DE1769515A1 - Formkoerper und UEberzuege aus duroplastischen Kunststoffen - Google Patents
Formkoerper und UEberzuege aus duroplastischen KunststoffenInfo
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Description
formkörper und Überzüge aus duroplastisohen
Die Erfindung "betrifft Formkörper und Überzüge aus duroplastischen
Kunststoffen, die durch Vermischen von Polyamiden und Polycarbonsäuren sowie anschließender Erhitzung und formgebung
hergestellt werden« ·
Es sind Verfahren zur Herstellung thermoplastisch zu verarbeitender
Form- und Überzugsmassen durch Umsetzung von Polyamiden mit Polycarbonsäuren bekannt, die auf den Umstand aufbauen, daß
man durch eine solche Umsetzung die Sehmelzviskosität der Polyamide
erhöhen kann. Es wurde in diesem Zusammenhang beispielsweise die Verwendung von Irimesinsäure und Pyromellithsäure als
Polycarbonsäuren vorgeschlagen.
Es ist weiterhin die Anwendung polymerer Polycarbonsäuren zur Erhöhung der Sehmelzviskosität von hochmolekularen Polyamiden
mit Intrinsic-Viskositäten über 0,4 bekannt. Polymere Polycarbonsäuren
mit bis zu 10 Mo1$ sauren Gruppen werden auch nach DAS 1 24-1 606 mit Polyamiden verarbeitet.
Die Verwendung polymerer Polycarbonsäuren ist von besonderem
Interesse, weil diese wegen der hohen Funktionalität bereits
bei niedrigen Umsätzen schnell zur G-elierung und zu einer gewissen
Formbeständigkeit führen. Die Verwendungsmöglichkeit
wird- jedoch weitgehend durch den Umstand eingeschränkt, daß
verschiedenartig aufgebaute Polymere nicht miteinander verträglich sind und keine homogenen Mischungen geben, letzteres
gilt namentlich auch für Mischungen von Polyamiden mit polymeren Polycarbonsäuren.
Zweck der Erfindung ist es, eine duroplastische Form- und
Überzugsmasse aus Polyamiden und polymeren Carbonsäuren herzustellen. Die Masse soll nach thermischer Behandlung unlöslich und unschmelzbar und klar durchsichtig sein.
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Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, daß einige Polyamide
mit Oopolymerisaten aus Olefindicarbonsäuren bzw. deren
sauren Estern und Amiden mit 25 und mehr Mol% Carboxylgruppen
verträglich sind. Nach der thermischen Behandlung der Gemische erhält man klar durchsichtige, unlösliche und unschmelzbare
Polyamide, die.als Formkörper und Überzüge sehr gute mechanische
Eigenschaften haben.
Die Formkörper und Überzüge gemäß der Erfindung werden durch Vermischen und anschließendes Erhitzen eines nicht oder nur geringfügig
kristallinen, in alkoholhaltigen lösungsmitteln löslichen
Polyamids oder Polyamidgemisches mit einem mittleren Molekulargewicht unter 5000, vorzugsweise unter 3000, mit einem Copolymerisat
oder Copolymerisatgemisch von Äthylendicarbonüäuren bzw. deren Anhydriden und/oder Eeilestern und/oder Teilamiden
mit polymerisierbaren, C-C-Doppelbirdungen enthaltenden Olefinen
und/oder Äthern und/oder Estern mit einem Gehalt an Carboxylgruppen
von 25 - 70, vorzugsv/eise 33 - 70 Mol$ und einem mittleren
Molekulargewicht unter 5000, vorzugsweise unter 3000, erhalten. Der Anteil der Polyamid-Komponente am Gemisch soll dabei 10 - 99 5^,
vorzugsweise 20 - 95 $, betragen.
Die Hohe der Molgewichte soll deswegen die angegebenen Grenzen nicht überschreiten, weil dadurch die Eigenschaften der gehärteten
Produkte, z.B. hinsichtlich ihrer Härte und ihrer Beständigkeit gegen Lösungsmittel, beeinträchtigt würden.
Uichtkristalline Polyamide erhält man nach aus der Literatur
bekannten Methoden (s. z.B. Kunststoff-Handbuch Band VI, Polyamide,
Herausgeber: Vieweg/Müller). In der Regel sind diese Polyamide in alkoholhaltigen Lösungsmitteln löslich.
Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind z.B. Mischpolyamide
aus geradkettigen Dicarbonsäuren, Diaminen und Lactamen, z.B. aus AH-SaIz und Caprolactam im Verhältnis 60 : 40,
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Polyamide,flieren ^.Η-Wasserstoff teilweise durch Methylol- oder
Allcylgruppen ersetzt ist, Polyamide der verzweigtkettigen Dicarbonsäuren
und/oder Diamine, z.B. der 2,4,4-Srimethyladipinsäure
oder des 2,2,4-vbzw« 2,4,4-irimethy!hexamethylendiamine, Mischpolyamide, die cyclische, aliphatisch^ ,oder aromatische Dicarbonsäuren
enthalten, z.B. Gyclohexan-1,4-dicarbonsäure, Mischpolyamide,
die cyclische, aliphatische oder aromatische Diamine enthalten,
z.B. 1,4-Diaminocyelohexan, sowie Polyamide und Mischpolyamide, die
cyclische, aliphatische oder aromatische Diamine mit Alkylseitenicetteii
enthalten, z.B. i-AminorS-amiiiomethyl^jSiS-trimethylcyclohexaii,
bekannt unter dem Ha-men Isophorondiamin (im folgenden IPD
genannt).
Die C opolymex^is at-Komponente wird nach bekannten Methoden hergestellt
durch radikalische Copolymerisation von polymerisierbaren ülefindi carbonsäuren bzw. deren Derivaten, wie Anhydride,
'i'eilester und Teilanide, z.B. Maleinsäure, Fumarsäure, Itacon-■
säure, Citraconsäure mit geeigneten Olefinen. Die Derivate können auch nach der Polymerisation hergestellt werden. Man erhält z.B.
durch Copolymerisationvon Haleinsäuremonomethylester mit Styrol
ein in gleicher Yfeise brauchbares Material wie- durch Copolymerisation
von Ilaleinsäureanhydrid mit Styrol und anschließende Halbveresterung Kiit !!ethanol.
Als Ooinonomere dienen polymerisierbar Olefine wie Äthylen,
Propylen,. Isobutylen,- .Vinylchlorid, Olefine mit aromatischen Substitueiiten
wie Styrol und Λ -iuethylstyrol, cyclische Olefine,
wie Ina en, Aceiiaylrtiiylen, ungesättigte polymerisierbar Äther,
wie ilethylvinyiäther und Cumaron, ungesättigte polymerisierbare
Ester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Acrylsäure- und Methacrylsäureester.
Der G-ehalt des Copolymerisates an Carboxylgruppen
beträgt 25 und mehr liol^, bezogen auf das 1.Io nomer enge mi sch, vorzugsweise
53 - 70 Uolfo (eine Säureaniiydridgruppe zählt hierbei
awei Carboxylgruppen).
Die mittleren tiolgewichte der Copolymerisate sind- in ähnlicher
Weise v:ie bei der Polyamid-Komponente begrenzt. Bei Molgewichten unter 5000, vorzugsweise unter 3000, erhält man besonders harte
vernetzte Polyamide.
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-L-
Die Herstellung der erfindungsgemäßsn formkörper und Überzüge
erfolgt durch Mischen der beiden Komponenten in Substanz oder in Lösung und Formgebung bei Temperaturen bis ca. 18O0O. Die
Vernetzungsreaktion beginnt langsam bei Temperaturen über 800C
·: und verläuft mit ausreichender Geschwindigkeit oberhalb ca. 11O0O.
■Die Vernetzungetemperatur kann durch bekannte saure und basische
Katalysatoren, z.B. latriumäthylat, Phosphorsäure, Bleioxyd,
, herabgesetzt werden*
Die Formgebung erfolgt nach bekannten Methoden z.B. durch Pressen des gegebenenfalls mit Füllstoffen verkneteten Gemisches
unter gleichzeitigem Erwärmen, durch Gießen der Lösungen in einer Foliengießmaechine, durch Spritzen der ge-
tk gebenenfalls mit Pigmenten und Füllstoffen vermischten Lösungen.
Beim Erhit-zen der Formkörper und Überzüge findet die Vernetzungsreaktion statt. Die vernetzten Polyamide sind hart und zäh und
klar durchsichtig, in Form der Filme und Lackschichten auch flexibel. '
Die Polyamide der verzweigten Dicarbonsäuren bzw. Diamine zeichnen
sich durch höhere Flexibilität im vernetzten Zustand aus. Besonders hervorragende Werte wurden mit Polyamiden des 2,4,4-
und 2f2,4-Srimethylhexam©thylendlamins (TMD) erhalten. Bei
Blechbeschichtungen liegen die Tiefungswerte nach Erichsen
(DIU 53156).Über 10, bei gleichzeitig guter Härte und Säurebe-P ständigkeit. Auch in Mischpolyamiden, deren Basenanteil mindestens
zu 10 # aus TMD besteht, sind die Flexibilität und die Säurebeständigkeit
erhöht.
Polyamide cyclischer Dicarbonsäuren und Diamine zeichnen sich
im vernetzten Zustand durch hohe Härte aus. Besonders gute ' Werte wurden mit Polyamiden des IPD erreicht bei gleichzeitig
INSPBCTBD
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-p-
guter Dehnbarkeit und neben Säurefestigkeit' auch. Alkalifestigkeit. Der Eindruckwiderstand nach Buchholz. (DIl 53153) üegg
bei mindestens 125« Auch in Mischpolyamiden verbessert IPD
die Härte der vernetzten Produkte, bereits wenn 10 °ß>
des Xminanteiles aus IPD besteht.
Unter den verwendeten Oopolymerisaten zeichnen sich die der Maleinsäure und ihrer funktioneilen Derivate durch einheitliche und reproduzierbare Zusammensetzung und besonders durch
ihre hohe Reaktionsfähigkeit aus. Sie werden daher bevorzugt
verwendet. Copolymerisate aus Styrol und Maleinsäure bzw. deren
Derivaten verleihen dem vernetzten Polyamid höhere Härte und lösungsmittelbeständigkeit gegen Alkohole, aromatische und
aliphatisch^ Kohlenwasserstoffe, Aceton und andere. Veäparbeitungstechnisch
sind besonders die Alkylhalbester der Alkohole bis G. vorteilhaft, die in alkoholhaltigen lösungsmitteln löslich
sind, ausgezeichnete Verträglichkeit mit der Polyamid-Komponente.,
und hohe Reaktionsfähigkeit aufweisen.
Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
geht von. Polyamiden mit vorwiegend endständigen NHp-Gruppen
und Molgewichten unter 5000, vorzugsweise unter 2Q00 sowie
von Oopolymerisaten. der erwähnten Art mit Molgewichten unter 3000, vorzugsweise unter 2000, aus. "Die beiden Komponenten liegen
hier als .Salze vor und reagieren schneller miteinander als
Gemische mit weniger ausgeprägtem Salzcharakter,
Gemische dieser Art können in lösung auch einer kurzen Vor«
kondensation bei höherer Temperatur unterworfen werden. Bei.
Temperaturen von 100 - 18O0O findet z.B. innerhalb von 10 Min.
bis zu vier Stunden eine teilweise Umsetzung ohne Gelierung statt, bei Temperaturen von 60 - 10O0G innerhalb von *
.1/4 bis zu 5 Stunden. Dadurch wird bei lacklösungen der Verlauf
verbessert und bei ]farmkö"rpern>
die aus dem vom Iiösu2oge~
mittel befreiten Reaktionsprodukt gepresst werden, der Anteil
der bei der Vernetzungsreäktion entstehenden flüchtigen Reaktionsprodukte
entscheidend vermindert*
10 9836/15 05 ,
«w Q mm
Bei Molgewichten der Polyamid-Komponente unter J5 000, vorzugsweise
unter 2 000 und Molgewichten der Copolymerisat-Komponente unter j5 000, vorzugsweise unter 2 000, ist das
vom Lösungsmittel befreite Gemisch, insbesondere das Vorkondensat in NH^-haltigem oder aminhaltigem Wasser löslich bzw."
leicht dispergierbar und kann als wässrige Lacklösung verwendet werden.
Den erfindungsgemäßen Mischungen von Polyamiden und Copolymeren der Äthylendicarbonsäuren können neben Pigmenten und Füllstoffen
die üblichen und bekannten Zusatzmittel, wie Antischaummittel, Verlaufmittel, organische Lösungsmittel, Katalysatoren
usw.,' beigegeben werden.
10983871505
1) 90 Gew. T, eines Mischpolyamide aus AH-SaIz und Caprolactam
im Verh. 60 : 40 werden in 4|5O Gew.T. 85 #igem
Methanol gelöst. Biese Lösung wird in einem vakuümdichten
Kneter mit 200 Gew.T. Kaolinmehl verknetet,
wobei das Lösungsmittel soweit verdampft wird, daß
ein zähflüssiger Brei entsteht. Dann werden 10 Gew.T· eines Copolymerisates aus Maleinsäureanhydrid und Isobutylen
im Molverhältnis 1 5 1 in 20 Gew.T. Methyläthylketon
zugegeben und vermischt. Man erhält eine lockere Masse, die noch im Vakuuratrοckensehrank getrocknet
wird. Durch Fressen bei 1500C erhält man
harte und schlagfeste Formkörper.
2) 60 Gew.T· eines aus Adipinsäure und 2,2,4-Trifflethylhexaraethylendiamin
hergestellten Polyamids, dessen
mittleres Molgewicht ca* 2500 beträgt, werden in 80
Gew.T· Methanol gelöst. Zu dieser Lösung gibt man eine
Lösung von 40 Gew.T· eines Copolymerisates aus Styrol
und Maleinsäuremonoäthylester im Molverhältnis lsi
mit einem mittleren Molgewicht von I500 in 60 Gew.T·
eines Gemisches aus gleichen Teilen Äthanol und Toluol. Das Gemisch wird auf Tiefziehblech aufgetragen, das
nach Ablttften 1 Std. auf 1300C erhitzt wird.
Tief ung nach DIN 53156s >
10 mm
Eindruckwiderstand nach DIN 53153s 90 Nach einstündiger Einwirkung von 5 #iger Salzsäure bleibt die Lackschicht unverändert*
Eindruckwiderstand nach DIN 53153s 90 Nach einstündiger Einwirkung von 5 #iger Salzsäure bleibt die Lackschicht unverändert*
3) 70 Gew.T. eines aus gleichen Teilen Caprolactam, AH-SaIz
und adipinsaurem 4,4-Dianiinodicyclohexylmethan hergestellten
Polyamids mit einem mittleren Molgewicht von 45OO werden in I50 Gew.T. eines Gemisches aus 70 Gew.T.
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OHSGIHAL IMSPECTED
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Methanol, 20 Gew.T. Benzol und 10 Oew.T. Wasser gelöst. Zu dieser Lösung gibt man eine Lösung von 30 Gew.T. eines
Copolymerisates aus Styrol und Maleinsäureanhydrid im
Molverhältnis 1:1 mit einem mittleren Molgewicht von I500 in 45 Gew.T. eines Gemisches aus gleichen Teilen
Methanol und Toluol. Die Lösung wird auf Tiefziehblech aufgetragen, das 1/2 Std. auf 1500C erhitzt wird.
Tiefung nach DIN 53156* 8,5 mm
Eindruckwiderstand nach DIN 53153: 100-110. Nach einstündiger Einwirkung von 5 #iger Natronlauge quillt die Lackschicht etwas auf.
Eindruckwiderstand nach DIN 53153: 100-110. Nach einstündiger Einwirkung von 5 #iger Natronlauge quillt die Lackschicht etwas auf.
K) 70 Gew.T. eines Mischpolyamids aus Dekandlcarbonsäure
und einem Gemisch von 33 Mo3$ l-Amino-3-aminomethyl-3i5i5-trimethylcyclohexan
und 67 Mol# 2,2,4-Tr!methylhexamethylendiamin
mit einem mittleren Molgewicht von 45OO werden in 110 Gew.T. Methanol gelöst. Zu dieser
Lösung gibt man die Lösung von 30 Gew.T. eines Copolyraerlsates aus Styrol und Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis
1:1 mit einem mittleren Molgewicht von I500 In 45 Gew.T. eines Geraisches aus gleichen Teilen Methanol
und Toluol, Die Lösung wird auf Tiefziehblech aufgetragen, das 1/2 Std. auf 1500C erhitzt wird.
Tiefung nach DIN 53156: 10 mm
Eindruckwiderstand nach DIN 53153? 125 Nach einstündiger Einwirkung von 5 #iger Natronlauge bleibt die Lackschicht unverändert.
Eindruckwiderstand nach DIN 53153? 125 Nach einstündiger Einwirkung von 5 #iger Natronlauge bleibt die Lackschicht unverändert.
5) 50 Gew.T. eines Polyamids aus Dekandicarbonsäure und
l-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan mit einem mittleren Molgewicht von 3500 werden in 75 Gew.T. Methanol
gelöst. Zu dieser Lösung gibt man die Lösung von 50 Gew.T.
eines Copolymerisates aus Styrol und Fumarsäuremonomethylester Im Molverhältnis 2 : 1 in 75 Gew.T. eines Gemisches
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aus gleichen Teilen Methanol und Toluol. Die Lösung wird auf Tiefziehblech aufgetragen, das 2 Stunden auf 125°C
erhitzt wird.
Tiefung nach DIN 53156: 9,5 mm
Eindruckwiderstand nach DIN 53153: 125
Nach einstündiger Einwirkung von 5 $iger Natronlauge
bleibt die Lackschient unverändert.
6) 40 Gew.T. eines Polyamids aus Azelainsäure und 2,2,4-Trimethy!hexamethylendiamin,
dessen Endgruppen zu 90 % NHg-Gruppen sind und dessen mittleres Molgewicht 800
beträgt, werden in 60 Gew.T. Methanol gelöst. Zu dieser Lösung gibt man die Lösung von 60 Gew.T. eines Copolymerisates
aus Styrol und Maleinsäuremonomethylester im Molverhältnis 1,5 : 1 mit einem mittleren Molgewicht
von 1500. Die Lösung wird 10 Minuten auf 1200C erhitzt,
nach Abkühlen mit Titandioxyd pigmentiert und auf Tiefziehblech aufgetragen, das 1/2 Std. auf 14Ö°C erhitzt
wird.
Tiefung·nach DIN 53156: 8,5 mm
Eindruckwiderstand nach DIN 53153:' 125
Eindruckwiderstand nach DIN 53153:' 125
7) 55 Gew.T. eines Mischpolyamids aus Dekandicarbonsäure
und· 2,4,4-Trimethy!hexamethylendiamin mit 95 # NH2-Endgruppen
und einem mittleren Molgewicht von 1000 werden
in 8o Gew.T. Methanol gelöst. Zu dieser Lösung gibt man
die Lösung von 45 Gew. T. eines Copolymerisates aus Styrol und Maleinsäuremonomethylester im Molverhältnis
1:1 mit einem mittleren Molgewicht von 1200 in 70 Gew.T, eines Gemisches aus gleichen Teilen Methanol und Toluol.
Die Lösung wird 1/2 Std. auf 900C erhitzt und anschliessend
bei 40 - 500C im Vakuum zur Trockne eingedampft.
Der Rückstand wird in einem Gemisch aus I70 Gew.T. Wasseij
22 Gew.T, 10 #iger Ammoniaklösung und 10 Gew.T. Propylenglycol-1,2
gelöst- und nach Filtrieren auf Tiefziehblech aufgetragen, das 1/2 Stunde auf 14O°C erhitzt wird.
Tiefung nach DIN 53156: 9;5 mm.
Eindruckwiderstand nach DIN 53153$ 125
Nach einstündiger Einwirkung von 5 #iger Salzsäure bleibt die Lackschicht unverändert.
Claims (10)
- PatentansprücheX) Formkörper und Überzüge aus duroplastischen Kunststoffen, die durch Vermischen von einem oder mehreren Polyamiden (Komponente A) und Polycarbonsäuren (Komponente B), Formgebung und Erhitzung hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß A ein nicht- oder nur geringfügig kristalline? in alkoholhaltigen Lösungsmitteln lösliches Polyamid oder Polyamidgemisch mit. einem mittleren Molekulargewicht unter 5000, vorzugsweise unter 5000, ist und B ein Copolymerisat oder Copolymerisatgemisch von Ä'thylendicarbonsäuren bzw. deren Anhydriden und/oder Teilestern und/ oder Teilamiden mit polymerisierbaren, C-C-Doppelbindungen enthaltenden Olefinen, Äthern und Estern mit einem Gehalt an Carboxylgruppen von 25 - 70, vorzugsweise 33 - 70 Mol# und einem mittleren Molekulargewicht unter 5000, vorzugsweise unter 3000}ist und der Anteil der Komponente A am Geraisch 10 - 99 %, vorzugsweise 20 - 95 %, beträgt.
- 2) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A Reste verzweigter Dicarbonsäuren und/oder verzweigter Diamine enthält.
- 3) Formkörper nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Diaminanteil in A zu 10 - 100 % aus 2,4,4- und/oder 2,2,4,-Trimethy!hexamethylendiamin besteht,
- 4) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß A Reste cyclischer Dicarbonsäuren und/oder Diamine enthält.
- 5) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diaminanteil in A zu 10 - 100 % aus l-Ainino-3-aininomethyl-3i 5j 5-trimethylcyclohexan bestellt.— 2 ■'—,1 09 8 3 6./Ί 5 G 5"
- 6) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß B ein CopolymeiSsat der Maleinsäure und/oder ihres Anhydrids und/oder ihrer Ester mit Alkoholen bis Cj, und/oder ihrer Amide ist.
- 7) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß B ein Copolymerisat der Maleinsäure und/oder ihres Anhydrids und/oder ihrer Ester mit Alkoholen bis Cj, und/oder ihrer Amide mit Styrol ist.
- 8) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1-7* dadurch gekennzeichnet, daß A überwiegend NHp-Endgruppen hat, ihr mittleres Molgewicht unter 5000, vorzugsweise unter 2000, liegt und das Molgewicht von B vorzugsweise unter 2000 liegt.
- 9) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß A und B durch Erhitzen vorkondensiert werden.
- 10) Formkörper und Überzüge nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch von A und B, gegebenenfalls nach Entfernung des organischen Lösungsmittels, in Ammoniak oder in aminhaltigem Wasser gelöst wird.109836/1505
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ES366456A ES366456A1 (es) | 1968-06-05 | 1969-04-25 | Procedimiento para la fabricacion de cuerpos moldeados y revestimientos de materias artificiales duroplasticas. |
DK245969AA DK129720B (da) | 1968-06-05 | 1969-05-05 | Formlegeme med duroplastisk karakter, af omsætningsprodukter af polyamider og polymere polycarboxylsyrer, eventuelt i form af et overtræk, og fremgangsmåde til fremstilling af et overtræk. |
CH734569A CH523937A (de) | 1968-06-05 | 1969-05-14 | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern und Überzügen aus duroplastischen Kunststoffen |
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LU58755D LU58755A1 (de) | 1968-06-05 | 1969-05-30 | |
GB25997/69A GB1271743A (en) | 1968-06-05 | 1969-05-30 | Thermosetting resin of polyamide and copolymer of unsaturated dicarboxylic acid or derivative and an olefin or unsaturated ether or ester |
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