodecaneäure, jedoch mit einer L»<| λ ""!Lette . |
|||
Isodecansäure | 156 | ,27 Dirnethylοctansäure, Trimethyl- heptansäure |
10 i» sekundäre Säuren; 90 $>
ter tiäre Säuren |
-10- | ||
Isooctansäure | Gemisch aus isomeren verzweigt- kettigen Säuren mit θ Kohlen stoffatomen |
tertiären Säuren sind cyclischer Natur, | ||||
Isononansäure | 90 io 5, 5,5-Tr methylhexansäure, 10 io Gemisch aus isomeren ver- zweigtkettigen Säuren mit 9 Kohlen- stottatomen |
und zwar vorzugsweise mit Pent an-Ringen. | ||||
101-8-10-Säure | 144 | Tri methylhexansäure | Neoheptansäure | |||
Decansäure | 3,4,5-Trimethylheptansäure | Neopentansäure | ||||
Sekundär | 184 187 |
Neodeeansäure | ||||
2-Äthyl-hexansäure | ||||||
Tertiär | ||||||
Versat-9-11- Säure |
||||||
der | ||||||
Ein geringer Anteil | ||||||
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Benzoesäure | 122, | 12 |
p-tert.-Butyl- benzoesäure |
178, | 23 |
Harzsäuren | 350* |
saures Harz (Säurezahl 160)
Typische Analyse: Abietinsäure = 18 56
Dehydroabietinsäure = 22 $>
Dihydroabietinsäure ) = 46 <?0 Tetrahydroabietinsäure)
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kondensationsprodukte
umfaßt verschiedene Abwandlungsmöglichkeiten, die ihre Wirksamkeit
nachteilig beeinflussen können oder ohne Einfluß hierauf bleiben. In einigen wenigen Fallen wurde im wesentlichen in
der Schmelze umgesetzt; in der größeren Anzahl der Fälle wurde jedoch in Anwesenheit eines Lösungsmittels gearbeitet.
Die verwendeten Lösungsmittel waren in der Hauptsache Toluol und Xylol, Die Konzentrationen an Lösungsmittel lägen im Bereich
von 2 bis 10 $. Sie wurden in verschieden großen Anteilen
zugefügt, deren Größe im wesentlichen durch die Menge des in Freiheit gesetzten Wassers kontrolliert wird. Der Rückfluß kann
zu heftig werden, wenn große Lösungsmittelmengen zu einem Zeitpunkt
anwesend sind, in dem erhebliche Mengen Wasser in Freiheit gesetzt werden. Es wurden bis zu 10 i» zugegeben, was jedoch
nicht in jedem Fall sich als günstig erwies. Eine anfängliche Zugabe von 3 i» und eine Zugabe des Restes während des Siedens
unter Rückfluß gibt gute Ergebnisse.
Die Säuren wurden in drei verschiedenen Weisen zugefügt:
1. Anfängliche Zugabe sowohl der aliphatischen als auch der cyclischen Säure,
2. einleitend« Umsetzung der aliphatischen Säurekoinponente
und a
3. einleitende Umsetzung der cyclischen Säurekomponerite.
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Die Verfahrensweise "beeinflußt den Säure sub st it uent en, der
direkt am Oxazolin-Ring sitzt.
Die Umsetzungen werden durch die Menge des gebildeten Wassers und durch die Säurezahl gesteuert, welche dazu dient, den Fortgang
der Reaktion zu bestimmen. Einige Schwierigkeiten traten
gelegentlich bei der Erzielung der gewünschten Säurezahl auf. Diese Schwierigkeiten in Verbindung mit der Säurezahl können
folgende Gründe haben:
1. Ungenauigkeit in der Säurezahl der Säure,
2. geringfügige Gewiehtsfehler,
3· Verluste an "Tris-Amino" oder "Tris-Amino-Derivat" und
Trägheit der Reaktion in späteren lOrtsehrittstadien,
welche möglicherweise durch sterische Hinderung bewirkt wird.
Eine Säurezahl von 10 am Ende der Reaktion ist für die meisten Zwecke annehmbar; bei wäßrigen Systemen kann jedoch die Verwendung
eines Produktes mit einer Säurezahl von weniger als 5 wünschenswert sein. Dementsprechend wurden einige Kondensationsprodukte derart hergestellt, daß mit einem geringen Unterschuß
an Säure und einem Überschuß an Hydroxygruppen gearbeitet, um diese niedrigere Säurezahl zu erreichen.
Die drei Verfahrensweisen zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Produkte sind nachfolgend beschrieben. Sie sind sowohl auf das Arbeiten in der Schmelze als auch in Anwesenheit von Lösungsnitteln
anwendbar.
I) Die Säuren werden in „in Reak ti ons gefäß gegeben, das mit
Rührer, Wärmequelle, Einlaßrohr für inertes Gas, Thermometer,
Kühler und Wasserfalle ausgerüstet ist. Wach Erhitzen auf 108° C wird das «Tris-Amino« zugefügt. Lösungsmittel
(3 - 10 #) werden zugegeben, soweit es der Rückfluß an Wasser zuläßt. Gewöhnlich wird ein Anteil
von 3 $> anfänglich, zugefügt, obwohl in einigen Fällen auch
-12-
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10 io zugefügt wurden. Eine Stickstoff-Schutzschicht wird
ebenso wie Lösungsmittel verwendet. Der Ansatz wird allmählich
auf 201 - 215° C erhitzt und bei dieser !Temperatur bis zur Erreichung einer Säurezahl von 10 oder weniger
gehalten. Das Lösungsmittel wird durch Abblasen entfernt und der Ansatz wird aus dem Reaktionsgefäß genommen (siehe
Beispiel 11 in Tabelle II). Die Temperatur am Kopf betrug 203° C. Die schließlich erhaltene Säurezahl lag bei
weniger als 5, weil die Reaktion nach Art des Beispiels unter Anwendung eines Unterschusses an Säure und eines
Überschusses an Hydroxylgruppen durchgeführt wurde.
II) In diesem Fall wurde die gleiche Apparatur wie vorstehend beschrieben verwendet. In diesem Pail wurde nur die aliphatische
Säurekomponente in das Reaktionsgefäß gegeben,
auf 108° C erhitzt und das "Tris-Amino" zugefügt. Eine
Stickstoff-Schxitzschicht wird auch hier zusammen mit dem
Lösungsmittel angewandt. 3 bis 10 $ Toluol oder Xylol können als Rückflußlösungsmittel verwendet werden. Einige
Anzeichen deuten darauf hin, daß die Reaktion bei 10 $ Xylol schneller abläuft. Die Oxazolin-Ringbildung geht in
Anwesenheit höhersiedender Lösungsmittel wie Xylol schneller vonstatten, weil die Reaktionstemperatur auf ein höheres
Niveau gebracht werden kann. Die Reaktions temperatur in der
ersten Stufe variierte von 176 - 215° C je nach dem eingesetzten
Lösungsmittel und der Menge freigesetzten Wassers. Auf der Basis der Reaktionsgeschwindigkeit und der Siedepunkte
der Komponenten wird ein Bereich von 194 - 205° C bevorzugt.
Nachdem die Real: ti on der ersten Stufe bis zu einer Säurezahl von 0-5 fortgeschritten ist, wurde die cyclische
Säurekomponente zugefügt und die Reaktion bei Temperaturen im Bereich von 200 - 210° C bis zur Erreichung einer
-1 3-
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Säurezahl von weniger als 10 und in einigen Fällen weniger als 5 (siehe Beispiel 9 und 10) fortgesetzt.
Die Zusammensetzung der jeweils eingesetzten Ausgangsprodukte
und die zur Bildung dieser Kondensationsprodukte
befolgten Verfahrensweisen sind nachfolgend beschrieben.
Diese Beispiele zeigen auch den Einsatz eines Überschusses an Hydroxylgruppen bei einem Säureunterschuß zur Erzielung
eines Kondensats mit niedriger Säurezahl. Die Bezifferung der Beispiele bezieht sich auf eine beigefügte Tabelle,
in aenen die Eigenschaften für eine Anzahl von Kondensationsprodukten
angegeben sind. Dies sind die bevorzugten Beispiele.
"Tris-Amino"-isodecanoat-benzoat (keine überschüssigen
Hydroxylgruppen)
"Tris-Amino" 363 g (3 Mol),
Isodecansäure 1038 g (6 Mol) und
Benzoesäure 366 g (3 Mol).
Die Isodecansäure wird in ein Reaktionsgefäß gegeben,
das mit Rührer, Rückflußkühler, Wasserfalle und Einlaßrohr
für Inertgas ausgerüstet ist. Während der ganzen Reaktion wird eine Schutzschicht aus Inertgas aufrechterhalten.
Es wird auf 108° C erhitzt und sodann das "Tris-Amino" zugefügt. Des weiteren werden 5 $ Toluol
für den Rückfluß zugefügt. Sodann wird das Reaktionsgemisch auf 176° C erhitzt und bei dieser Temperatur bis
zur Erzielung einer Säurezahl von 0 bis 2 gehalten. Die Hitze wird abgestellt, die Benzoesäure zugefügt und wieder
auf 176 C erhitzt. Sodann wird die Temperatur auf 200 201 0 gesteigert und bis zur Erzielung einer Säurezahl
von weniger als 10 gehalten (siehe Beispiel 9 in Tabelle H).
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-H-
"Tris-Amino"-isodecanoat-benzoat (Überschuß an Hydroxylgruppen)
"Tris-Amino" Isodecansäure Benzoesäure
665 g (5,5 Mol), 1903 g (11 Mol) und 611 g (5,01 Mol).
Die Isodecansäure wird in ein mit Rührer, Rückfluß kühler,
Wasserfalle und Einleitungsrohr für Inertgas ausgerüstetes
Gefäß gegeben. Während der ganzen Reaktionszeit wird eine Schutzschicht aus Inertgas aufrechterhalten.
Das Reaktionsgemisch wird auf 108 C erhitzt und "Tris-Amino"
und 5 cß> Toluol zugefügt. Das Gemisch wird auf
176 G erhitzt und bis zur Erzielung einer Säurezahl von 0 bis 5 bei dieser Temperatur gehalten. Die Hitze wird
abgestellt, die Benzoesäure zugegeben, das Reaktionsgemisch anfänglich auf 176° C erhitzt und die Temperatur
sodann auf 200 - 201° G gesteigert. Am Ende der Reaktion wird zur Entfernung von Wasser zusätzlich Stickstoff durchgeblasen.
Es wird bei dieser Temperatur bis zur Erzielung einer Säurezahl von weniger als 5 gehalten (siehe Beispiel
10 in Tabelle II).
Beide Kondensationsprodukte können auch dadurch her ge-,
stellt werden, daß alle Bestandteile von Anfang an in das Reakti ons gefäß gegeben werden und die Temperatur allmählich
auf 176° C und sodann auf 200 - 201° C gesteigert und diese Temperatur bis zur Erzielung der gewünschten
Säurezahl gehalten wird.
IXi) Die Verfahrensweise ist die gleiche wie bei II), außer
daß die cyclische Säurekomponente zuerst zugegeben wird und die Reaktion wie vorstehend beschrieben durchgeführt
wird (siehe Beispiele 16 und 17).
Wie vorstehend erläutert, reagiert das "Tris-Amino" mit
3 Mol Säure. Die Säureverhältnisse lagen daher im Be-
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reich von 3 Mol aliphatische Säure Ms 3 Mol aromatische
Säure. Das bei Einsatz von 3 Mol aromatischer Säure erhaltene Produkt (Tribenzoat) war jedoch nicht geeignet,
weil es ein festes Produkt bildet. Die interessantesten Eigenschaften scheinen bei einem Säureverhältnis von aliphatischer
zu aromatischer Säure im Bereich von 1,5:1,5 bis 2:1 erhalten zu werden. In den nachfolgenden Tabellen
sind die verschiedenen molaren Verhältnisse und Abwandlungen der Säure geschildert. Das Endprodukt ist möglicherweise
nicht ein einheitliches Produkt sondern ein Gemisch aus ähnlichen Produkten. Bei Einsatz eines Gemisches aus
Isodecansäure und Benzoesäure kann das Produkt das Triisodecanoat,
das Diisodecanoat-monobeiizoat und das Monoisodecanoat-cibeiizoat
enthalten, sofern Umlagerungsreaktionen nicht vonstatten gingen. Dies betrifft die Verfahrensweise
II. Bei Anwendung der Verfahrensweisen I oder III kann auch das Tribenzoat anwesend sein.
Unter den aliphatischen Säuren waren die mit verzweigten
Ketten diejenigen, die die besten Ergebnisse brachten. Es ist schwierig zu sagen, daß die Stellung der Verzweigung
von Bedeutung ist, wenn man die Unterschiede zwischen Versatsäure und Isodecan- oder Isononansäure
betrachtet, welche alle drei gute Ergebnisse brachten. Vielleicht ist in erster Linie die Verzweigung selbst
das, was am wichtigsten ist.
-16-
1 0 9 8'2 1/2120
-ι6- 1695823 Tabelle II |
! IV: " ! IV » IV » V " γ tt |
It Il Is ononansäur e It It |
Aromatische Säure |
Säure Verhältnis |
Beisp. Gr. » Aliphatisch^ Nr. Nr. Säure |
V V VI VI VI |
η It Il Il Isooctansaure |
Benzoesäure Harzsäuren Harzsäuren Benzoesäure Il |
1,8/1 2/1 1/2 2,5/0,5 2/1 |
1 I n-Nonansäure 2 II Isodecansaure 5 II Versatsäure 4 III Isodecansaure 5 : III " |
VII VII VII VII VIII |
Il η It It 2-Äthylhexan- säure |
Il Il PTBBA * Benzoesäure Il |
1,5/1,5 1/2 2/1 2/1 2/0,91 |
6 , III ·* 7 ! Ill " 8 j III » 9 i IV " 10 : IV. " |
VIII VIII VIII VIII IX |
π
it It η Il |
3 3 3 3 3 | 2/0,91 2/0,75 1,85/0,92 2/0,91 2/0,91 |
11 12 15 14 15 |
MMMMH MMMMM |
η It Isodecansaure |
II
H It tt It |
2/0,91 2/0,91 1,5/1,5 1,5/1,5 1,5/1,5 |
16 17 18 19 20 |
IX X XI |
It
It Il H It |
2/1 1,75/1,25 1, 75/1, 0 1,5/1,5 2/1 |
|
22 25 24 25 |
It
It Il Il Il |
1,75/1,25 1,75/1 1,5/1,5 1,5/1,5 2/1 |
||
27 28 29 50 |
η
ti η η W |
T,5/1,5 1,497/1,497 1,455/1,455 1,456/1,411 1,94/0,97 |
||
31 52 55 54 55 |
It PTBBA * Benzoesäure |
0,97/1,94 2/0,91 1/1 |
||
3b 57 58 |
* PTBBA * p-tert.-Butylbenzoesäure ** AMPD » 2-Amino-2-methyl-1,5-propandiol -17- |
10 9 8-21/2120
i Nr. | - 17 - Fortsetzung von Tabelle II |
Modifikation | 11595823 | Stufe 2 | -18- | |
I II II ! in III |
allmählich 1,4% Toluol |
|||||
III III III IV IV |
OH/COOH | I Verfahren | allmählich η H 1,4% Toluol allmählich |
|||
Beisp. ? G-r. | IV IV IV V V |
1,075 1,000 1,000 1,000 1,000 |
Stufe 1 |
η
η It η |
||
Hr. | V V VI VI VI |
1,ööö 1,000 1,000 1,000 1,051 |
eine Stufe eine Stufe |
5% Toluol 4,2% Toluol 5% Toluol Schmelze 1,4% Toluol |
allmählich allmählich 3% Xylol zu Anfang |
|
1 2 5 4 5 |
VII VII VII VII VIII |
1,051 1,091 1,088 1,051 1,051 |
Benzoes.zu erst Il tt ZU- Benzoes.erst |
6,9% Toluol 5,0% Toluol 5,0% Toluol 1,4% Toluol 5% Toluol |
3% Xylol 5% Xylol 5% Xylol 3% Xylol 3% Xylol |
|
ζ 7 8 9 10 |
VIII VIII VIII VIII IX |
1,051 1,000 1,000 1,000 |
::: | 596 Toluol 5% Toluol 5% Toluol 5% Toluol 5% Toluol |
396 Xylol 3% Xylol 3% Xylol 3% Xylol allmählich |
|
11 12 15 14 15 |
IX IX IX IX IX |
1, ööö 1,000 1,095 1,000 1,000 |
___ | 5% Toluol 5% Toluol 5% Xylol 10% Xylol 5% Xylol |
zu Anfang allmählich It Il Il |
|
Ib" 17 18 19 20 |
IX X XI |
1, üöö 1,086 1,000 1,000 1,000 |
—- | 3% Xylol 3% Xylol 5% Xylol 3% Xylol 3% Xylol |
Il | |
22 23 24 25 |
T, Ö17Ö 1,002 1,028 1,046 1,051 |
AMPD ·* | 39t Xylol 3% Xylol 3 % Xylol 3% Xylol 10% Xylol |
|||
2"b~ 27 28 29 50 |
1,051 1,051 1,000 |
10% Xylol 10% Xylol 10% Xylol 10 % Xylol 10% Xylol |
||||
31 52 55 34 35 |
10% Xylol 6% Xylol Toluol |
|||||
3b" 57 58 |
1098-2 1/2 120
- 18 - Fortsetzung von Tabelle II |
siedezeit Std. :Min. |
UC Siedetemperatur | 193-199 200 202-204 199-202 182-218 |
1635823 | |
24:40 20:05 28:20 42:50 19:00 |
Stufe 1: Stufe 2 | 200 182-203 177-199 182-218 177-206 |
|||
BeTsp. Nr. |
G-r. ! Rückfluß- | 38:00 19:25 28:20 19:00 24:20 |
149-184 149-182 177-182 149-182 149-177 |
177-199 157-207 177-20 6 |
Th-H2O |
1 2 3 4 5 |
Nr. | 21 :Ö5 30:15 30:45 24:20 21 :05 |
149-182 149-180 149-177 149-177 149-177 |
177-202 177-227 184-210 166-210 160-216 |
85,1 91,4 93,6 94,3 99,5 |
6 7 8 9 10 |
I II II III III |
29:40 27:45 11:35 22:05 14:30 |
H9-to 149-180 149-179 149-193 149-203 |
167-216 181-214 167-203 184-210 171-204 |
99,8 93,2 92,8 99,5 94,3 |
11 W 14 15 |
III III III IV IV |
10:00 12:33 11 :50 11:35 13:05 |
149-192 149-180 149-215 138-189 149-406 |
177-216 179-210 169-249 163-216 204-210 |
93,5 94,5 94,7 94,3 93,5 |
16 17 18 19 20 |
IV IV IV V V |
11 :35 8:00 27:40 20:20 17:00 |
149-204 149-212 149-214 171-215 149-199 |
1öb-21b 184-216 184-218 182-213 169-216 |
89,4 65,5 94,6 92,2 76,9 |
21 22 23 24 25 |
V V VI VI VI |
24:00 25:00 17:45 23:50 34:00 |
I64-210 164-210 I63-203 160-210 I49-208 |
174-216 184-210 167-204 |
96,4 98,8 97,2 94,6 95,0 |
26" 27 28 29 30 |
VII VII VII VII VIII |
177-1^3 171-216 158-198 143-185 162-217 |
97,7 96,5 82,3 85,1 94,4 |
||
31 32 33 34 35 |
ViTiI VIII VIII VIII IX |
30:00 B 57-208 32:50 I64-199 12:00 B60-168 |
97,0 97,1 99,9 98,7 94,4 |
||
~~W 37 38 |
K IX IX IX IX |
95,7 97,5 96,2 |
|||
ϊϊ X XI |
-19- |
1098-2 1/2120
Gr. | I | Fortsetzung; | - 19 - | Säurezah.1 | f f» | G-H | 1695823 | J | |
Nr. | II | Fest | Farbe | V | |||||
Beisp. | II | T 56 | von Tabelle II | 1 1,1 | stoff | Viskosität | S | ||
Nr. | III | Oxaz ol in—Ring | 9,2 | 98,9 | 9-10 | G-H | 0 | ||
III | I | i 10,5 | 94,3 | 18 | H | ||||
1 | III | 39,8 | ; 4,6 | 93,2 | —— | G- | R | ||
2 | III | 67,0 | ; 8,8 | 96,7 | 8 | Zi-++ | I | ||
3 | III | 75,0 | ! 4,5 | 90,4 | 10 | ___ | W | ||
4 | IV | 74,7 | : 9,9 | 98,1 | 13-14 | J | X+ | ||
VJl | IV | 96,3 1 |
10,5 | 96,2 | 16 | P- | D-E | ||
b | IV | 98,1 | - 8,8 | 96,2 | 13 | X | N | ||
7 | IV | ; 73,2 | 2,8 | 90,4 | 10 | R | |||
8 | IV | ! 71,8 | 3,9 | 93,1 | 12 | z5 | M | ||
9 | V | 96,3 | 1,4 | 98,1 | 12 | G | |||
10 | V | 76,8 | = 0,7 | 97,9 | 11 + | R | G | ||
11 | V | ! 72,3 | 2,8 | 98,2 | 14 | S— | M | ||
12 | V | 1 74,7 | 3,9 | 93,1 | 12 | T | G | ||
13 | VI | 80,2 | 46,0 | 98,1 | 12 | U | G | ||
14 | VI | 76,8 | 19,9 | 8b, 1 | 18+ | R | -20- | ||
15 | VI | 72,3 | 7,4 | 94,7 | 18+ | S- | |||
1b | VII | 10,0 | 16,5 | 89,9 | 4 | V | |||
17 | VII | 0,0 | 9,6 | 90,7 | 12-13 | T | |||
18 | VII | 84,6 | 8,7 | 96,5 | 14-15 | 0 | |||
19 | VII | 81,7 | 10,2 | 90,2 | 4-5 | Z4 | |||
20 | VIII | 40,5 | 8,1 | 94,0 | 11 | 3 | |||
21 | VIII | 85,7 | 7,4 | 88,8 | 13-14 | ||||
22 | VIII | 95,1 | 7,2 | 89,9 | 4 | ||||
23 | VIII | 89,5 | 7,4 | 88,5 | 9-10 | ||||
24 | VIII | 84,6 | 6,7 | 95,1 | 11 | ||||
25 | IX | 80,2 | 7,5 | 89,0 | 7 | ||||
2b | IX | 91,6 | 10,1 | 94,9 | 17-18 | ||||
27 | IX | 87,0 | 8,6 | 96,5 | 12 | ||||
28 | IX | 35,0 | 10,4 | 94,8 | 13 | ||||
29 | IX | 48,6 | 7,0 | 87,4 | 18 + | ||||
30 | IX | 85,2 | 4,9 | 92,5 | 18++ | ||||
31 | IX | 88,4 | 7,2 | 93,5 | 18++ | ||||
32 | X | 88,6 | 8,0 | 88,3 | 15 | ||||
33 | XI | 99,1 | 6,5 | 88,5 | 17-18 | ||||
34 | 95,0 | 18,0 | 91,8 | 18++ | |||||
35 | 78,5 | 9,6 | 83,9 | 16 | |||||
3b | 83,2 | 41,5 | 9 | ||||||
57 | 98,6 | ||||||||
58 | 96,2 | ||||||||
ΤΟ98-21/2120
Zu Tabelle II
Gruppe I stellt das mit geradkettiger Fettsäure und aromatischer
Säure hergestellte Kondensationsprodukt dar. Die Siedetemperaturen umfassen beide Reaktionen. Die Charakteristik
ka betreffen das Endprodukt.
Gruppe II bezieht sich auf das Kondensat ionsprodukt mit Isodecansäure
und Versat—Harzsäure.
Gruppe III stellt die verschiedenen molaren Verhältnisse von
Isodecansäure zu Benzoesäure zwischen 5s0 und 0:3 und ein
Iso de cansäure/p-tert .-Butyl benzoesäure (PEBB A) -Kond en sat ionsprodukt
dar. Die Heine Stufe* deutet an, daß alle Reaktionskomponenten zu Anfang in das Reaktionsgefäß gegeben wurden.
Gruppe IV stellt die verschiedenen OH/COOH-Verhältnisse dar,
die bei einem mit Isodecansäure und Benzoesäure erhaltenen Kondensationsprodukt untersucht wurden.
Gruppe Y betrifft die Verfahrensabwandlungen, die bei Überschuß
an Hydroxylgruppen versucht wurden. Hierbei wurden alle Bestandteile zu Anfang zugegeben (Beispiel 15) oder die
aromatische Säure zu Anfang umgesetzt (Beispiele 16 und 17). Die hierbei erzielten Ergebnisse deuten auf einen weniger
befriedigenden Umfang an Oxazolin-Ringbildung hin.
Gruppe VI schildert die Vorreaktion von Isononansäure gegenüber
der Vorreaktion von Benzoesäure. Hier scheint die Oxazolin-Ringbildung schlechter zu sein. Beispiel 19 ist eine Wiederholung
dee Beispiels 18, wobei die Säurezahl nicht wie gewünscht
absank. Die Re st mengen an Hydroxylgruppen waren wiederum im wesentlichen nahe bei 0. Es wurde durchgeführt, weil
die Isononansäure die gleiche wie im Beispiel 20 war. Hierbei war der Ansatz jedoch in der Größenordnung von 25 1>
während im Beispiel 20 in der Größenordnung eines üblichen Reaktions-
kolbens gearbeitet wurde.
-21-
10 9 8-21/2120
Die Gruppen YII und VIII beziehen sich auf das Isononansäure-Benzoesäure-Kond
ensat ionsprodukt und das Isoοetansäure-Benzoesäure-Kondensationsprodukt.
Beispiel 29 ist eine Wiederholung des Beispiels 28, wobei die Spitzentemperatur 249° G
erreichte. Es scheint, daß das Isooctansäure-benzoesäure-Kondensationsprodukt
"bei einem Verhältnis Iso ο et ansäur e : Benzoesäure
von 1,5:1,5 einen geringeren Gehalt an Oxazolin-Ringen
hat.
Gruppe IX gibt die untersuchten verschiedenen Verhältnisse von 2-Äthylhexansäure zu Benzoesäure wieder. Es wurde mit
einem Überschuß an Hydroxylgruppen gearbeitet, weil einige Schwierigkeiten in bezug auf die Vervollständigung der
Reaktion auftraten. 2-Äthylhexansäure ist eine sekundäre Säure.
Gruppe X betrifft die Umsetzung der gleichen 2-Äthylhexansäure
mit PTBBA. Bei Molverhältnissen von 1,5 bis 2/1 PTBBA wurde in nicht in Tabelle III aufgeführten Beispielen eine
Tendenz zur Auskristallisation beobachtet. Auch hier wurde
mit Überschuß an Hydroxylgruppen gearbeitet.
Gruppe XI gibt die Herstellung von Kondensationsprodukten aus
2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol wieder.
OH/COOHx Gesamtverhältnis von Amin und Hydroxyl im
"Tris-Aminow zu Carboxyl in den Säuren.
Modifikationen
d.h. sowohl in Beziehung auf das Verfahren als auch auf das Produkt. Beispielsweise bedeutet "eine Stufe*
daß alle Reagenzien zu Anfang in das Reaktionsgefäß
gegeben wurden, während "Benzoesäure zuerst" die vorherige Umsetzung von Benzoesäure in der ersten
Stufe anstelle der aliphatischen Säure (Verfahren III) andeutet.
-22-
10 9 8-21/2120
Verfahren:
Rückfluß-Siedezeit;
Th. H2O:
Reaktion in der Schmelze oder in Anwesenheit von Lösungsmitteln oder "beides· Zugabe von Lösungsmittel
für jede Stufe angegeben, sofern möglich. In einigen Fällen geschah die Zugabe allmählich während der
ganzen Reaktionszeit. Pfeile deuten die kontinuierliche Anwesenheit von in der ersten Stufe zugefügtem
Lösungsmittel an.
stellt die ungefähre Zeit dar, während der die Rückflußsiedetemperatur angewandt wurde; die
Anheizzeit ist nicht berücksichtigt.
bedeutet die Prozentmenge Wasser, die entfernt wurde gegenüber der theoretisch möglichen Menge. Diese
kann geringfügig je nach der Berechnungsbasis variieren, nämli ch
1. die gesamte theoretische Menge und
2. die bei der erzielten Säurezahl theoretisch mögliche
Menge. Außer wo die Säurezahl hoch ist, ist der Unterschied nicht beachtenswert.
berechnet auf der Basis der Säurezahl des Endproduktes,
der Menge entfernten Wassers und der Ausbeute oder ungefähren Ausbeute an Feststoffen (nach
Entfernung des Wassers).
Die beigefügte Zeichnung gibt ein Infrarot-Spektrum eines
nichttrocknenden, gemischt Isodecansäure-Benzoesäure-Esters
des Tris-(hydroxymethvl )-aminomethans wieder, in dem das
molare Verhältnis Isodecansaure:Benzoesäure:Aminoalkohol
2:1:1 beträgt; das Produkt stellt ein erfindungsgemäß bevorzugtes
Produkt dar (Beispiel 9 in Tabelle II). Wie angedeutet, sind diese Trägerprodukte nichttrocknend und beeinflussen die
Trocknungseigens chaf ten anderer Irägerstoffe des Beschichtungsproduktes
nicht, was von wesentlicher Bedeutung ist. Solche
Oxazolin-Ring *
10 98-2 1/2120
andere Trägerstoffe sind z.B· trocknende Öle, ölmodifizierte
Harze, Lacke, Emaillen oder Trägerstoffe des Emulsionstyps wie Latexe von synthetischem Gummi. Die erfindungsgemäßen
Trägerstoffe haben auch keinen negativen Einfluß auf das oder die hierin dispergierteri Pigmente und sind von großer Stabilität,
was in bezug auf die Lagerfähigkeit der mit solchen Trägerstoffen hergestellten Grundfarben wichtig ist.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die erfindungsgemäßen
Trägerstoffe vorzugsweise dadurch hergestellt werden, daß zuerst eine aliphatisch^ C* - Cjq Mono-carbonsäure, die vorzugsweise
gesättigt und verzweigtkettig ist, mit einem Aminoalkohol umgesetzt wird, bis eine Säurezahl von etwa 5 erreicht
ist. Dabei werden 1 bis 2,5 Mol der aliphatischen Säure pro Mol Aminoalkohol eingesetzt. Sodann wird die cyclische Säure,
die vorzugsweise eine monocyclische Mono-carbonsäure ist, zuge
fügt und das Verkochen fortgesetzt wird, bis die gewünschte Säurezahl erreicht ist. Diese liegt im allgemeinen im Bereich
1 bia 10. 0,5 bis 2 Mol cyclische Säure werden pro Mol Aminoalkohol
eingesetzt und die Gesamtmenge an aliphatischer und cyclischer Säure ist gleich oder geringfügig weniger als die
stöchiometrische berechnete Menge. Werden die Carbonsäuren vor
der Umsetzung mit dem Aminoalkohol vermischt, ist die Konstitution des erhaltenen Produktes etwas ungewiß.
Die Menge der kombinierten aliphatischen und cyclischen Säure, ist unabhängig davon, ob beide nacheinander oder gleichzeitig
mit dem Aminoalkohol umgesetzt werden, wünschenswerterweise entweder stöchiometrisch oder geringfügig weniger.
Bei der Durchführung der Veresterungareaktion können 0,01
bis 1,0 56 eines geeigneten Katalysators verwendet werden,
obwohl dies vorzugsweise nicht früher geschieht, als die
Ringbildung vonstatten gegangen ist. Geeignete Katalysatoren sind z.B. Tri phenyl phosphat und Lithiumcarbonat. Bei Einsatz
einiger Katalysatoren kann die Verfärbung des Reakti ons gemisches
ein Problem sein; es wird deshalb bevorzugt, diese
-24-
109 8-21/2120
Reaktionen über eine etwas längere Reaktionszeit von 7 bis Stunden durchzuführen, um hierdurch die gewünschte Sä· ^ezahl in
Abwesenheit eines Katalysators zu erzielen. Keine Schwierigkeiten in bezug auf die Verfärbung des Reaktionsgemisches wurden
dagegen mit Triphenylphosphit beobachtet. Dieser Katalysator kann auch zu Beginn der ersten Stufe zugefügt werden. Es wurde
gefunden, daß die Anwesenheit von Lösungsmitteln wie aromatischen Kohlenwasserstoffen die Oxazolin-Ringbildung fördert,
was bei den erfindungsgemäßen Estern erwünscht und charakteristisch ist. 1 bis 10 Gew.-^ Lösungsmittel, bezogen auf das
Gewicht des Veresterungsgemisches, können möglichst früh dem Reaktionsgemisch zugefügt werden. Spezielle aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel
sind Benzol, Toluol und Xylol. Das Lösungsmittel kann vor der Reaktion, zu Anfang der Reaktion
oder allmählich im Verlauf der Veresterung zugefügt werden.
Die Reaktion wird gewöhnlich in zwei Stufen durchgeführt, wobei in der ersten Stufe die Temperatur allmählich auf ein
Maximum von etwa 190 - 215, vorzugsweise 190 - 205° C gesteigert wird. Nach der Zugabe der zweiten Säure wird die
Reaktionstemperatur gesteigert, und zwar gewöhnlich bis zu einem Bereich von 200 - 218° C; das Reaktionsgemisch wird bei
dieser Temperatur bis zur Erreichung einer Säurezahl von oder weniger, vorzugsweise unter 5 gehalten. Höhere Reaktionstemperaturen können in der zweiten Stufe verwendet werden,
was jedoch im allgemeinen nicht als vorteilhaft betrachtet wird.
Die Gesamtreaktionszeit kann von 7 bis 50 Stunden schwanken. Die Zeit für eine bestimmte Reaktionsstufe wird durch die
Erzielung einer vorbestimmten Säurezahl oder eines Bereichs hierfür bestimmt. Die Säurezahl des erfindungsgemäßen Träger
st off-Endprodukt es liegt bei 10 oder weniger und vorzugsweise
unterhalb 5. Nach Zugabe der zweiten Säure kann die Reakti ons temperatur allgemein bis zu wenigen Graden von
218° C gesteigert werden, bei welcher Temperatur die Reak-
1098-2 1/2 120
1895823
tion über einen Zeitraum gehalten wird, der etwa der Zeit der
ersten Stufe, d.h. von 7 Ms 50 Stauden gelaalten wurde. Wie
vorstellend angedeutet, ist die Säurezahl im allgemeinen weniger als 10.
Abschluß der Heaktion ist erwünscht, das gesamte
sungsmittel, das verwendet wurde, abzuziehen, sofern dies
leicht durchgeführt werden kann, ohne die !garbe des Träger*-
stoffes ungünstig zu beeinflussen. Im allgemeinen besteht das Endprodukt zu 1 bis 10 ?£ aus lösungsmittel, weil es schwierig
ist, die Gesamtmenge lösungsmittel ohne Aufgabe der iarblosigkeit
des Produktes zu entfernen.
Im allgemeinen haben die erfindungsgemäß hergestellten Träger«» stoffe die folgenden Eigenschaftent
Säurezahl 1-10
Farbe (Gardner-Holdt) (klar) 4-18
Viskosität (Gardner-Holdt) -0^
Gewicht pro liter 0,782-0,904 kg
i» Fest st off gehalt 82-99 #
$i Oxazolin 60-100 $»
Mol ekular gewi ch t 450 -50 5
Die folgenden Beispiele erläutern Farbbasen bevorzugter Produkt
ei die zum Vermischen mit vorgebildeten Beschichtungsgründe
produkten oder zur Herstellung spezieller Parbbasen mit verbesserten
Eigenschaften geeignet sind»
Beispiel QB-I
Titandioxid 62,5 Gewichtsteile
Titandioxid 62,5 Gewichtsteile
!Träger gemäß Beispiel 9 der
Tabelle II 9,0 Gewichtsteile
-26-
1 0 9 8'2 1 / 21 2 0 ORK»»*Mi.
- 26 - | Ferrit-Gelb-Pigment | Lampenruß | Büß | 38, | 1696823 | einfach in die Träger- | 3,2*1 | bis 15 si» wobei |
Beispiel CB-2 | Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
3, | stoffe eingemahlen werden» Bas Gewichteverhältnis von Pigment | 12 ;1 | liegt. | |
Beispiel CB-2 | Beispiel CB-6 | ,0 Gewichtsteile | zum Träger st off liegt Xm Bereich von < | »it | verbesserten Eigen- | |||
Mittelchrom-Gelb-Pigment | 65, | 2 Gewichtsteile | der bevorzugte Bereich bei 0,45*1 bis | , die | besonders zur | |||
Träger gemäß Beispiel 10 der Tabelle II |
5, | Die folgenden Beispiele sind Produkte | Heritellung von Email oder iacken unabhängig von der Art des | |||||
Beispiel CB-4 | O Gewichtsteile | schäften zum Vermischen von Färb basen | Trägerftoffea oder des Bindemittels geeignet sind, die das | |||||
Kupf erphthalocyanin-(blau)- Pigment | 20, | 4 Gewichtsteile | Email oder den Lack charakterisieren· | |||||
Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
4, | |||||||
Beispiel CB-5 | 0 Gewicht steile | |||||||
11, | 0 Gewicht steile | |||||||
24, | ||||||||
0 Gewichts teile | ||||||||
12, | 0 Gewicht steile | |||||||
20, | ||||||||
5 Gewichtsteile | ||||||||
5 Gewicht steile | ||||||||
Wie vorstehend angedeutet, werden diese universellen Farb | ||||||||
basen hergestellt, indem die Pigmente |
1098-21/2
OftGHNAL INSPECTED
Titandioxid | Beispiel | Ferrit-Gelb | Beispiel | Mit t elchro m-Gelb | Beispiel | MCB-1 | Beispiel | Lampe nruß | MCB-5 | 62,5 | 1695823 | |
- 27 - | Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
Träger gemäß Beispiel 10 der Tabelle II |
Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
9,0 | |||||||
Beispiel | Propylenglykolmonomethyläther | Pro py 1 englyk ο lmonome thy I äther | Propylenglykolmonomethyläther | Pro py len glyk ο 1 monomethylather | 21,5 | |||||||
Xylol | Xylol | Xylol | Xylol | 7,0 | Gewichtsteile | |||||||
Gewichtsteile | ||||||||||||
MOB-2 | 38,0 | Gewichtsteile | ||||||||||
3,2 | Gewichtsteile | |||||||||||
30,8 | ||||||||||||
28,0 | Gewichtsteile | |||||||||||
Gewicht steile | ||||||||||||
MCB-3 | 65,0 | Gewicht steile | ||||||||||
5,4 | Gewichtsteile | |||||||||||
23,0 | ||||||||||||
6,6 | Gewicht steile | |||||||||||
Gewi ch t s teile | ||||||||||||
MCB-4 | 20,0 | Gewi chtsteile | ||||||||||
Kupfer phthalocyanin-(blau)-Pigment | 54,0 | Gewichtsteile | ||||||||||
Träger gemäß Beispiel 9 der Tabelle II |
20,0 | |||||||||||
Propylenglykolmonomethyläther | 6,0 | Gewicht s teile | ||||||||||
Xylol | Gewi chts teile | |||||||||||
11,0 | Gewichtsteile | |||||||||||
24,0 | Gewichtsteile | |||||||||||
49,0 | ||||||||||||
16,0 | Gewichtsteile | |||||||||||
Gewi ch t s t ei Ie | ||||||||||||
Gewichtsteile | ||||||||||||
Gewichtsteile | ||||||||||||
-28- |
10 9 821/2120
1b95823
Ruß 12,5 Gewichtsteil«
Träger gemäß Beispiel 9 der
Tabelle II 20,5 Gewichtsteile
Propylenglykolmonomethyläther 50,0 Gewichtsteile
Xylol 17,0 Gewichtsteile.
1098-2 1/2 120
Claims (5)
1. Farbbase, bestehend aus einem innigen Gemisch aus
a) 20 - 1500 Gewichtsteileneines feinverteilten festen
Pigment s und
b) 100 Gewi ent s teilai .eines unter Normal be dingung en flüssigen
gemischt aliphatisch-cyclisehen Esters eines Oxazoline,
das aus einem Poly-(hydroxyalkyl )-aminoalkan hergestellt ist und in dem
(1) die Alkylgruppe ein Kohlenstoffatom und die Alkangruppe
ein oder zwei Kohlenstoffatome enthält,
(2) der aliphatische Rest sich von einer gesättigten
aliphatischen Mono-carbonsäure mit 5-18 Kohlenstoffatomen ableitet und
(3) der cyclische Rest sich von einer einen Benzolring enthaltenden aromatischen Mono-carbonsäure oder von
Harzsäuren ableitet.
2. Produkt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly-(hydroxyalkyl)-aminoalkan Tris-(hydroxymethyl)-aminornethan
oder Bis-(hydroxymethyl)-amino metlian ist.
3· Produkt gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatische Säure eine solche mit verzweigter
Kette ist.
4· Produkt gemäß Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatische Säure Isodecansäure ist.
5. Produkt gemäß Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die cyclische Säure Benzoesäure ist.
10982 1/2120
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE1695823A1 (de) |
GB (1) | GB1217941A (de) |
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1133908A (en) * | 1978-08-04 | 1982-10-19 | Edward L. Wheeler | Derivatives of 2-oxazoline useful as antioxidants |
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- 1968-01-20 DE DE19681695823 patent/DE1695823A1/de active Pending
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