DE1953643B2 - Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Phenol, Formaldehyd und cycloaliphatische Aminen und deren Verwendung zur Härtung von Epoxidharz-Beschichtungen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Phenol, Formaldehyd und cycloaliphatische Aminen und deren Verwendung zur Härtung von Epoxidharz-Beschichtungen

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DE1953643B2
DE1953643B2 DE19691953643 DE1953643A DE1953643B2 DE 1953643 B2 DE1953643 B2 DE 1953643B2 DE 19691953643 DE19691953643 DE 19691953643 DE 1953643 A DE1953643 A DE 1953643A DE 1953643 B2 DE1953643 B2 DE 1953643B2
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Josef Dr. 4680 Wanne-Eickel Disteldorf
Karl Dr. Schmitt
Horst Dr. Schnurbusch
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Huels AG
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Chemische Werke Huels AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/62Alcohols or phenols
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Description

Der Erfindung liegen die in den Patentansprüchen definierten Gegenstände zugrunde.
Die Verwendbarkeit von cycloaliphatischen Polyaminen, beispielsweise von 3,5^-Trimethyl-3-aminomethylcyclohexylamir. bei der Herstellung von Formkörpern oder Überzügen auf der Basis von Polykondensaten durch Umsetzung von Epoxidverbindungen mit mehr als einer 1.2-Epoxidgaippe pro Molekül, gegebenenfalls im Gemisch mit Monoepoxiden, ist bekannt. Es sind auch Verfahren zur »Aktivierung« cycloaliphatischer Polyamine, die als Polyaddukt-Bildner bei der Umsetzung von Epoxidverbindungen verwendet werden, clinch vorherige Umsetzung mit bestimmten Verbindungen bekannt. Gemäß einem der genannten bekannten Verfahren werden 1—2 Mol cycloaliphatisches Diamin in Anwesenheit von einem Mol eines Phenols mit 1 —2 Mol eines Aldehyds umgesetzt (BE-PS 7 08 856).
Dieses bekannte Verfahren hat sich als technisch wenig brauchbar erwiesen. Es werden auf diese Weise jedoch Produkte erhalten, die bei Raumtemperatur fest sind. Was weiterhin die Zugabe der Einzelkomponenten betrifft, so hat die Aldehydkomponente offensichtlich die Aufgabe, das Phenol zu binden. Werden jedoch, wie es dort vorgesehen ist, das Diamin sowie das Phenol
ίο gleichzeitig eingesetzt, so kann der Aldehyd die ihm zugedachte Aufgabe nicht erfüllen, weil der Aldehyd bevorzugt mit dem Diamin reagiert. Weiterhin ist bei der gemäß den Bedingungen des bekannten Verfahrens einzusetzenden relativ großen Phenolmenge die Einmischbarkeit des modifizierten Diamin-Härterr, nicht mehr gewährleistet
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, nach welchem aus den erwähnten Ausgangsstoffen insbesondere unter anoma-
2» !en klimatischen Bcdingngcn gut brauchbare Vorkondensate zur Härtung von Epoxidharz-Beschichtungen hergestellt werden können. Diese Aufgabe läßt sich erfindungsgemäß nun so lösen, dat man zunächst Phenol und Formaldehyd katalytisch zu Methylolphenolen und anschließend das Reaktionsprodukt unter Erwärmen mit einem cycloaliphatischen Diamin umsetzt, wobei das Verhältnis zwischen der Summe der molaren Einsatzmengen der zu dem Vorprodukt führenden Stoffe und der molaren Einsatzmenge des Diamins 1:S I ist. Es sind also stöchiometrische Aminüberschüsse möglich. In vorteilhafter Weise läßt sich als cycloaliphatisches Diamin 3,5,5-Trimethyl-3-aminomethyl-cyclohexylamin verwenden.
Bei der vorherigen Umsetzung von Phenol mit
r> Formaldehyd entsteht ein Gemisch von Methylolphenolen, das sodann mit Amin reagiert. Phenol wird dabei fest an das Amin-Molekül gebunden. Bei Verwendung von S^-Trimethyl-S-aminomethyl-cyclohexylamin wird das Phenol in folgender Weise an das Diamin-Molekül gebunden, behält dabei aber seine Wirksamkeit als Reaktionsbeschleuniger:
H.,C
k,c1 Γ
N -CH,-
H
NCH,
OH
H/ ICIl· —N)
CH, CHj
o- oder p-ständig
o- oder p-ständig
Die erfindungsgemäßen Kondensationsprodukte mi zeichnen sich durch hohe Reaktionsfähigkeit auf Grund des eingebauten Beschleunigers, Unempfindlichkeit gegenüber CO2 sowie geringe Wassermischbarkeit der Härterkomponente aus.
Die Verwendbarkeit des Härters auf der erfindungs- <,r, gemäßen Basis beschränkt sich nicht auf eine bestimmte Epoxid-Komponente, sondern es lassen sich fast alle auf dem Markt befindlichen Epoxidharz-Typen und auch noch andere Harze zu brauchbaren Kunstharzen kombinieren. Die optimalen Eigenschaften lassen sich insbesondere mit den Epoxidharzen auf Basis Bisphenol-A-DigIycid«läther erzielen.
Epoxidharze mit den erfindungsgemäßen Addukten finden spezielle Anwendung bei der Beschichtung feuchter Untergründe, also beispielsweise im Schiffbau sowie für Reparaturen von Hafenanlagen unter Wasser.
Beispiel 1
6 MoI Phenol und 3 Mol Formaldehyd (36°/oige Formalinlösung) werden mit einem Katalysator (0,5% Triethylamin oder 2% S^^-Trimethyl^-aminomethylcyclohexylamin) unter Rückfluß und Rühren 2 Stunden erhitzt, wobei eine vollständige Umsetzung des Formaldehyds eintritt Dann werden 9 Mol 3,5,5-Trimethyi-3-aminomethyI-cyclohexylamin zugegeben, wobei eine Wärmetönung beobachtet wird. Nach 1 stündigem Erwärmen auf 1000C wird zugesetztes und gebildetes Wasser abdestilliert. Das sich ergebende Produkt weist die folgenden physikalischen Beschaffenheiten auf:
Viskosität bei 25° C 2000-3000 cP
Dichte bei 25-C 1,01 g/ml
Brechungsindex n'o
NH-Äquivalentgewicht
1,5245-1,5260
65
Es handelt sich um ein gelbliches, viskoses Produkt, das in Wasser nur beschränkt löslich ist. Die Reaktionsfähigkeit mit Epoxidharzen ist derart hoch, daß keine Beschleuniger erforderlich sind. Die Aushärtung erfolgt bei hoher Luftfeuchtigkeit und auch unter Wasser sowie bei Temperaturen bis herab zu 5° C Die nachstehende Tabelle zeigt den Härtungsverlauf eines Ansatzes von 100 g Epoxidharz auf Diphenylol-Propan-Basir (Epoxidwert 0,53) mit 36 g des Produktes gemäß
Beispiel 1:
Härtung bei Pendelhärte (sek) 3Tg JO 7Tg Nach Glanz Erichsen-
237 239 Tiefung
ITg 237 240 (%) (mm)
23 C 65%r.L. 216 118 180 100 0,2
23 C 100% r.L. 210 195 200 100 0,2
5 C 55%r.L. 35 im Beispiel 1 100 0,2
10 C unter Wasser 180 80 0,2
versetzt. Die Aufarbeitung erfolgt wie Beispiel 2
angegeben.
Physikalische Dater-.
Viskosität bei 25° C 1100OcP
Dichte bei 200C 0,992 g/ml
Brechungsindex n" 1,5170
NH-Äquivalentgewicht 60
3 Mol Phenol (2823 g) und 5 MoI Formaldehyd (404 g
einer 37%igen wäßrigen Lösung) werden mit 0,5% Triäthylamin als Katalysator unter Rückfluß konden-
siert. Es wurde auf 800C abgekühlt und mit 9 Mol aAS-TrimethylO-aminomethyl-cyclohexylamin (1532)

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Phenol, Formaldehyd und einem cycloaliphatische:! Diamin, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst Phenol und Formaldehyd katalytisch zu Methylolphenolen und anschließend das Reaktionsprodukt unter Erwärmen mit einem cycloaliphatischen Diamin umsetzt, wobei das Verhältnis zwischen der Summe der molaren Einsatzmengen der zu dem Vorprodukt führenden Stoffe und der molaren Einsatzmenge des Diamins 1 : S 1 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als cycloaliphatisches Diamin S^-Trimethyl-S-aminomethyl-cyclohexylamin einsetzt.
3. Verwendung der Kondensationsprodukte nach Anspruch 1 zur ί lärtung von Epoxidharz-Beschichtungen unter anormalen klimatischen Bedingungen.
DE19691953643 1969-10-24 1969-10-24 Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Phenol, Formaldehyd und cycloaliphatische Aminen und deren Verwendung zur Härtung von Epoxidharz-Beschichtungen Withdrawn DE1953643B2 (de)

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DE3124370A1 (de) * 1981-06-20 1982-12-30 Hoechst Ag, 6000 Frankfurt Verwendung von mannich-basen zur herstellung von formkoerpern, neue mannich-basen und verfahren zu ihrer herstellung
WO2000008082A1 (en) * 1998-08-03 2000-02-17 Cognis Corporation Epoxy curing agent of phenol-aldehyde reacted with polyamine

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