DE1795238C3 - Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen aus Epoxiden und Aminoverbindungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen aus Epoxiden und AminoverbindungenInfo
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Description
Epoxidharze werden u. a. als Klebe- und Bindemittel, als Lackharze, als Einbett-, Verguß- und Abdichtmaterialien,
für die Herstellung von Kusntstoffen und plastischen Massen, auch für die Fertigung von
Formkörpern durch Gießen verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen aus Epoxiden und
Aminoverbindungen. Bei dem Verfahren werden als Poxide aromatische Glycidylverbindungen und stickstoffhaltige
Glycidylverbindungen eingesetzt. Mit GIycidylgruppe ist die 2,3-Epoxi-propylgruppe, d. h. die
\—CH2-CH CH2j-Gruppe
gemeint.
Bekannt ist die Herstellung von Epoxidharzen durch Umsetzen von Verbindungen, die sich vom Diglycidyläther
des 4,4'-Dioxy-diphenylpropans ableiten, mit beispielsweise Triäthylentetramin. Diese Umsetzung
läuft bei Raumtemperatur bis zur Bildung harter Harze spontan ab, besitzt jedoch folgende Nachteile. Wegen
der hohen Viskositäten eier erstgenannten Umsetzungspartner ist das Gemisch aus beiden Umsetzungspart-
nern ebenfalls hochviskos und als Vergußmasse und für das Gießen von Formkörpern schlecht geeignet.
Auch eignet es sich nicht für die Herstellung von Kunststoffen und plastischen Massen mit großem
Gehalt an Füllstoffen. Zwar läßt sich die hohe Viskosität durch Zusetzen von Lösungsmitteln erniedrigen, diese
verursachen aber andere Störungen, z. B. Schrumpfrisse oder Blasenbildung.
Bekannt ist ferner die Herstellung von Epoxidharzen durch Umsetzen von N-Diglycidyl-alkylaminen. dij
kurzkettige Alkylgruppen besitzen, mit beispielsweise Triäthylentetramin. Wegen der niedrigen Viskositäten
der erstgenannten Umsetzungspartner ist das Gemisch aus beiden Umsetzungspartnern zwar ebenfalls niedrig
viskos, besitzt aber dennoch den wesentlichen Nachteil, bei Raumtemperatur selbst während langer Zeiträume
nicht zu härten.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen zu schaffen, bei dem die
genannten Nachteile vermieden werden. Es sollten Ausgangsmaterialien niedriger Viskosität eingesetzt
werden, die bei Raumtemperatur schnell härten.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen aus Epoxiden und
Aminoverbindungen, die pro Molekül mindestens zwei Aminogruppen aufweisen und dadurch gekennzeichnet
ist, daß als Epoxide Mischungen aus
a) 30—90Gew.-% des Diglycidyläthers des Dioxidiphenylpropans
und
b) 70—10Gew.-% eines N-Diglycidyl-Isoalkylamins
allein oder im Gemisch mit N,N'-Diglycidyl-N,N'-diisopropyl- oder -diisobutyl-l,3-diamino-2-hydroxipropan
eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Mischungen sind hinreichend niedrigviskos, so daß ihnen große Mengen
an Füllstoffen einverleibt und somit aus ihnen Kunststoffe, auch plastische Massen besonders preiswert
hergestellt werden können.
Ihre relativ niedrige Viskosität macht diese Mischungen
auch für alle formgebenden Verarbeitungen, insbesondere für das Vergießen, geeignet. Außerdem
läuft die Umsetzung bis zur Bildung harter Harze bei Raumtemperatur innerhalb von 1 bis 7 Tagen
vollständig ab.
Besonders gute Ergebnisse erhält man, wenn als N-Diglycidyl-isoalkylamin N-Diglycidylisopropylamin
oder N-Diglycidylisobutylamin verwendet wird.
Vor allem wurden mit N-Diglycidyl-isopropylamin
und seinen Mischungen mit Ν,Ν'-Diglycidyl-N-N'-diisopropyl-l,3-diarnino-2-oxypropan
mit Füllstoff und ohne Füllstoff gute Festigkeiten erzielt
Als pro Molekül mindestens zwei Aminogruppen aufweisende Verbindungen kennen beispielsweise
Äthylendiamin, Diäthylentriamin, Triäthylentetramin oder Polyamino-amid-Verbindungen verwendet werden.
Überraschend sind dabei synergistische Effekte. Die Biegefestigkeiten der ausgehärteten mit der erfindungsgemäß
eingesetzten Mischungen erhaltenen Produkte durchlaufen in Abhängigkeit von den prozentualen
Anteilen der Mischungskomponenten maximale Werte, die wesentlich über den Biegefestigkeiten der jnter
gleichen Bedingungen gehärteten reinen Mischungskomponenten liegen. Zur Erläuterung der Erfindung
werden nachstehend 5 Beispiele gebracht. Das Beispiel 1 erläutert den durch das erfindungsgemäße
Mischen der Komponenten erzielten Effekt auf die Härtung bei Raumtemperatur. Die Beispiele 2 bis 5
erläutern den synergistischen Effekt.
Es wurden der Diglycidyläther des 4,4'-Dioxy-diphenylpropans
(I) mit N-Diglycidyl-isopropylamin (II) und mit Triäthylentetramin (III) vermischt und die Gelierzeit
(GZ)bei Raumtemperatur bestimmt.
| Il (B) |
3 | 111 (g) |
J !7 | 95 238 | 4 | V (Gew.-%) |
Biege festigkeit (kp/cm2) |
Durch biegung (mm) |
|
| ι ■ (g) |
22,0 22,0 11,0 |
4,9 5,1 4,9 |
GZ (Stunden) |
I (Gew.-%) |
70 50 30 10 0 |
25h 1010 862 617 312 |
15,0 7,2 4,9 3,7 1,9 |
||
| 0,0 2,2 19,2 |
nach 7 Tagen noch kein Gelieren 23,5 5 bis 20 |
5 30 50 70 90 100 |
|||||||
Biegefestigkeiten und Durchbiegungen der Mischungen von Diglycidyläther des 4,4'-Dioxy-üiphenylpropans
(1) mit N-Diglycidyl-isopropylamin (U) und mit
äquivalenten Mengen Triäthylentetramin (III) nach 5tägiger Härtung bei 200C (ohne Füllung):
(Gew.-%)
I!
(Gew.-%)
(Gew.-%)
Biegefestigkeit
(kp/cm2)
(kp/cm2)
Durchbiegung
(mm)
(mm)
| 30 | 70 | 708 | 14,2 |
| 50 | 50 | 999 | 9,2 |
| 70 | 30 | 838 | 5,3 |
| 9Ü | 10 | 622 | 3,9 |
| 100 | 0 | 312 | 1,9 |
Biegefestigkeiten und Durchbiegungen der Mischungen von Diglycidyläther des 4,4'-Dioxy-diphenylpropans
(I) mit N-Diglycidyl-isobutylamin (IV) und mit
äquivalenten Mengen Triäthylentetramin (III) nach 5tägiger Härtung bei 20°C (ohne Füllung):
| 1 | IV | Biege | Durch |
| festigkeit | biegung | ||
| (Gew.-%) | (Gew.-o/o) | (kp/cm*) | (mm) |
| 30 | 70 | 146 | 15,0 |
| 50 | 50 | 858 | 14,9 |
| 70 | 30 | 946 | 7,3 |
| 90 | 10 | 679 | 4,0 |
| 100 | 0 | 312 | 1,9 |
Biegefestigkeiten und Durchbiegungen der Mischungen von Diglycidyläther des 4,4'-Dioxy-diphenylpropans
(I) mit einem Gemisch (V) aus Epoxidverbindungen und äquivalenten Mengen Triäthylentetramin (III) nach
5tägiger Härtung bei 200C (ohne Füllung), wobei das
Gemisch (V) aus ca. 55 Gew.-% N,N'-Diglycidyl-N,N'-diisopropyl-l,3-diamino-2-oxypropan
und aus ca. 45 Gew.-% N-Diglycidyl-isopropylamin besteht:
Biegefestigkeiten und Durchbiegungen der Mischungen von Diglycidyläther des 4,4'-Dioxy-diphenylpropans
(!) mit einem Gemisch (Vl) aus Epoxidverbindungen und mit äquivalenten Mengen Triäthylentetramin
(III) nach 5tägiger Härtung bei 20°C (ohne Füllung), wobei das Gemisch (VI) aus ca. 55 Gew.-% N,N'-Diglycidyl-N,N'-diisobutyl-l,3-diamino-2-oxypropan
und aus ca.45 Gew,-% N-Diglycidyl-isobutylamin besteht:
| I | VI | Biege | Durch |
| festigkeit | biegung | ||
| (Gew.-%) | (Gew.-°/o) | (kp/cm2) | (mm) |
| 30 | 70 | 271 | 15,0 |
| 50 | 50 | 734 | 14,8 |
| 70 | 30 | 723 | 5,1 |
| 90 | 10 | 547 | 3,7 |
| 100 | 0 | 312 | 1,9 |
Die erfindungsgemäß eingesetzten Mischungen zeichnen sich aber nicht nur durch eine relativ niedrige
Viskosität im Anfangsstadium, durch eine schnelle Härtbarkeit bei Raumtemperatur und durch die
beschriebenen an den Härtungsprodukten auftretenden synergistischen Effekte aus, sondern liefern darüber
hinaus Härtungsprodukte mit guten elektrischen Eigenschaften und hoher Wasserbeständigkeit. Auch sind
diese Härtungsprodukte flexibler als die aus Diglycidyläthern des 4,4'-Dioxy-diphenylpropan erhaltbaren. Die
erfindungsgemäß erhaltenen Produkte eignen sich daher vorzüglich für Lacke und Kunststoffe, mit als auch
ohne Füllstoffe. Sie eignen sich ferner für die Herstellung von Überzügen und Beschichtungen, als
gießbare Materialien, als Klebstoffe, Leime, Kitte und Bindemittel. Sie besitzen wesentliche Bedeutung in der
Elektroindustrie und in der Elektronikindustrie. Weitere Anwendungsgebiete der erfindungsgemäß erhaltenen
Produkte sind reaktive Verdünnungsmittel und Modifizierungsmittel für andere Präpolymere und Polymere,
Imprägnierungen, Laminatkunststoffe, Glasfaserschichtpreßstoffe, Ionenaustauscher, Schmiermittel-Additive,
Textilveredlung, Werkzeug- und Modellbaustoffe, Ausfüllung von Hohlräumen, Verfestigung geologischer
Formationen und Kohleverfestigung in Kohleflö-
zen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von !Epoxidharzen aus Epoxiden und Aminoverbindungen, die pro
Molekül mindestens zwei Aminogruppen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß als Epoxide
Mischungen aus
a) 30—90 Gew.-% des Diglycidyläthers des Dioxidiphenylpropansund
b) 70—10Gew.-% eines N-Diglycidyl-Isoalkylamins
allein oder im Gemisch mit N,N'-Diglycidyl-N,N'-diisopropyl- oder -diisobutyl-1,3-di
amino-2-hydroxipropan
eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß als N-Diglycidyl-isoalkylamin N-Diglycidyl-isopropylamin
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als N-Diglycidyl-isoalkylamin N-Diglycidyl-isobutylamin
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen aus
a) 40 —60Gew.-% des Diglycidyläthers des Dioxidiphenylpropansund
b) 60—40Gew.-% eines Gemisches aus N-Diglycidyl-lsoalkylamin
und N,N'-Diiglycidyl-N,N'-diisoalkyl-l,3-diamino-2-hydroxipropan, wobei
-alkyl entweder propyl oder butyl bedeutet,
eingesetzt werden.
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| DE19681795238 DE1795238C3 (de) | 1968-08-27 | Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen aus Epoxiden und Aminoverbindungen | |
| CH1211569A CH494798A (de) | 1968-08-27 | 1969-08-11 | Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen |
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| GB41723/69A GB1281356A (en) | 1968-08-27 | 1969-08-21 | Epoxy resins |
| US852919A US3647918A (en) | 1968-08-27 | 1969-08-25 | Epoxy resin and diglycidylisoalkyl-amine composition |
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| FR6929373A FR2017054A1 (de) | 1968-08-27 | 1969-08-27 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19681795238 DE1795238C3 (de) | 1968-08-27 | Verfahren zur Herstellung von Epoxidharzen aus Epoxiden und Aminoverbindungen |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1795238A1 DE1795238A1 (de) | 1971-12-23 |
| DE1795238B2 DE1795238B2 (de) | 1977-01-13 |
| DE1795238C3 true DE1795238C3 (de) | 1977-08-25 |
Family
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