DE1807297B2 - Benzoinsilyläther, deren Herstellung und Verwendung - Google Patents

Benzoinsilyläther, deren Herstellung und Verwendung

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DE1807297B2 DE1807297A DE1807297A DE1807297B2 DE 1807297 B2 DE1807297 B2 DE 1807297B2 DE 1807297 A DE1807297 A DE 1807297A DE 1807297 A DE1807297 A DE 1807297A DE 1807297 B2 DE1807297 B2 DE 1807297B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/18Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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Description

Si(CHs)3 Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung der neuen Verbindungen als Photosensibili-
worin R für ein Wasserstoffatom, einen Alkyl- satoren bei der Photopolymerisation von Stoflra oder
oder Alkenylsubstituenten mit 1 bis 4 C-Atomen 15 Stoffgemischen, die polymerisierbare Doppelbindun-
oder einen Phenylrest, R" und R'" für je ein gen enthalten.
Wasserstoffatom, einen Alkylsubstituenten mit Als Photopolymerisationen auslösende und be-
1 bis 4 C-Atomen oder einen Methoxyrest stehen. schleunigende Verbindungen wurde in der Literatur
2. Verfahren zur Herstellung der Benzoinsilyl- unter anderem eine große Zahl schwefelhaltiger und äther des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, ao halogenhaltiger Verbindungen genannt. Empfohlen daß man Benzoine der Formel wurden weiterhin Benzoin (USA.-Patentschrift
p 23 67 661) und einige Benzoinderivate, wie bestimmte
I «-substituierte Benzoine (USA.-Patentschrift 27 22 512)
λ ν ' / v und Benzoinäther primärer Alkohole (USA.-Patent-
R —\ V-C-C—<f V-R" a5 schrift 24 48 828 und französische Patentschrift
^=^ I I N=/ 14 50 589).
O OH Keine dieser Verbindungen hat sich technisch
durchsetzen können. Als Ursachen dafür sind die zu
worin R, R" und R'" die obengenannte Bedeutung niedrige Reaktivität und die zu geringe Dunkelhaben, mit Trimethylsilylgruppen abspaltenden 30 Lagerstabilität der mit diesen Photosensibilisatoren Verbindungen ohne Lösungsmittel oder in Lö- versetzten polymerisierbaren Verbindungen, teilweise sungsmitteln unter Verätherungsbedingungen in an aber auch die Verfärbungen der Polymerisate, insbesich bekannter Weise umsetzt. sondere nach längerer Lagerung am Tageslicht, zu
3. Verwendung der Benzoinsilyläther des An- nennen.
Spruchs 1 als Sensibilisatoren bei der Photopoly- 35 Demgegenüber verursachen die neuen Verbindungen merisation von polymerisierbaren Verbindungen in Polymerisaten im Vergleich zu den bisher bekannten, oder Gemischen. reaktivsten Benzoinderivaten, wie Benzoinmethyläther
und Benzoinäthyläther, geringere Verfärbungen, wenn die Polymerisate längere Zeit dem Tageslicht ausgesetzt 40 werden, und besitzen teilweise ausgezeichnete Reaktivität und Dunkel-Lagerstabilität.
Die Benzoinalkylsilyläther werden zweckmäßig in
Mengen von etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 2,5 Gewichtspro-
45 zent, verwendet, und zwar entweder allein oder im
Gegenstand der Erfindung sind Benzoinsilyläther Gemisch miteinander.
der Formel Als polymerisierbare Verbindungen sind alle Stoffe
R geeignet, deren Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindun
gen durch z. B. Halogenatome oder Carbonyl-, 50 Cyanid-, Carboxy-, Ester-, Amid-, Äther- oder Arylgrupnen sowie Kohlenstoffdoppel- und Kohlenstoffdreifachbindungen aktiviert sind. Als Beispiele seien O O genannt: Acrylsäuremethylester, Acrylnitril, Vinyl-
', chlorid und Styrol.
Si(CH3J3 55 Besonders vorteilhaft lassen sich Form- und
Überzugsmassen aus auf übliche Weise stabilisierten
worin R für ein Wasserstoffatom, einen Alkyl- oder Gemischen ungesättigter Polyester und anpolymerisier-Alkenylsubstituenten mit 1 bis 4 C-Atomen oder barer monomerer Verbindungen verwenden, wobei uneinen Phenylrest, R" und R'" für je ein Wasserstoff- ter ungesättigten Polyestern, wie üblich, Polykondenatom, einen Alkylsubstituenten mit 1 bis 4 C-Atomen 60 sationsprodukte aus »,^-ungesättigten Dicarbonsäuren, oder einen Methoxyrest stehen, sowie ein Verfahren wie Maleinsäure und Fumarsäure, mit Polyolen, wie zu deren Herstellung. Äthylenglykol und Propandiol-1,2, zu verstehen sind.
Typische Beispiele für solche Benzoinsilyläther sind: Ein Teil der ungesättigten Säuren kaiän durch gesättigte, so z. B. Phthalsäure, ersetzt sein. Weitere:
Benzoin-trimethylsilyläther, Kp.0il5 118° C: Fp. 65 Modifikationen sind möglich durch Einbau einba-77 0C, sischer Säuren und einwertiger Alkohole. Auch söge-
Λ-Methylbenzoin-trimethylsilyläther, Kp.0i03 nannte lufttrocknende Formmassen, die außer den.
1200C: Fp. 32° C, Resten «,/^-ungesättigter Dicarbonsäuren nochj3,y-un-
c««oicß ♦ α f' *S ώ Bestandteil 125°C. Im Verlauf der Reaktion tritt Ammoniak-
,sei es als Bestandteü weiterer Mkchungs- abspaltung auf. Anschließend wird der Überschuß an
komponenten, können verwendet werden. Hexamethyldisilazan bei Normaldruck, der Rest im
Unter anpolymensierbaren monomeren Verbin- Vakuum abdestilliert. Eine zweimalige Destillation düngen sind Je m der Polyestertechnik üblichen 5 des Benzointrimethylsilyläthers schließt sich zur
ungesättigten Verbpdungen nut gegebenenfalls in Reinigung der Rohprodukte an. Der Siedepunkt des
«-Steüung substituierten Vinyl- oder in /i-Stellung BenzointrimethylsUyläthers liegt bei Kp.ol5 IWC,
substituierten Allylgruppen, vorzugsweise Styrol, zu die Ausbeute beträgt 55 g, deich 81%. '
verstehen.
Die photopolymerisierbaren Verbindungen oder io Beispiel 2
Gemische können durch Zusatz üblicher Inhibitoren, Eine Lösung von 31,5 g«-Methylbenzoin (0,139 Mol)
z. B. Hydrochinon, in den bekannten Mengen stabili- in 190 ml Hexamethyldisilazan wird nach Zugabe von siert sein. Gegebenenfalls können auch Polymerisation- 2 Tropfen konzentrierter Schwefelsäure 7 Stunden katalysatoren, z. B. Peroxide, in üblicher Menge unter Feuchtigkeitsausschluß auf Siedetemperatur mitverwendet werden. In Verbindung mit der Ver- 15 erhitzt. Die Sumpftemperatur beträgt während dieser wendung von Ketonhydroperoxiden können zur Zeit 125° C. Im Verlauf der Reaktion tritt Ammoniakbeschleunigten Durchhärtung Metallverbindungen, abspaltung auf.
z. B. Kobaltiaaphthenat, zugesetzt werden. In diesem Anschließend wird der Überschuß an Hexamethyl-
FaIl ist allerdings die Lagerstabilität der photopoly- disilazan bei Normaldruck, der Rest im Vakuum merisierbaren Massen herabgesetzt. Es empfiehlt sich ao abdestilliert. E*ne Distillation des «-Methylbenzoindeshalb, bti der Herstellung von Lacküberzügen nach trimethylsilyläthers schließt sich zur Reinigung des der sogenannten Aktivgnmdmethode zu arbeiten, bei Rohproduktes an. Der Siedepunkt des «-Methylbenden die Überzugsmasse auf eine zuvor auf den Unter- zoin-trimethylsilyläthers liegt bsi Kp.o oi 120 bis grand aufgetragene, peroxidhaltige Schicht aufge- 125° C, die Ausbeute beträgt 35,3 g, gleich 85%. bracht wird. a5
Besonders vorteilhaft ist es, die neuen Benzoine Beispiel i
bei solchen Überzugsmassen anzuwenden, denen Ein Gemisch von 4,60 g a-Äthylbenzoin (0,019 Mol)
Paraffin oder Wachs oder wachsartige Stoffe zugesetzt und 3,67 g N-Trimethylsilylacetamid wird 3 Stunden sind, die bei Beginn der Polymerisation ausschwimmen lang auf 1400C unter Feuchtigkeitsausschluß erhitzt, und die inhibierende Wirkung des Luftsauerstoffs 30 Anschließend wird auf Raumtemperatur abgekühlt verhindern. und das Reaktionsgemisch in trockenem Toluol
Zum Schutz von lichtempfindlichen Untergründen, aufgenommen sowie das in Toluol unlösliche Acetamid z. B. hellen Hölzern, können den Form- und Über- abfiltriert. Zur Gewinnung des. Λ-Äthylbenzointrizugsmassen geringe Mengen üblicher UV-Absorber methyl-silyläthers wird das Toluol bei Normaldruck, zugesetzt werden, ohne daß die Reaktivität wesentlich 35 der Rest im Vakuum abdestilliert. Eine Destillation beeinträchtigt wird. Ferner können geringe Mengen des A-Äthylbenzoin-trimethylsilyläthers schließt sich an üblichen Träger- und Füllstoffen sowie Thixo- zur Reinigung des Rohproduktes; an. Der Siedepunkt tropiermittel, wie Glasfasern, synthetische Fasern, des *-Äthylbenzoin-trimeth> lsüyläthers liegt bei Kp.0.04 Kieselsäure und Talkum, während der Photopoly- 110 bis 1130C, die Ausbeute beträgt 4,00 g, gleich 67%. merisation zugegen sein. 40 .
Als Strahlungsquellen zur Durchführung der Photo- Beispiel 4
polymerisation können natürliches Sonnenlicht oder 10 g extrahierter und frisch destillierter Acrylsäure-
künstliche Strahler, deren Emission im Beieich von methylester werden mit 0,1 g verschiedener bekannter etwa 250 bis etwa 500 πιμ, vorzugsweise von etwa und erfindungsgemäßer Sensibilisatoren versetzt.
300 bis etwa 400 πιμ, verwendet werden. Geeignet 45 Belichtet wird mit einem Quecksilberdampf-Hochsind z. B. Quecksilberdampf-, Xenon- und Wolfram- druckbrenner (Philips HPK 125 W/L) durch Quarz-Lampen. Auch unter der ultravioletten und sichtbaren glas in einem Wisserbad von 24° C im Abstand von Strahlung von energiearmen Leuchtstofflampen mit 10 cm. Die Lösung des Sensibilisators im Monomeren einer Emission von Strahlen von etwa 300 bis etwa befindet sich dabei unter Stickstoffatmosphäre in 500 πιμ härten die erfindungsgemäßen Massen rasch 50 einem Quarzglas, dessen Innendurchmesser 1,7 cm zu farblosen Form- und Überzugsteilen aus. beträgt. Die Belichtungszeit beträgt 2Va Minuten.
Beim Herstellen von Formteilen aus den sensibili- Sofort nach der Belichtung wird das Quarzglas in sierten Massen wirkt sich besonders vorteilhaft aus, ein Aceton-Trockeneis-Gemisch gebracht, um eine daß die Massen durch entsprechend dosiertes Bestrah- Wärmepolymerisation zu verhindern. Die Lösung des len ohne nennenswerte Wärmetönung ausgehärtet wer- 55 Polymerisats im Monomeren und die festen Polymerden können, wodurch auch größere Formteile rißfrei anteile, die sich auf der Innenseite der Quarzgläser erhalten werden. Bei Abwesenheit von Peroxiden und auf der dem Quecksilberdampf-Hochdruckbrenner Metallbeschleunigern kann die Härtung gegebenen- zugewandten Seite befinden, werden mit geringen falls auch durch Abdunkeln unterbrochen und nach Mengen eines Lösungsmittels (Methylenchlorid) in einer Lagerung der so erhaltenen Vorpolymerisate 60 einen kleinen Rundkolben gebracht,
zu beliebiger Zeit zu Ende geführt werden. Anschließend werden in einem Rotationsverdampfer
nichtpolymerisierte monomere Anteile und das Lö-Beispiel 1 sungsmittel abdestilliert. Nach Trocknen im Vakuum-
Eine Lösung von 50 g Benzoin (0,236 Mol) in trockenschrank auf Gewichtskonstanz bei 60°C wird 100 ml Hexamethyldisilazan wird nach Zugabe von 65 die Menge Polymerisat bestimmt.
2 Tropfen konzentrierter Schwefelsäure 1 Stunde unter In Tabelle 1 sind die mit verschiedenen Sensibili-
Feuchtigkeitsausschluß auf Siedetemperatur erhitzt. satoren erhaltenen Mengen an Polyacrylsäuremethyl-Die Sumpftemperatur beträgt während dieser Zeit ester zusammengestellt.
Tabelle 1 Zusätze in Gewichtsprozent
Menge an PoIyacrylsäuremethylester in Gewichtsprozent
1 Benzoin 16,5
1 Benzoinäthyläther 24,4
1 Benzoin-trimethylsilyläther 28,2
1 a-Methylbenzoin-trimethylsilyläther 14,1
Ist ein Initiator nicht zugegen, liegt die Polymerisatmenge unter 0,1%.
Beispiel 5
Ein ungesättigter Polyester, hergestellt durch Kondensation von 152 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid, 141 Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid und 195 Gewichtsteilen Propandiol-1,2, wird mit 0,045 Gewichtsteilen Hydrochinon versetzt und 65gewichtsprozentig in Styrol gelöst
Je 100 Gewichtsteilen dieser Harzlieferform werden
2 Gewichtsteile einerseits von bekannten, andererseits von erfindungsgemäßen Photosensibilisatoren zugesetzt und die Mischungen unter Lichtausschluß bei 600C bis zur Gelierung gelagert. In Tabelle 2 sind die eingesetzten Sensibilisatoren und die Werte der Lagerstabilität bei 60° C enthalten.
Tabelle 2
Dunkellagerstabilität der Lieferform eines typischen Polyesterharzes mit einem Zusatz von 2 Gewichtsprozent Sensibilisator.
Sensibilisator Lagenstabilität bei 60C
unter 1 Tag
unter 1 Tag
langer als 10 Tage
langer als 10 Tage
länger als 10 Tage
Benzoin
Benzoinäthyläther
ίο a-Methylbenzoin-trimethyl-
silyläther
a-Äthylbenzoin-trimethyl-
silyläther
a-Phenylbenzoin-trimethyl-
silyläther
Beispiel 6
Jeweils 100 Gewichtsteilen der im Beispiel 2 beschriebenen Harzlieferform werden 20 Gewichtsteile
ao Styrol, 1 Gewichtsteil einer lOgewichtsprozentigen Lösung von Paraffin (Fp. 52 bis 53 0C) in Tolut>l sowie einerseits bekannte, andererseits erfindungsgemäße Photosensibilisatoren in äquimolaren Mengen zugemischt. Die so gewonnenen Lösungen bringt man mit
einem Filmzieher (500 μ) auf Glasplatten und belichtet mit der Strahlung einer Leuchtstofflampe (Osram L 40 W/70-1) in einem Abstand von 5 cm.
In Tabelle 3 sind die Paraffinausschwimmzeiten und die Zeiten bis zum Erreichen der Bleistifthärte >6 H enthalten.
Tabelle 3 Sensibilisator
Zusatz in Gewichts- Ausschwimmzeit Bleistift-Teilen, bezogen auf des Paraffins nach härte >6H Harzlieferform Minuten nach
Minuten
Benzoin
Λ-Methylbenzoin
«-Phenylbenzoin
Benzoinäthyläther
Benzoin-trimethylsilyläther
4,4'-Dimethylbenzoin-trimethylsilyläther
4,4'-Dimethoxybenzoin-trimethylsilyl-
äther
a-Methylbenzoin-irimethylsilyläther
a-Äthyibenzoin-trimethylsilyläther
«-Allylbenzoin-trimethylsilyläther
Λ-Phenylbenzoin-trimethylsilyläther
1,06 4,9 20,0
1,13 1,9 16,0
1,44 1,6 16,0
1,20 0,9 6,0
1,42 1,3 8,0
1,56 2,0 9,0
1,72 3,4 >30
1,49 1,6 9,0
1,56 1,9 14,0
1,62 1,0 12,0
1,80 1,7 >30
Im Gegensatz zu Benzoin und Benzoinäthyläther zeichnen sich die neuen Verbindungen dadurch aus, daß sie sowohl bei der Polymerisation als auch bei späterer Lagerung der Polymerisate unter Lichteinfluß praktisch keinen Anlaß zu Verfärbungen geben.
B e i s ρ i e 1 7
100 Gewichtsteile der im Beispiel 2 beschriebenen Harzlieferform werden mit 20 Gewichtsteilen Styrol, 1 Gewichtsteil einer lOgewichtsprozentigen Lösung von Paraffin (Fp. 52 bis 53 0Q in Toluol und 2 Gewichtsteilen a-Methylbenzoin-trimethylsilyläther sowie zusätzlich mit verschiedenen Peroxiden, metallhaltigen Verbindungen und UV-Absorbern versetzt. 500 μ dicke Schichten dieser Lösungen werden mit einem Filmzieher auf Glasplatten aufgetragen und im Abstand von 5 cm der Strahlung der beschriebenen Leuchtstofflampe ausgesetzt. Die Paraffinausschwimmzeiten und die Zeiten bis zum Erreichen der Bleistifthärte >6 H sind in der Tabelle 4 enthalten.
18 07 297 Tabelle 4 Aus Bleistift
Zusätze, bezogen auf Harzlieferform schwimm härte
Gewichtsprozent zeiten >6H
des Paraffins
nach nach
Minuten Minuten
1,3 12
4 Cyclohexanonperoxid
(50°/„ig in Weichmacher) 1,4 13
4 Methyläthylketonperoxid
(40"V0Ig in Weichmacher) 1,3 11
2 Kobaltnaphthenatlösung
(20°/oig in Toluol)
4 Methyläthylketonperoxid ι 3,5 28
(40°/oig in Weichmacher) I
2 Kobaltnaphthenatlösung 1
(20°/oig in Toluol) ) 1,9 14
0,05 a-Cyano-«-(4-Methoxy-
phenyl)-methacrylsäure-
butylester
1533

Claims (1)

  1. *-ÄthylbeB2oin-trimethylsilyläthtr, Kp.0.M HO PatentaDsprüche: bis 113° C: ng 1,5377,
    e-Ailylbenzoin-trimethylsilyläther, Kp.o 01112 bis 1. Benzoinsilyläther der Formel 115°C: ng 1,5432,
    5 a-Phenylbenzoiß-trimethylsilyläther, Kp.Ot0S 155 bis 158°C: Fp. 43 bis 440C,
    4,4'-Dimethylbenzoin-trimethylsilylätheΓ, Kp.o Μ 1400C: nf 1,5412,
    4,4'-Dimethoxybenzoui-trimethylsilyläther, Kp^, ^ ίο 180cC: nf 1,5598.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2704368A1 (de) * 1976-02-02 1977-08-11 Eastman Kodak Co Verwendung von in 3-stellung substituierten cumarinen zum sensibilisieren lichtempfindlicher verbindungen

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DE2704368A1 (de) * 1976-02-02 1977-08-11 Eastman Kodak Co Verwendung von in 3-stellung substituierten cumarinen zum sensibilisieren lichtempfindlicher verbindungen

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ES373230A1 (es) 1971-12-16
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SE358169B (de) 1973-07-23
GB1231125A (de) 1971-05-12
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AT292023B (de) 1971-08-10
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