DE1966919A1 - Verwendung von copolyamiden als schmelzkleber - Google Patents

Description

Gelsenkirchen-Buer, den 21. Jan. 1975

Veba-Chemie Aktiengesellschaft Gelsenkirchen-Buer

Verwendung von Copolyamiden als Schmelzkleber

Copolyamide aus Diaminen mit mindestens einem Wasserstoffatom an jedem Stickstoff, Dicarbonsäuren und wenigstens einer polymerisierbaren Monoaminomonocarbonsäure sind bereits aus der US-PS 2 252 555 bekannt. Derartige Copolyamide können u.a. auch in Klebstoffrezepturen mitverwendet werden. Da aufgrund der genannten Druckschrift diese Copolyamide nur als Bestandteile von Klebern einsetzbar und auch die lösungsraittelfreien Schmelzkleber am Anmeldetag der US-PS 2 252 555 nicht bekannt waren, legt diese Druckschrift den Gegenstand der nachstehenden Erfindung, nämlich die Verwendung spezieller Copolyamide als Schmelzkleber, keineswegs nahe.

Von einem Schmelzkleber erwartet man im allgemeinen, daß seine Eigenschaften, insbesondere das Schmelzverhalten und damit seine thermische Festigkeit, durch Umwelteinflüsse nicht wesentlich verändert werden. Enthält ein Schmelzkleber hydrophile Gruppen, so wird beim Lagern im Wasser oder in feuchter Atmosphäre Wasser eingequollen. Bei Polyamiden, deren Schmelztemperaturen unter etwa 180⁰C liegen, führt die Wasseraufnähme zu einer starken Verminderung der Wärmefestigkeit, so daß die verklebten Teile bei Einwirkung von Wasser, ^insbesondere von heißem Wasser, zerfallen.

509822/0761 bad or/q,_Nal

Schmelzkleber auf Polyamid-Basis, die beständig gegen Wasser, insbesondere gegen heißes Wasser, sein sollen, haben daher einen möglichst geringen Gehalt an für die Wasser auf nähme verantwortlichen CONH-Gruppen. Sie werden hergestellt unter Verwendung von möglichst langkettigen Dicarbonsäuren, z.B. dimerisierten Fettsäuren oder auch aus langkettigen Aminosäuren, wie £ -Aminolaurinsäure bzw. deren Lactam. Der verhältnismäßig geringe Gehalt dieser Polyamide an CONH-Gruppen"läßt eine hohe Wasseraufnahme nicht zu.

In vielen Fällen ist jedoch eine möglichst hohe Wasser auf nähme erwünscht. Das gilt beispielsweise für bestimmte Schmelzkleber, besonders für solche, die für die Verklebung von Textilien verwendet werden sollen und den Feuchtigkeitsausgleich zwischen der Haut und der umgebenden Luft nicht beeinträchtigen sollen. Auch für verklebte Holzteile ist oftmals diese Eigenschaft für die Erhaltung der Atmungsaktivität wichtig. Das Auffinden eines solchen Klebers auf Polyamid-Basis war die Aufgabe, welche der vorliegenden Erfindung zugrunde lag.

Copolyamide mit einem hohen Anteil gleichartiger unverzweigter Struktureinheiten sind teilkristallin und haben häufig Schmelztemperaturen, die weit über 200⁰C liegen. Derartige hohe Schmelztemperaturen sind aus verschiedenen Gründen bei der Verwendung als Schmelzkleber im allgemeinen unerwünscht. Bei geringeren Gehalten an den genannten gleichartigen unverzweigten Struktureinheiten sinkt die Schmelztemperatur erheblich. Gleichzeitig wird aber auch die Beständigkeit gegen. Wasser, insbesondere gegen heißes Wasser, geringer, so daß man zur Vermeidung dieses Nachteils gezwungen ist, möglichst langkettige Dicarbonsäuren, Diamine und Aminocarbonsäuren zu verwenden. Naturgemäß haben aber solche Polyamide nur eine sehr geringe Fähigkeit zur Feuchtigkeitsaufnahme.

- 3 509822/076 1 BADOR₁G₁NAL

Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Copolyamide, die auf verzweigten Diaminen basieren, als Schmelzkleber die Forderungen nach hoher Wasseraufnähme und gleichzeitiger Beständigkeit gegen heißes Wasser erfüllen, obwohl ihre Schmelztemperaturen unter 16O°C liegen. Copolyamide solcher Art sind gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung aus den folgenden Komponenten:

A. 10-90 M0I9O Reste von aliphatischen, offenkettigen und/ oder cyclischen Dicarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen und aliphatischen, offenkevtigen und/oder cyclischen Diaminen mit 2-15 C-Atomen, wobei mindestens die Hälfte der Diaminreste an Kohlenstoffatome der Hauptkette oder des Ringes gebundene Alkylgruppen enthält.

B. 90-10 Mol% GJ-Aminocarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen, ausgenommen 6 C-Atome.

Um Schmelzkleber mit Schmelztemperaturen unter 15O⁰C sowie mit einer Beständigkeit gegen Waschlaugen von 8O⁰C zu erhalten, sollen in der unter A. genannten Komponente des zur Anwendung kommenden Copolyamide mindestens die Hälfte der Diaminreste wenigstens 2 an Kohlenstoffatome der Hauptkette oder des Ringes gebundene Alkylgruppen enthalten.

Die Schmelztemperatur ist noch niedriger, wenn offenkettige Diamine mit cyclischen Diaminen kombiniert werden. Dabei wird überraschenderweise die Beständigkeit gegen heißes Wasser nicht beeinträchtigt. Als besonders günstig erwiesen sich offenkettige Diamine mit mindestens drei an Kohlenstoff gebundene Alkylgruppen und cyclische Diamine mit mindestens drei an Ringkohlenstoffatome gebundene Alkylgruppen im Anteil A. Mit diesen erreicht man Schmelztemperaturen unter 150⁰C und Beständigkeit gegen siedende Waschlauge.

509822/0761

Eine Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit von 8 - 12 % erreicht man mit Schmelzklebern folgender Zusammensetzung:

1. 10-40 Mol% Reste von Dicarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen und Diamine mit 2-15 C-Atomen, wobei mindestens die Hälfte der Diaminreste wenigstens drei an Kohlenstoff atome der Hauptkette bzw. des Ringes gebundene Alkylgruppen enthalten.

2. 25 - 80 Mol% Reste von ω-Aminocarbonsäuren mit 7-12 C-Atomen und zusätzliche 10-40 MoI^ Reste derCü-Amino-

• capronsäure. Diese Schmelzkleber können trotz relativ hoher Schmelztemperatur bei Temperaturen bis herab zu 110⁰C verarbeitet werden, da sie einen breiten Erweichungsbereich haben.

Diese besonders interessanten Schmelzkleber haben Schmelztemperaturen bis herab zu 11O⁰C und sind trotz ihrer hohen Wasseraufnahme beständig gegen Waschlauge bis zu 80⁰C. Die Reste folgender Dicarbonsäuren können in den erfindungsgemäßen Schme'lzklebern enthalten sein:

Offenkettige und cyclische, verzweigte und unverzweigte aliphatische Dicarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen, z.B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, 2,2,4-Trimethyladipinsäure, Azelainsäure, Dodecandicarbonsäure, Cyclohexan-1,4-dicarbonsäure.

Die Reste folgender Diamine können in den erfindungsgemäßen Schmelzklebern enthalten sein:

Bis zu 50 Mol% des Diaminanteils offenkettige oder cyclische aliphatische unverzweigte Diamine mit 2-12 C-Atomen, z.B.

Äthylendiamin, Hexamethylendiamin, Dodekamethylendiamin, 50 - 100 MoI^ des Diaminanteils verzweigte Diamine mit 3 - 15 C-Atomen, z.B. 1,2-Propylendiamin, 3-Methylhexamethylendiamin, 3,3-Dimethylhexamethylendiamin, 2,4,4- und 2,2,4-Trimethyl-

509822/0761

hexamethylendiamin, 3,6-Diamino-2-methylcyclohexan, 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylGyclohexan, 4,4' -Bis- (aminoinethyl) · 2,2' -dimethyldicyclohexylmethan.

Die Reste folgender ω-Aminocarbonsäuren können in den erfindungsgemäßen Schmelzklebern enthalten sein: ω-Aminocarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen, z.B. ω-Aminobutansäure, tu-Aminocapronsäure, cj-Aminoundekansäure, ω -Aminolaurinsäur e.

Der Zusatz weiterer Polyamidbildner zur Erreichung bestimmter Eigenschaften ist möglich. So läßt sich z.B. durch Zusatz kleiner Mengen aromatischer Dicarbonsäuren oder Diamine oder ^.-Aminocapronsäure die Schmelztemperatur bei Bedarf erhöhen.

Die mittleren Molgewichte der erfindungsgemäß als Schmelzkleber verwendeten Polyamide liegen zwischen 2000 und 40000. Die für Textilyerklebung am besten geeigneten Polyamide haben mittlere Molgewichte zwischen 6000 und 25000.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polyamide können sehr leicht nach bekannten Verfahren, z.B. durch Schmelzkondensation, hergestellt werden. Die Molgewichte werden in bekannter Weise durch Anwendung eines Diamin- oder Dicarbonsäure-Überschusses oder durch Zusatz monofunktioneller Amine bzw. Carbonsäuren bei der Kondensation eingestellt.

Die Angabe der Molprozente bezieht sich auf die CONH-Gruppen, d.h. die Summe aus 0,5 Mol Dicarbonsäure-Resten und 0,5 Mol Diaminresten wird als 1 Mol gehandelt.

Die Schmelztemperaturen wurden mit dem Reintischmikroskop bebestimmt. Bei den angegebenen Temperaturen beginnen die Proben auf der Unterlage zu kleben.

509822/0761

~⁶~ 1 96691E

Beispiel 1;

Ein Copolyamid aus

1,06 Mol Adipinsäure

0,60 Mol 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan

0,20 Mol Dodekanmethylendiamin
.0,20 Mol 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin 2,00 Mol Caprolactam

4,00 Mol lO-Aminoundekansäure

wurde durch Schmelzkondensation bei 200 - 230⁰C hergestellt. Das mittlere Molgewicht lag bei 17000. Die Schmelztemperatur betrug 140⁰C, die maximale Wasser auf nähme 8 %, Das Copolymerisat wurde im Äthanol gelöst und auf ein Vlies aus Zellstofffaser aufgesprüht. Nach kurzem Pressen bei 13O⁰C erhielt man einen festen Vliesstoff, der beim Waschen mit Waschlauge von 80⁰C seine Festigkeit behielt.

Beispiel 2;

Ein Copolyamid aus

. .0,70 Mol Adipinsäure

0,30 Mol Azelainsäure

1,08 Mol 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan 1,00 Mol Caprolactam

5,00 Mol Q-Aminaundekansäure

wurde durch Schmelzkondensation bei 200 - 230⁰C hergestellt. Das mittlere Molgewicht lag bei 14000. Die Schmelztemperatur betrug 150⁰C, die maximale Wasseraufnahme 12 %. Aus diesem Polyamid wurden Stapelfasern hergestellt und diese bei der Herstellung eines Vlieses aus Nylon 6,6 in einer Gewichtsmenge von 5 % zugesetzt. Durch Pressen bei 120⁰C wurde das Vlies verfestigt. Beim Waschen in Waschlauge von 100⁰C wurde kein Festigkeitsverlust beobachtet.

509822/0761

Claims (1)

1. Verwendung von Copolyamiden aus

   A. 10 - 90 Mol% aliphatischen, offenkettigen und/ oder cyclischen Dicarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen imd aliphatischen, offenkettigen und/oder cyclischen Diaminen mit 2-15 C-Atomen, wobei mindestens die Hälfte der Diaminreste an Kohlenstoffatome der Hauptkette oder des Rings gebundene Alkylgruppen enthält,

   B. 90-10 MoIJoGJ-Aminocarbonsäuren mit 4-12 C-Atomen, ausgenommen 6 C-Atomen, und gegebenenfalls

   C. geringe Mengen aromatischer Dicarbonsäuren oder Diamine

   als Schmelzkleber.

   dr.kn.-wi

   509 822/07 6 1

   QRSGiNAL JNSPECTEO