DE2002368A1 - Modifizierte Novolakharze mit verbesserter thermischer Stabilitaet - Google Patents
Modifizierte Novolakharze mit verbesserter thermischer StabilitaetInfo
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Description
PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2. HH.BL.ESTRASSE 2O
Ihr Zeichen
Unser Zeichen
Monsanto Company dt. Louis, Missouri / UbA
Darum
2 0, Jan, 1970
"Modifizierte rlovolakharze rnit verbesserter
thermischer btabilität"
.bisher haben Fachleute auf dem Gebiet der Phenolharze
angenommen, daß bei diesen Harzen, besonders denen des Novolaktyps, die hitzehärtende Eigenschaft durch die
Verwendung von Härtungsrnitbeln, wie Hexamethylentetramin
und dergleichen, gesteigert oder beschleunigt wird. So wurde lange angenommen, daß die Verbesserung der Eigen-
PK-221
-2-
009830/1830
schäften von gehärteten (vernetzten) hitzehärtbaren Phenolharzen
in jedem gegebenen Fall durch Änderung sowohl der chemischen Zusammensetzung als auch der Mengen Phenolharz
und verwendetes Härtungsmittel oder von beiden vorgenommen werden kann.
Eine der Eigenschaften der hitzegehärteten Phenolharze,
die besonders schwierig zu verbessern ist, war die der thermischen Stabilität, d. h. der Fähigkeit eines jeweils
hitzegehärteten Phenolharzes, auch wenn es langer erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird, zu widerstehen und stabil su
bleiben. Eine solche thermische Stabilität kann durch alle herkömmlichen Mittel, wie durch thermische gravimetrieehe
Analyse oder durch Festigkeitsretentionsmessungen (oder Gev/ichtsverlustmessungen) von standardisierten Laminaten,
(die ein gegebenes zur Prüfung vorgesehenes hitsegehärtetes Phenolharz enthalten) gemessen werden.
Solche Schwierigkeiten bei der Verbesserung der thermischen Stabilität werden wahrscheinlich, wie dies kürzlich durchgeführte
Bewertungen klar gezeigt haben, inherent durch die Strukturbegreriiiungen in den drei-dimensional vernetzten
Phenolharzen verursacht. Ein gehärtetes Phenolharz unterliegt beim Erhitzen nicht der Wärmeerweichung oder Dimen-Bionsänderungen,
sondern neigt statt dessen zum Abbau und
009830/1830
verliert seine strukturelle Integrität, wenn eine inherente
Temperatürschwelle (typiseherweise bei ungefähr 230 O
0 für eine beträchtliche Zeit überschritten wurde»
Es wurde nunmehr eine neue und wesentlich verbesserte Klasse von hitzehärtbaren Phenolharzen gefunden. Diese Klasse
umfaßt ein hitzehärtbares Gemisch von aminmodifizierten llovolakharzen und aromatischer Polycarboxy!verbindungenο
Beim Vergleich mit herkömmlichen Novolakarten, die üblicherweise
(wie mit Hexamethylentetramin) gehärtet werden, hat diese neue Klasse von Phenolharzen überraschend thermische
Stabilität, wenn es hitzegehärtet ist. Es wird angenommen, (ohne daß es beabsichtigt ist, sich hier theoretisch festzulegen)
, daß diese Verbesserung der thermischen Stabilität ein Ergebnis der erhöhten strukturellen Festigkeit auf der
Basis einer molekularen Vernetzung, die diesen neuen Phenolharzen innewohnt, ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft neue und brauchbare hitzehärtbare Phenolharzzubereitungen als solche, daraus
hergestellte hitzegeiiärtete Zubereitungen und Gegenstände,
die solche Zubereitungen enthaltene Gegenüber vergleichbaren Phenolharzzubereitungen nach dem Stand der Technik
weiueh diese neuen Zubereitungen im allgemeinen verbesserte ThermoStabilität, wenn sie hitzegehärtet sind, auf.
009830/1830
Die hitzehärtbaren Zubereitungen dieser Erfindung enthalten wenigstens ein atninmodifiziertes Novolakphenolharz und
wenigstens eine aromatische Polycarboxylverbindung. Ein
solches aminmodifiziertes Novolakharz ist im allgemeinen dadurch gekennzeichnet, daß es :
(1) einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von ungefähr 200 bis 1OOO hat,
(2) wenigstens zwei Arylteile pro Molekül aufweist, wobei jeder Arylkern eines jeden Arylteils jeweils von 6 bis
10 Kohlenstoffatome enthält,
wenigstens einen zweiwertigen Bracken-bildenden Teil der Formel:
R„
aufweist, worin die Reste H^ und R2 jeder für sich eine
niedere Alkyl-, niedere Alkalen-, niedere Halogenalkyl-, Aryl- von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, Halogenarylgruppe
von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ist und/oder eine heterocyclische btruktur aufweist mit 5~ oder 6-gliedrigen Rin-
"ι
gen, wobei jeder einzelne Ring ein Sauerstoff-, Schwefel-
und/oder Stickstoffatom enthält, jede derartige heterocyclische btruktur mit dem Kohlenstoffatom des Brückenbildenden
Teils verbunden ist und von dem Brücken-bildenden
009830/1830
Teil jede der ungesättigten Valenzen seines Kohlenstoffatoms
mit einem anderen Arylteil verbunden ist,
(4-) wenigstens eine NH-Gruppe pro Molekül aufweist, wobei
eine Bindung dieser Gruppe unmittelbar mit einem der Arylkerne und die andere Bindung der Gruppe mit einem anderen
Arylkern oder dem Rest R^1 wie oben definiert, verbunden
ist,
(5) wenigstens eine OH-Gruppe pro Molekül hat, wobei jede derartige Gruppe unmittelbar mit einem unterschiedlichen
der beiden Arylkerne verbunden ist,
(6) einen oauerstoffacetylgehalt von ungefähr 3 bis 26$ und
(7) einen öticKstoffacetylgehalt von ungefähr 3 bis 26$ hat.
In ähnlicher Weise ist eine aromatische Polycarboxylverbindung dadurch gekennzeichnet, daß sie einer gegebenen Klasse
von Verbindungen der allgemeinen Formel
H-
Il ο
(-000H)m(-C00R4)
angehört, worin R, ein aromatischer liest von drei, vier,
fünf oder sechs Valenzen ist und von 6 bis 24 Kohlenstoffatome enthält, R^ ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest ist,
009130/1830
-6-
der weniger als 19 Kohlenstoffatome enthält, η eine ganze
Zahl von O bis 3, m eine ganze Zahl von O bis 6, ρ eine
ganze Zahl von O bis 6 ist, wobei wenn η = O ist, die Summe
von m+p eine ganze Zahl von 2 bis 6, wenn η = 1 ist, die üumme von m+p eine ganze Zahl von 1 bis 4, wenn η = 2 ist,
die dumme von m+p eine ganze Zahl von O bis 2 und die Summe von η und ρ immer wenigstens 1 ist.
Vorzugsweise sind die Reste ILi und R2 beide Wasserstoff,
enthält R5, einen einzigen 6-gliedrigen aromatischen Ring
(d.h. Phenyl) und ist R^, ein niederer Alk^lrest. Die Bezeichnung
"nieder", wie sie hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Rest, der weniger als 7 Kohlenstoffatome
enthält.
Im allgemeinen ist in jeder gegebenen Zubereitung dieser Erfindung eine gegebene Menge eines solchen aminmodifizierten
Novolakharzes, eine wenigstens ausreichende Menge einer solchen aromatischen Polycarboxylverbindung vorhanden, um
die sich ergebende Zubereitung (besonders wenn eine solche Zubereitung in Form eines einheitlichen Gemische der entsprechenden
beiden Komponenten vorliegt) allein durch Hitze, beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 15O0C,
hitzehärtbar.zu machen.
Im allgemeinen erfolgt die Hitzehärtung einer hitzehärtbaren Harzzubereitung dieser Erfindung aus der Reaktion
-7-
009130/1830
einer aromatischen Polycarboxylverbindung mit dem reaktionsfähigen
aromatischen Amin und der reaktionsfähigen aromatischen Hydroxylgruppe in einem aminmodifizierten Novolak-Ausgangsmaterial.
Mitunter ist eine so geringe Menge wie ungefähr 5 oder 10 Gew.# (oder sogar weniger) der stöchiometrischen
Menge (d.h. der Menge Dicarboxylverbindung), die
erforderlich ist, daß eine vollständige Reaktion auf einer 1:1 Molbasis von jeder reaktionsfähigen aromatischen Amingruppe
plus jeder reaktionsfähigen aromatischen Hydroxylgruppe mit der Dicarboxylverbindung eintritt, ausreichend,
um die Hitzehärtung zu bewirken. Andererseits ist mitunter ein so großer Überschuß wie 100#(oder sogar mehr) der stöchiometrischen
Menge, wie soeben beschrieben, der Dicarboxylverbindung in einer Zubereitung der Erfindung wünschenswert,
um die Hitzehärtung einer Zubereitung dieser Erfindung herzustellen. Vorzugsweise werden von ungefähr 80 bis 110
Gew.% einer solchen stöchiometrischen Menge verwendet.
Für die Zwecke dieser Erfindung ist die Bezeichnung "hitzegehärtet11
oder "hitzehärtbar11 im Bezug auf die Zubereitungen dieser Erfindung so zu verstehen, daß eine gegebene
hitzehärtbare Zubereitung dieser Erfindung, nachdem man sie erhöhten Temperaturen solange aussetzt, daß diese ausreichend
sind, im wesentlichen alles der einen der beiden Komponenten (abhängig davon, welche im Überschuß gegenüber der
stöchiometrischen Menge vorhanden ist) mit der anderen Komponente, die zusammen die Zubereitungen dieser Erfindung
008830/1830 "ö"
bilden, im wesentlichen vollständig so miteinander umzusetzen, daß ein Produkt gebildet wird, welches nicht nur
im wesentlichen unlöslich, sondern ebenso im wesentlichen unschmelzbar ist. Für die Zwecke dieser Erfindung bedeutet
die Bezeichnung "im wesentlichen unlöslich" in Verbindung mit "hitzegehärtet" oder "hitzehärtend11 die Unlöslichkeit
in üblichen organischen Lösungsmitteln, wie Methylethylketon, sodaß sich nicht mehr als ungefähr 10 Gew.% eines
gegebenen, so hitzegehärteten Produkts in einem solchen Lösungsmittel lösen. In ähnlicher Weise bezieht sich die
Bezeichnung "im wesentlichen unschmelzbar" auf die Tatsache, daß bei einem gegebenen oder hitzegehärteten Produkt
keine merkliche Schmelze vor dem Zerfall auftritt, wenn es auf erhöhte Temperaturen erhitzt wird.
Wegen der Neigung, daß unerwünschte Nebenreaktionen (wie die Hydrolyse der Verbindungen der Formel (2)) auftritt oder
wegen der Möglichkeit, daß die hitzehärtbaren Zubereitungen dieser Erfindung sich nicht einheitlich in Gegenwart
beträchtlicher Mengen von Feuchtigkeit vernetzen, werden die hitzehärtbaren Zubereitungen dieser Erfindung unter
Verwendung von aniinmodifizierten ftovolakarten und aromatischen Polycarboxylverbindungen jeweils im wesentlichen wasserfreier
Form hergestellt. Die Bezeichnung "im wesentlichen wasserfrei" bezieht sich auf die Tatsache, daß ein gegebenes
Material anfangs weniger als ungefähr 5 Gew.',o freies Wasser
-9-009830/1830
(bezogen auf das Gesamtgewicht) und vorzugsweise weniger
als ungefähr 1 Gew.% und insbesondere weniger als ungefähr 1/2 Gew.% Wasser enthält.
Im allgemeinen kann jedes aminmodifizierte Novolakharz, das
nach dem Stand der Technik bekannt ist und die oben beschriebenen Eigenschaften aufweist, in den Zubereitungen
dieser Erfindung verwendet werden. Wegen möglicher Unsicherheiten der Lehren nach dem Stand der Technik hinsichtlich
der Herstellung aminmodifizierter Novolakarten wird nunmehr
hier eine kurze Darstellung der Herstellung und Eigenschaften derselben gegeben. .
Für die Zwecke dieser Erfindung wird der "Sauerstoffacetylprozentsatz"
eines aminmodifizierten Novolakharzes einfacherweise
nach dem Verfahren von Stroh und Liehr, J. Prakt. Ghem. 29(1-2), H. (1965) bestimmt.
In ähnlicher Weise wird für die Zwecke dieser Erfindung der "Gesamt-Acetylprozentsatz" eines aminmodifizierten Novolak
einfach nach dem Verfahren von Siggia bestimmt. Der Stickstoff-Acetylprozentsatz wird durch Ermitteln des Unterschieds
erhalten.
Typische Ausgangsmaterialien, deren Verwendung zur Herstellung aminoodifizierter Novolakharze geeignet ist, sind:
(A) ein Phenol mit wenigstens einer nicht substituierten
-10-
009830/1830
- ίο -
reaktionsfähigen Stelle an dem aromatischen Kern,
(B) ein aromatisches Amin, das wenigstens eine primäre Amingruppe oder wenigstens eine sekundäre Amingruppe,
Substituent an einem aromatischen Kern, aufweist und
(C) ein Aldehyd, das wenigstens eine Aldehydgruppe enthält.
Die Phenole, die in dieser Erfindung verwendet werden können, sind aromatische Alkohole, die wenigstens eine Hydroxylgruppe
unmittelbar mit dem aromatischen Kern verbunden und die wenigstens eine nicht substituierte reaktionsfähige
Stelle an dem aromatischen Kern aufweisen. Es ist normalerweise der Fall, daß die reaktionsfähigen Stellen an dem
aromatischen Kern sich in ortho- oder para-3tellung zu der Hydroxylgruppe befinden. Es sind daher Phenole, die wenigstens
eine nicht substituierte ortho- oder para-Stellung zur Hydroxylgruppe aufweisen, besonders brauchbar. Beispiele
für typische Phenole, die gleichzeitig der Erläuterung dienen und in dieser Erfindung verwendet werden können,
sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben»
-11-
009830/1830
'i'abelle I
lioiijpielc für Phenole
OH
OH
C2H5
OH
C9H19
)H
H3C
CH,
OH
Cl
Cl
OH
.C4H9
C12H25
008830/1830
'Jabollo 1
Beispiele für Phenole OH
r
H
Cl
OH
OH
HO.
CH.
OH
009830/1830
Tabollo I
jiiJpiijlo i'tix' ΓΙιυΐιΰΙο
OH
OH
CH=Ct;
009830/1830
Tabollo I
Beispiele für Phenole
HO
OCH.
008830/1830
Bevorzugte Phenole sind Phenol selbst, Alkylphenole und Arylphenole, bei denen die Substituenten an diesem Phenolbenzolring
eine Gesamtzahl von 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise von 1 bis 6 Kohlenstoffatome haben.
Die aromatischen Ausgangsamine, die verwendet werden können, können sehr verschiedenen Arten angehören. So können sie
angehören der Klasse der Formel:
(3) ArNH2
worin Ar eine Arylgruppe ist, die wenigstens eine nicht substituierte reaktionsfähige Stelle an dem aromatischen
Kern aufweist.bie können weiterhin einer Klasse von Verbindungen
der Formel:
O) ArNH
angehören, worin Ar die soeben angegebene Bedeutung hat und R1- ein Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, Alkarylrest oder dergleichen
ist. Vorzugsweise ist in den Formeln (3) und (4) Ar ein Phenylrest und enthält R1- weniger als 11 Kohlenstoff
atome.
uewönnlich befinden sich bei den Aminen der Formel (3)
und (/i-j die reaktionsfähigen Stellen in ortho- und paraobtilliü:^
zur .im in ο gruppe. Demgemäß werden aromatische Amine,
ei ο ν;·-..-ogIot · eine nienb substituierte stelle in ortho-
008830/1030
oder para-ütellung zur Aminogruppe aufweisen, zur Verwendung
bei der Herstellung der in dieser Erfindung verwendeten Kondensationsprodukte bevorzugt. Die derzeitig am
meisten bevorzugten aromatischen Amine sind Anilin, die
Alkyl-substituierten Aniline, worin die Alkylgruppen von
1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen, und die Alkyl-substituierten Diaminobenzole, worin die Alkylgruppen von 1 bis 4- Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele von typischen und der Erläuterung dienenden aromatischen Aminen der Formeln (3) und (4) sind in den nachfolgenden Tabellen II bzw. III zusammengefaßt:
meisten bevorzugten aromatischen Amine sind Anilin, die
Alkyl-substituierten Aniline, worin die Alkylgruppen von
1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen, und die Alkyl-substituierten Diaminobenzole, worin die Alkylgruppen von 1 bis 4- Kohlenstoffatome enthalten. Beispiele von typischen und der Erläuterung dienenden aromatischen Aminen der Formeln (3) und (4) sind in den nachfolgenden Tabellen II bzw. III zusammengefaßt:
-17-009830/1830
üeispiele dor Formel (5) - Amine H . .....
H,
Cl
Cl
NH-
NH-
OC4H9
/NH2
JH
009830/1830
;) - Jioiüpiele der Jj'ormel (3) - Amine
Ή-
NH-,
λ/*1
CH
CH
OCH3
2
CH
H.
H=CI
009630/1830
-19-
- 19 tabelle II (Fortsetzung) - Beispiele der Formel (3) - Amine
Tabelle III
Beispiele der Formel (4) - Amine
Beispiele der Formel (4) - Amine
H
N-CH,
N-CH,
H9C4
H N-C2H5
H
N-CH3
N-CH3
H N-CH
H
N-C2H5
N-C2H5
H5C2
H N-C2H5
009830/1830
-20-
Tabelle III (Fortsetzung)
Beispiele der l'Orwel (4) - Amine
(H3C)2
-CH.
Cl
H
N-CH.
N-CH.
009830/1630
-21-
'i'abollo XIl (ü'orlj^otz
Beispiele der Pormel (4) - Amine
OCH,
-C2H5
-Γ\
> // \S-N-CH
-NH
009830/1830
Die in der vorliegenden Erfindung brauchbaren Amine können
aromatische Diamine sein, ioowohl aromatische primäre als
auch sekundäre Diamine sind in der vorliegenden Erfindung arbeitsfähig, aber die aromatischen primären Diamine werden
gegenüber den sekundären bevorzugt, weil die sekundären Diamine weniger wünschenswert sind, da ihre thermische Stabilität
und hydrolytische Stabilität offensicntlich geringer
ist als die der primären Diamine. Die Diamine haben die allgemeine Formel:
(5) H2N-R6-UH2
worin R,- ein zweiwertiger aromatischer Rest ist. Weiterhin
geeignet sind aromatische Diamine der allgemeinen Formel:
H0N-Rc
d b /
d b /
worin R^ die oben angegebene Bedeutung hat und R0 ein Alkyl-,
Aryl-, Aralkyl-, Alkarylrest oder dergleichen ist. Vorzugsweise ist Rg ein Phenylrest and R0 ein niederer Alkylrest.
ßeispiele für typische und der Erläuterung dienender aromatische Amine der Formeln (5) und (6) sind in den nachfolgenden
Tabellen IV und V angegeben.
-23-
008830/1830
Tabelle IV
Beispiele der Amine der Formel (5)
Beispiele der Amine der Formel (5)
CH
CH
CH,
NH.,
H2N
CH=CH-
00^8 30/183 0
Tabelle IV (l'Oi'bsotzunpQ
Beispiele für Amine der I'Ormel (5)
SO.
NH
NH.
Cl
NH1
NH1
C2H5
NH.
Cl
NH.
00 9 8 3 0/1830
Tabelle IV (l'Ortüetzung)
Beispiele für Amine der jJOrmel (5)
NH,
N(CH3)2
NH,
NH.,
CH,
NH-
-26-
009830/1830
Beispiele für Amine der Formel (6)
NH
N-CH, H NH.
(CH3)2
N-CH.
H "
CH
-CH.
CH.
N-C2H5
NH,
N-C2H5
4H9
H
N-CH H2N
Cl
/—\ H
N H
,CH,
H2N
009830/1830
-7-
Beispiele für Amine der Formel (6)
H OC 2 H5.
H.
CH,
N-CH.
009830/1830 -2Ü-
H5N
N-C H H 2 5
N-C2H1
-CH
SO.
H
-N-CH.
-N-CH.
CH*CH
009830/1330
Die Aldehyde, die verwendet werden können, sind Alkanale wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd und dergleichen,
Arylale wie Benzaldehyd, öalicylaldehyd und dergleichen, Halogenalkanole wie Chloral und dergleichen. Formaldehyd
wird bevorzugt. Das Formaldehyd kann in w'asserlösung oder Dispersion oder in einem organischen Lösungsmittel,
wie Methanol, verwendet werden. Es wird bevorzugt, das Formaldehyd in wäßriger Lösung (wie als 37 Gew.^ige wäßrige
Lösung, die als Formalin bekannt ist) zu verwenden. Paraform kann ebenso verwendet werden.
Mitunter ist es erwünscht, daß das Phenol und das aromatiscne
Amin in einer einzigen Ausgangsverbindung verbunden sein Können, worin der gleiche aromatische Kern als oubstituenten
wenigstens eine Hydroxylgruppe und wenigstens eine primäre oder sekundäre Amingruppe aufweist. In gleicher
Weise kann das Phenol und der Aldehyd in Form einer einzigen Ausgangsverbindung vorliegen, worin der gleiche
aromatische Kern als bubstituenten wenigstens eine Aldehydgruppe
und wenigstens eine Hydroxylgruppe aufweist. In ahnlicnor
Weise kann, wenn gewünscht, das aromatische Amin und
der Aldehyd verDunden in einer einzigen Ausgangsverbindung
vorliegen, worin der gleiche aromatische Kern als Üubstitiuonüen
wenigstens eine Aldehydgruppe und wenigstens eine primure odor sekundäre Amingruppe aufweist, üeiqiele solcrier
typischer und der ttvlimbevwig dionender Poly-funktionoller
Auiigangsmateriolion sind in den Tabellen Vi, VII und
vm ü"seKebe"009830/1830 -50-
Tabelle VI Beispiele für Arainophenolverbindungen
OH
NH.
OH
"1O
NH_
NH.
CH
N-H
OH
OH
CH.
NH-,
OH
H2N
OH
OH
-CH.
N-H CH.
H C2H5-N-
OH
009830/1830
Beispiele für aromatische Phenol-Aldehydverbindungen
OH
-CHO
OH
CHO
OH
OHC
OH
OH
-CHO
HO
OH
OH
-CHO
-CHO
009830/1830
Beispiele für aromatische Amin-Aldehyde
NH.
CHO
NH
NH.
CH
CHO
-CH.
CHO CHO
NH-
CHO
CHO
N-H
NH
CHO
CHO
-N-C2H5
CHO
NH.
CHO
009830/ 1830
man ein solches polyfunktionelles iiorabinationsausgangsmaterial
verwendet, wird es bevorzugt, dieses im Gemisch mit einem aromatischen Amin, einem Phenol und einem
iildehyd zu verwenden. Beispielsweise könnte man bis zu ungefähr 50 Gew.>6 eines solchen polyfunktionellen Ausgangsmaterials
zur Herstellung eines arninmodifizierten Movolakharzes
verwenden.
Weni>man ein ardinmodifiziertes riovolakharz herstellt, wozu
man oeispielsweise ein Phenol, ein aromatisches Amin und
einen Aldehyd verwendet, ist es zweckmäßig und wird es bevorzugt,
die Ausgangsmaterialien unter wäßrigen .Flüssigi^nasenoedingungen
unter Verwendung von Wärme und einem oauroKatalysator zu Kondensieren. Herkömmliche und bevorzugte
üäure^atalysatoren sind organische Carbonsäuren (einoaer
mehrbasisch), die im Hinblick auf ihre uisassozitations-Konstanten
relativ ntsr-K sind. Zu den .Beispielen geeigneter
o'-xureKcitalysatoren gehören: aliphatische Garbousäuren
v/ie Ameisen-, j^ropion-, Oxal-, Uiglycol-, !!'urnar-, Itacon-,
Hilcä-, halein-, halorioilure und dergleichen und aromabibche
Mono- und Dicarbonsäuren v/ie iJaphthoe-, Phthal-, balicyl-
G and. dergleichen.
Die zur Verwendung vorgesehene Menge üäurekatalysator kann
verschieden 3ein, sollte aber im allgemeinen ausreichend
sein, um einen pH in einem wäßrigen flüssigen Phaseriiiiediuni
von ungefähr 1,5 bis b,ü (vorzugsweise von ungefähr 2,U
-34-
009830/1830
bis 4,0) zu bilden; jedoch ist dies kein kritischer Faktor.
Das Verhältnis der verwendeten üeaktionspartner ist in
gleicher Weise nicht kritisch und kann in einem weiten Bereich geändert werden. Beispielsweise liegt das Molvernältnis
aromatische Amingruppen zu Phenol-OH-Gruppen im Bereich
von ungefähr 90/1 bis 1/90 und das Molverhältnis Aldehyd zur Summe der aromatischen Amingruppen plus Phenol-OH-Gruppen
im Bereich von ungefähr 0,5 bis 0,99· In einer bevorzugten
spezifischen Ausführungsform kann beispielsweise das
Beschickungsmolverhältnis Anilin zu Phenol im Bereicn von
ungefähr 95:5 bis 5:95 liegen, obgleich ein Bereich von ungefähr
1:1 bis 9:1 mehr bevorzugt wird. In gleicher Weise und beispielsweise ist das Beschickungsmolverhältnis Formaldehyd
zur Gesamtsumme Anilin und Phenol geringer als ungefähr 1:1. Im allgemeinen kann, je höher der Anilingehalt
ist, um so hoher das Formaldehyd zu dem kombinierten Anilin- und Phenolmolverhältnis sein, ohne daß eine im allgemeinen
unerwünschte Gelierung (weil die Gelierung im wesenblichen
die Nachbearbeitung verhindert) als Nebenerscheinung der
Kondensation uufbrifcb. Um die Gelierung bei der Herstellung
einer bevorzugten Ausführungsforin zu vermeiden, können die
nachfolgenden Verhältnisse als Hinweis gelten:
009830/1830
-35-
Tabelle | I | verwendet man ein Formaldehyd- zu Anilin-plus Phenolmolverhältn. |
Bei einem Anilin- Phenolmolverhältnis |
geringer als 0,70:1 | |
1:1 | geringer als Ο,95.ί1 | |
90:10 | geringer als 0,75·1 | |
60:40 | geringer als 0,80:1 | |
80:20 |
Ji1Ur eine solche Kondensation ist der ßäurekatalysator vorzugsweise
Aroeisensäure, Oxalsäure oder Propionsäure in einer Menge von ungefähr 0,5 bis 5 !'eile Katalysator pro 100 Teile
Phenol (auf das Gewicht bezogen). Die Temperatur der Reaktionspartner in einer solchen bevorzugten Ausführungsform kann im Bereich von ungefähr 60° bis 1000G liegen.
Man rührt das Reaktionsgemisch während der Kondensation vorzugsweise kontinuierlich. Es ist nicht nötig, daß die
Reaktionspartner zusammen dem Reaktionsgefäß zugeführt werden; so kann Formaldehyd langsam einem erwärmtem Gemisch
von Anilin, Phenol und Säurekatalysator zugegeben werden. Die gesarate Kondensation kann, wenn gewünscht, bei Rückflußtemperaturen
durchgeführt werden. V/eil offensichtlich eine Kondensationsreaktion abläuft, kann der Reaktionsmechanisraus,
so wird angenommen, die Bildung von Zwischenprodukten niederen Molekulargewichts beinhalten, die sich
anfangs bilden, und dann sich möglicherweise umgruppieren und miteinander in einer späteren btufe verbinden, l'ypischerweise
werden die Kondensationsreaktionsbedingungen solange
-36-
.00983071830
- 36 beibehalten, bis der gesarate Aldehyd, verbraucht ist.
Im allgemeinen kann eine herköramlicne Vorrichtung für die
Kondensationsreaktion verwendet werden, .beispielsweise ist
ein Keaktionskessel, der mit Kührwerk, iiucKiluii- und.
Destillationsmittel, btickstofi'einlass- und herkömmlichen
Hitzeübertragungsrnitteln ausgestattet ist, geeignet. Das
Konstruktionsmaterial des Kessels kanu otahi, rostfreier
ötahl, Glas, llionel und dergleichen sein.
Im allgemeinen wird in einem bevorzugten Verfahren zur
Durchführung der ivondensationsreaktion von rhenol-, Aldehyd- und Aminausgangsmaterialien der Aldehyd langsam einem
Gemisch von Phenol und aromatischem Amin, das den oäurekatalysator
enthält und gerührt wird, zugegeben. Dieses Gemisch wird bei einer Temperatur von ungefähr ^O G bis ungefähr
125 G und vorzugsweise von ungefähr 7G0G bis ungefähr
105 G während der Zugabe gehalten. Wach der Zugabe
des Aldehyds, die von ungefähr 1 stunde bis ungefähr 4-otunden
oder länger dauern kann, wird die Kondensationsreaktion ungefähr JO Minuten bis ungefähr 3 Stunden bei
einer Reaktionstemperatur von ungefänr >ü G bis ungefähr
125°G und vorzugsweise von ungefähr 95°G bis ungefähr IUO0C
durchgeführt. Am Ende der Keaktionszeitdauer kann das Kondensationsprodukt
dann durch Abziehen von Wasser und der nicht umgesetzten Heaktionspartner unter reduziertem Druck
bei Temperaturen von ungefähr 11O0G bis ungefänr 2000G und
009830/1830 ~3/~
- 57 -
vorzugsweise von ungefähr 1400G bis ungefähr I70 C gewonnen
werden.
Ein weiteres Verfahren zur Durchführung der Kondensationsreairtion
besteht darin, ein Phenol zu methylolieren (Monornetnylolierung), wozu man ein Phenol mit einem Aldehyd unter basischer catalyse bei Temperaturen von ungefähr 50 0
bis ungefähr 11O0O und vorzugsweise von ungefähr 600O bis
ungefähr ÖO°C umsetzt, uas tfeaktionsgemisch. wird dann
(leicht) sauer gemacht (sofern es dies nicht bereits ist) und das Anilin zugegeben und dem Gemisch bei einer Temperatur
von ungefähr 500O bis ungefähr 125°0 und vorzugsweise
von ungefänr 95°0 bis ungefähr 10O0G kondensiert. Am üinde
der Keaktionszeit kann das Kondensationsprodukt durch Abstrippen
von Wasser und nicht umgesetzten .Reaktionspartnern unter reduziertem Druck bei Temperaturen von ungefähr 1100G
bis ungefähr ^000O und vorzugsweise von ungefähr 140 G bis
ungefänr T/O G gewonnen werden. .Ein weiteres Verfahren zur
lAircufunrung der üonciensatiorisreaicbion besteht darin, ein
rnenol-iiovolakharz ner^usüellen, wozu man die allgemein bekannte
säurekatal.ysierte iieaKtion von Phenol und Aldehyd
vorv/oaaet. jjoü nicht gewonnene Phenolharz (das Wasser und
nictit umgesetztes Phenol enthält) wird darm leicht sauer gern
a cat (sofern ea dies nicht schon bereits ist) und aromatisches
Amin zugegeben. Die ünclkoudenaabion vjird dann in der
Woiwe durengeführt, dais man weiteren Aldehyd dem vorausgehoaden
Gemisch zugibt, während man die Temperatur im Be-
0Q9830/ 1 830 "5Ö"
reich von ungefähr ^>O°G bis ungefähr 125°C und vorzugsweise
von ungefähr 95° bis ungefähr 10O0C hält. Am Ende
der Reaktionszeit kann das Kondensationsprodukt durch Abstrippen von Wasser und nicht umgesetzten Reaktionspartnern
unter reduziertem Druck und bei Temperaturen von ungefähr
1100G bis ungefähr 200°C und vorzugsweise von ungefähr
1400C bis ungefähr" 17O0C gewonnen werden.
Im allgemeinen ist, wie es zunächst hergestellt ist, das
aminmodifizierte Wovolakharz typischerweise eine wäßrige
Lösung oder Dispersion, wobei die genauen Bedingungen, die entsprechenden Mengen und die Keaktionsarten in jedem !teile
für den Charakter des Produkts (unter Einschluß des Ausmaßes des Keaktionsablaufs, der Jj'arbe, usw.) bestimmend
ist. Das aminmodifizierte Phenolharz kann konzentriert
(und sogar als ein festes Harz hergestellt werden) und erunreinigungen
wie nicht umgesetzte lieaktionspartuer können
weitgehend mit Hilfe von Dehydratisierung unter Vakuum entfernt
werden. Dem !''achmaun ist bekannt, daß typische Dehy
drat it; i er ungsb ed indungen Destillationsbedingungen unter
ungefähr r/1 To it sind, bis die Ansatz temperatur ungefänr
'1600O erreicht, obgleich ebenso alle geeigneten Bedingungen
verwendet werden können.
Die Ausbeuten an aniinmodifizierteui iMovoiakharz variieren
typischerweise von ungefähr 65 bis 110/ü (bezogen auf die
Ό09830/1830
_ 39 -
kombinierten Ausgangs(beschickungs)-gewichte von aromatisches
Amin und Phenol), Im allgemeinen liegern sowohl höhere aromatische Aminmolverhältnisse als auch höhere
Aldehyd- zu Phenol-plus aromatische Aminverhältnisse höhere
Ausbeuten. Anilin-Phenol-ii'orinaldehydharze, die wie oben
besenrieben hergestellt wurden, haben die oben beschriebenen Eigenschaften und bilden eine bevorzugte Klasse der
aniinmodifizierten Phenolharze, die für die Verwendung in
der vorliegenden Erfindung geeignet sind.
-40-
009830/1830
2002358
Im allgemeinen werden die Amin-mooifi ziert en Liovolac-Harz.e
zur Verwendung ir: der vorliegenden Erfindung in Forrr. von
im wesentliche:: wasserfreien Ausgaagsmaterialien, wie oben
erläutert, hergestellt.,
Ein Vorteil bei der Dehydratisierung eines AuGgaugcuiiiiiimoaifisierten
liovolac-uarzes besteht darin, daß dar. Dehydretisierungsverfi.hren
(unter Verwendung von wärme uiu. re,uziertem
Druck, vie oben beschrieben) typischerwc-ise ebenso
dazu neigt, Verunreinigungen aus einem Ausgangsharz, v/ie die nicht umgesetzten Ausgangsmaterialien, Katalysatoren
usw., zu entfernen»
Zu den aromatischen Pol;ycarboxylverbindungen der Forhiol (2)
ist zu bemerken, daß R„, der einwertige Ko hl ■-■iiwai.-s er Stoffrest,
keine kritische Funktion in der vorliegenden hrfindung
hat und irgendein einwertiger Alkyl-, Aryl- oder sogar ein Cycloalkyl-, xialogenal^yl-, ilulogenaryl- oder Halogensubstituierter
Rest (vorzugsweise Chlor) sein kann. Die bevorzugten einwertigen Kohlenwasserstoffreste bind Alkylreste,
besonders solche mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen. Die aromatische Carbonyl entnaltende Verbindung muß wenigstens
zwei Carbonyl enthaltende Gruppen in der ürthostellung enthalten.
Die Anhydridgruppen, wobei jede eine Valenz von 2
hat und jede zwei Carbonyl enthaltende Gruppen enthält, sind immer mit den benachbarten Kohlenstoffatomen an einem aroma-
€09830/1830 bau uhiüinal "41~
tischen Ring verbunden» Die Verbindungen der formel (2)
können, jede Kombination von Anhydrid-, Säure- oder Estergruppen,
wie in Formel (2) erläutert, enthaltene Eine bevorzugte
Zahl von Carbonyl enthaltenden Gruppen pro Molekül ist 4, v;ie zwei Anhydridgruppsn, vier Säuregruppen, vier
estergruppen oder eine Kombination von irgendwelchen 4 dieser
Carbonyl enthaltenden Gruppen. Bine besonders bevorzugte aromatische, Carbonyl enthaltende Verbindung ist Sriliiellithsäureanhydrido
Die aromatisation Reste können jeder veni^stens zv/ei Carbonyl enthaltende Gruppen, die mit den
benachbarten Kohlenstoffatomen verbunden sind, enthalten,
während die anderen Carbonyl entnaltenden Gruppen irgendeine andere Hingstellung einnehmen können.
iiif; Klasse sind die Verbindungen der Formel (2) als solche
pj ο v/i ϋ Verfahren zu ihrer herstellung bekannt, (so daß Einzelheiten
'doer :;ie nicnt ,^eeyeben v/erden müssen).
Zur Erläuterung werden Beispiele von tyr-isctieri aroiaatischen
Polyoarbozylveruiridungen der l(1oriael (2) In den nachfolgend en
Tabellen IX und L
-42-
009830/1830
Beispiele fur Anhydridverbinaun«;en der formel (2)
HO-
o=t
009830/1830
Tubelle IX .Beispiele für Anhydridverbindungen der Formel (2)
=O O=
CH=C
=O
-O=O
-44-
009830/1830
20G2368
-u-
Tabelle IX Beiopiole fur Anliydridverbindungen der l'orrael (2)
-C=O
_c=»o
-45-
009830/1830
Tubollo IX Beispielg für Anbydridverbindungen der i'ormel (2)
O=C
>x
-/"Vj.
-ο
σ—ο
•»46-
009830/1830
- A6 -Tabelle IX Beispiele für Anhydridverbindungen der Formel (2)
009830/1830
2002358
'tabelle IX Beiujjiele für Anhydridverbindungen der formel (2)
HO
HO-C-HO-C-
009830/1830
UbeiIu IX
i'i.ir Anliydridverbindunßon der Formel (2)
C=O
HO-C-
009830/ 1 830
.l'.m belle X
Beispiele für ilatcr und Halbester der tfonael (2)
H C-O-C
94 1
HC-O-C
-O-CH,
H5C2-O-C
HO-
H C3-O-C
-Q-C3H7
no
HC-O-C
-C^
,C-O-C2H5
JZE,
009830/ 1830
Tabelle X J.i'0 r L u c t /. * ·;.
Beispiele Tür Er.ter und Halbes fcer der Formel (2)
-O-Cil
H=CH
C2H5
JP-O-C H
4"9
H9C4-O-C
-0-C4H9
HO-C ft
-51-
003830/ 1830
Ta bo 11 ο X I-Orts.
Beispiele für Ester und Halbester der i'ormel (2)
H9C4-O-
-0-C7H15
H7C3-O-
009830/1830
Tabollο X IOrta.
Beispiele für Eater und Halbester der Formel (2)
-O-C,H
2"5
-O-CH, ?4H
-0-C4H9
009830/1830
2002358
Tabelle X l'orta.
Bninpiele für Ester und HnIbentor der formel (2)
OH
C-O-CH3
C-O-C2H5
C-O-C2H5
009830/1830
-53-
Im allgemeinen werden zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung die aromatischen Polycarboxylverbindungen im wesentlichen
als wasserfreie Ausgangsmaterialien, wie oben erläutert, hergestellt.
Zur Herstellung einer hitzehärtbaren Harzzubereitung dieser Erfindung nimmt man ein Arnin-modifiziertes Kovolac-Harz,
wie oben beschrieben, und eine aromatische Polycarboxylverbindung, wie oben beschrieben, und mischt einfach die
beiden Komponenten solange zusammen, bis ein im wesentlichen einheitliches Produktgemisch erhalten wird. Die relativen
Anteile von jedem der Bestandteile sind oben beschrieben.
Im allgemeinen ist das Verhältnis aromatische Polycarboxylverbindung
zu Amin-modifiziertem Novolac-Harz in jeder gegebenen
hitzehärtbaren Zubereitung derart, daß die Zubereitung hitzegehärtet werden kann, wenn sie einer erhöhten
Temperatur, z. B. einer Temperatur von 15O0G oder höher,
ausgesetzt wirdo Vorzugsweise ist das Verhältnis aromatische Polycarboxylverbindung zu Amin-modifiziertem Novolac-Harz
derart, daß 4i« Amid-, Imid- und/oder Esterbindungen bei
jeder Aminwasserstoff- und jeder Phenolhydroxylsteile innerhalb
jedes Amin-modifizierten Novolac-Harzmoleküls gebildet
werden können. Jedoch ist die Hitzehärtbarkeit häufig dadurch zu erreichen, daß man weniger als die gesamten AminwaeserBtoff-
und Phenolhydroxylstellen verwendet, wenn man
009830/1830
mit einer aromatischen Polycarboxy!verbindung, wie sie in
dieser Erfindung vorgesehen ist, vernetzt» Ebenso wird die Hitzehärtbarkeit innerhalb weiter G-renzen nicht wesentlich
beeinträchtigt, wenn man gegenüber den stöchiometrischen
Mengen Überschüsse an aromatischen Polycarboxylverbindungen im Verhältnis zu einer gegebenen Menge eines anderen modifizierten
Hovolac-Harzes verwendet« Während der Hitzehärtung sollte festgehalten werden, daß bei höheren Temperaturen,
z. B· bei Temperaturen über 2000C oder mehr, typischerweise,
obgleich nicht notwendig, Umgruppierungen in dem hitzegehärteten Material auftreten können, die das Ergebnis einer
höheren Konzentration einer Bindungsform im Gegensatz zu einer anderen sind. So wird beispielsweise versuchsweise angenommen
(und ohne sich dadurch theoretisch zu binden), daß bei höheren Temperaturen eine Umlagerung unter Bildung von
Imidbindungen in einem gegebenen hitzegehärteten Produkt dieser Erfindung als üblich auftritt»
Im allgemeinen haben die hitzehärtbaren HarzZubereitungen dieser
Erfindung aufgrund der anfangs im wesentlichen dehydratisierten Beschaffenheit sowohl des Amin-modifizierten ITovolac-Harzes
als auch der aromatischen Polycarboxylverbindungen, die in diesen Zubereitungen verwendet werden, die i'orm ent- '
weder von Pulvern, die ihrer Art nach fließfähig sind, oder von Flüssigkeiten, die in 3?orm von Lösungen oder Dispersionen
mit dem flüssigen Medium vorliegen, das organisch und seiner Art nach im wesentlichen wasserfrei ist.
009830/1830
Wenn eine feste hitzehärtbare Zubereitung dieser Erfindung hergestellt wird, wird ec bevorzugt, ein Amin-modifiziertes
Novolac-Harz und eine aromatische Polycarboxylverbindung (wie oben besenrieben) in Form von Feststoffen zu verv/enden,
die im allgemeinen Partikelgrößen unter ungefähr 297/U
(50 mesh) haben. Vorzugsweise werden Partikelgrößen unter ungefähr 149/u (100 mesh)'verwendet. Das Mischen einer
Komponente mit der anderen kann in einem Mischer, wie einem so bezeichneten V/aring-Liischer, einer Kugelmühle oder dergleichen
vorgenommen werden, obgleich jede geeignete mechanische Liisciivorrichtung verwendet v/erden kann.
Andererseits kann bei der Herstellung einer flüssigen hitzehärtbaren
Zubereitung dieser Erfindung entweder das Aminmodifizierte
Novolac-Harz oder die aromatische Polycarboxylverbindung Jder beide anfangs in einer festen oder flüssigen
Form vorliegen. So kann das Amin-modifizierte Novolac-Harz sogar in seiner im wesentlichen wasserfreien Form in einer
flüssigen Beschaffenheit vorliegen. Obgleich die aromatische Polycarboxylverbindung sogar in ihrer dehydratisieren Form
ebenso in flüssiger Beschaffenheit vorliegen kann, hat eine
solche aromatische Polycarboxylverbindung typischerweise die Form eines Feststoffes mit hohem Schmelzpunkt.
Wie bereits angegeben, wird zum Lösen oder Dispergieren entweder
des Amin-iiiodifizierten Hovolae-xlarzes und der aromati-
-5b-009830/ 1830
sehen Polycarboxylverbindung oder von beiden eine organische
flüssigkeit verwendet» Im allgemeinen ist die verwendete
organische Flüssigkeit
(1) im wesentlichen inert (im Hinblick sowohl auf das Aminmodifizierte
Ifovolac-ilarz als auch die aromatische Polycarboxylverbindung) ,
(2) siedet unter ungefähr 25Ü°0, (vorzugsweise 1500G) bei
atmosphärischen Drücken,
(3) ist ein beiderseitiges Dispergiermittel sowohl für das Amin-modifizierte ITovolac-Harz als auch die aromatische
Polycarboxylverbindung und
(4) bildet im wesentlichen eine einzige Phase»
Durch die Bezeichnung "beiderseitiges Dispergiermittel", v/ie
sie hier verwendet wiru, v/ird auf die Tatsache Bezug genommen, daß eine gegebene organische flüssigkeit fähig ist,
entweder als Lösungsmittel und/oder als kolloidales Suspendier
ungsmedium für das Amin-modifiziorte lJovolac-Harz und
iür die aromatische Polycarboxylverbindung in einer hitzehärtbaren
Zubereitung dieser Erfindung zu wirken. Wie sie hier verwendet v/ird, \)<y/,<.lehnet "kolloidal" eine Suspension
oder Dispersion, wobei feste Teilchen suspendiert oder
-57-009830/1830 bad
Si
- 5τ -
dispergiert sind, die eine durchschnittliche maximale
Einzelpartikelabmessung von unter ungefähr 200 m/U aufwei
sen,
Die Bezeichnung "im wesentlichen eine einzige Phase bilden"
bezieht sich darauf, daß eine gegebene organische Flüssigkeit in einer flüssigen Zubereitung dieser Erfindung als
eine Phase besteht.
Während die verwendete organische Flüssigkeit die oben angegebenen
Eigenschaften hat, ist es klar, daß eine solche Flüssigkeit in der jeweiligen Zubereitung der Erfindung Gemische
von zwei und mehr chemisch unterschiedlicher organischer Flüssigkeiten enthalten« So kann man beispielsweise
vorausgehend das Ainin-modifizierte Novolac-Harz in einer besonderen
Flüssigkeit und die aromatische Polycarboxylverbindung
in einer anderen besonderen organischen Flüsigkeit lösen oder dispergieren und danach die beiden sich ergebenden
als solche organischen Flüssigkeiten miteinander mischen, Es ist klar, daß, wenn man ein solches Gemisch unterschiedlicher
organischer Flüssigkeiten verwendet, die Flüssigkeiten so ausgewählt worden müssen, daß beiderseitig miteinander
wenigstens in den entsprechenden Mengen der einzelnen organischen Flüssigkeit, die in einem gegebenen Produktgemiach
verwendet werden, zunammenmischbar sind, um ein verträgliches
Einphauen-flüanigüB Medium zu erhalten·
-58-
009030/1830
Es ist wünschenswert und wird "bevorzugt, eine Einphasenorganische
Flüssigkeit in den flüssigen hitzehärtbaren Zubereitungen dieser Erfindung zu haben, weil sonst die Möglichkeit
auftritt, daß eine Konzentration entweder der aromatischen Polyearboxylverbindung oder des Amin-modifizierten
Uovolac-Harzes auftritt, die in einer flüssigen Phase
größer ist als in der anderen« Ein solcher Konzentrationsunterschied könnte möglicherweise zu Unregelmäßigkeiten
und zur ITienteinheitlichkeit bei einer hitzegehärteten Zubereitung,
die daraus hergestellt ist, führen, wie dies dem Fachmann bekannt ist.
Bevorzugte organische Flüssigkeiten, (besonders, wenn man solche verwendet), wie die organische Flüssigkeit einer
einzigen chemischen Verbindung, sind die niederen Alkanone, wie Aceton, Methylethylketon oder höheres Keton. Wenn man
andererseits als organische Flüssigkeit ein Gemisch unterschiedlicher organischer Verbindungen verwendet, kann man
als bevorzugte Flüssigkeiten niedere Alkanole (wie Äthanol
oder Methanol) und aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe
(einschließlich cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffe) verwenden, wozu Benzol, Toluol, Xylol, Naphthalin,
Nonan, Octan, Petroleumfraktionen usw. gehören. Einfacherweise kann auch ein Teil der organischen Flüssigkeit als Alkohol
vorliegen, der von einer Voreutcrungsreaktion, die eine
aromatische Polycarboxylverbindung beinhaltet, übrig
-59-009830/1830
geblieben ist. Jede vorhandene organische verwendete Flüssigkeit in einer Zubereitung dieser Erfindung ist im wesentlichen
wasserfrei, wie dies oben beschrieben wurde«
Vorzugsweise werden die Amin-modifizierten Novolac-Üarzausgangsmaterialien
im wesentlichen vollständig in der organischen flüssigen Phase einer flüssigen Zubereitung dieser
Erfindung gelöst. Wenn sie nicht in dieser Weise gelöst
werden, liegt der nicht gelöste Teil in -form einer kolloidalen Dispersion oder Suspension von Partikeln vor« 'Vorzugsweise sind wenigstens 80 c/o des Amin-modifizierten Kovolac-Harzes vollständig in der organischen Flüssigkeit, und insbesondere sind solche Harze im wesentlichen vollständig in der organischen Flüssigkeit gelöst.
werden, liegt der nicht gelöste Teil in -form einer kolloidalen Dispersion oder Suspension von Partikeln vor« 'Vorzugsweise sind wenigstens 80 c/o des Amin-modifizierten Kovolac-Harzes vollständig in der organischen Flüssigkeit, und insbesondere sind solche Harze im wesentlichen vollständig in der organischen Flüssigkeit gelöst.
In ähnlicner Weise werden die aromatischen Polycarboxylverbindung-Ausgungsmuterialien
im wesentlichen vollständig in der organischen flüssigen Phase einer flüssigen Zubereitung
dieser Erfindung gelöst. Wenn sie nicht in dieser Weise gelöst sind, nimmt der nicht gelöste Teil die Form einer
kolloidalen Dispersion oder Suspension von Partikeln ein.
Vorzugsweise werden wenigstens 8ü % der aromatischen PoIycarboxylverbindunr vollständig in der organischen Flüssigkeit gelöst, und insbesondere wird ein solches Harz im
wesentlichen vollständig in der organischen Flüssigkeit gelöst.
kolloidalen Dispersion oder Suspension von Partikeln ein.
Vorzugsweise werden wenigstens 8ü % der aromatischen PoIycarboxylverbindunr vollständig in der organischen Flüssigkeit gelöst, und insbesondere wird ein solches Harz im
wesentlichen vollständig in der organischen Flüssigkeit gelöst.
009830/1830
Dem Fachmann ist es klar, daß organische Lösungsmittel einer gegebenen flüssigen Zubereitung dieser Erfindung zugegeben
werden können, um die Quantität der entsprechenden Ausgangsrnaterialien echter Lösung zu erhöhen. So kann beispielsweise
die Zugabe eines Ketons oder eines Esteräther-Lösungsmittels oder sogar eines so bezeichneten "Super"-Lösungsmittels, v/ie
Dimethylformamid, im allgemeinen die Fähigkeit einer gegebenen Zubereitung zur Lösung beider Arten von Ausgangsmaterialkomponenten
verbessern« Wenn Dimethylformamid verwendet wird, wird es bevorzugt, nicht mehr als ungefähr 20 Gew.
dieses Materials, bezogen auf das Gesamtgewicht der organischen Flüssigkeit,in einer gegebenen Flüssigkeitszubereitung
zu verwenden.
Die entsprechenden Konzentrationen des Amin-modifizierten
liovolac-ilarzes und der aromatiscnen Polycarboxylverbindung
in einer gegebenen flüssigen Zubereitung dieser Erfindung im Verhältnis zu der Gesamtmenge der vorhandenen organischen
Flüssigkeit kann über extrem weite Bereiche variieren. Einen groben, aber praKtiachen Hinweis auf die Konzentration der
entsprechenden Ausgangnmaterialien in einer gegebenen flüssigen
Zubereitung gibt die Viskosität einer aolchen Zubereitung. Ec kann zwiuchen der Viskosität und der jewoila
vorgesehenen Endvorwendung mitunter ein Zusammenhang beotohen,
wie dies für den Fachmann leicht festzustellen ist. üharaktorintischerweine, jodoch nicht, einschränkend, kann
009830/1830 "61"
-Sd-
eine flüssige Zubereitung dieser Erfindung Viskositäten im Bereich von ungefähr 10 bis 5.000 cp aufweisen. Für Imprägnierungszwecke
werden Viskositäten von ungefähr 50 bis 500 cp gewöhnlich bevorzugte Der Gesamtfeststoifgehalt einer
gegebenen flüssigen Zubereitung kann so hoch wie ungefähr 75 Gew„$ oder sogar höher und so nieder wie ungefähr 20
Gew.$ oder sogar niederer sein, Bevorzugte FeststoffgehaltG
fallen gewöhnlich in den Bereich von ungefähr 50 bis 70 Gew.$, wie dies für den Fachmann leicht erkennbar ist.
Bei den flüssigen Zubereitungen dieser Erfindung kann die
Reaktion (z. B. durch Vernetzen, wie durch Erhitzen) in gewissem Ausmaß vorangetrieben werden, ohne daß Ausfällungen
aus der organischen Flüssigkeit gebildet werden. Dieses Vorantreiben des Reaktionsablaufes kann, wenn gewünscht, dadurch
bewirkt werden, daß man bei Temperaturen im allgemeinen im Bereich von ungefähr 70 bis 100 C bei atmosphäresehen
Drücken eine Zeit erhitzt, die typischerweise von ungefähr 20 bis 30 Minuten oder uogar langer ist, wobei Sorge dafür
getrugen wird, daß festes Material nicht zum Ausfällen veranlaß
b wird.
Es ist darauf hinzuweisen, daß sowohl bei den festen wie bei
den flüssigen Zubereitungen dieser Erfindung das Verhältnis Amin-iiiodii'iaiertea Novolac-Harz zu !aromatischen Polyoarboxylverbindungen
inncrhulb der oben angegebenen Grenzen bleibt.
009830/1830 ~b2~
Jedoch können Gemische verschiedener Amin-modifizierter Novolac-Harze und verschiedener aromatischer Polycarboxylverbindungen
in jeder gegebenen Zubereitung verwendet werden, um die gewünschten Eigenschaften für die jeweilige Endverwendung
zu verbessern, wie dies durch den Fachmann leicht festzustellen ist.
Weiterhin ist durch den Fachmann leicht zu bestimmen, daß verschiedene herkömmliche Additive mit den festen oder flüssigen
Zubereitungen der Erfindung kombiniert werden können, um ihre Y/irksamkeit für die jeweilige Endverv/endung zu fördern.
Beispielsweise kann man Farben, Farbstoffe, l'renn-(Entformungs-)-Kittel,
Fungizide, Kupplungsmittel und dergleichen zugeben.
Im Falle der pulverförmigen Produkte dieser Erfindung kann man partikelförmige feste Streckmaterialien unter Bildung
von Formmassen* zugeben. So enthält beispielsweise eine typische Fonamaüse unter Verwendung einer Zubereitung dieser
Erfindung von ungefähr 25 bis 40 Gew.?£ einer Zubereitung
dieser Erfindung und entsprechend von ungefähr 60 bis 75 Gew.f/£ partikelförmiges inertes Streckmittel. Eine Formmasse
enthält typischerv/eise zusätzlich von ungefähr 1 bis
2 Gew.^ Gleitmittel und von ungefähr 1 bis 2 Gew.^ Farbstoff,
oo.jlfcicjfi x-elativ höhere Proz^ntsätse dieser zuletzt
angegebenen Komponenten verwendet werdou kürmen·
009830/1830
-63-
Wie oben angegeben, können die festen Zubereitungen dieser Erfindung als Presspulver verwendet werden. Im allgemeinen
kann man die Presspulvertechnik bei der Verwendung solcher fester Zubereitungen verwenden.Mitunter ist es wünschenswert,
um Blasenbildung zu vermeiden, eine gegebene Form abzukühlen, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Die festen
Harze können ebenso zur Bindung von Aluminiumoxidgrit, der kommerziell in Schleifmitteln verwendet wird, gebraucht
werden.
Die flüssigen Zubereitungen dieser Erfindung finden Verwen
dung zur Imprägnierung und zur Verstärkung. So können die
flüssigen Zubereitungen zur Imprägnierung sowohl von Zellulosepapier, Asbestpapier und anderen bekannten, nicht geweh
ten (non-woven) Bahnmaterialien als auch für Gewebe (wie
Glasfasern, Baumwollfasern, Nylonfasern usw.) und dergleichen verwendet werden. Die Imprägnierung kann mittels aller
herkömmlicher oder geeigneter Liittel, einschließlich Tauchen,
Beschichten, Sprühen und dergleichen vorgenommen werden. Das so imprägnierte Material wird herkömmlicherweise zur Senkung
seines Gehalts an fluch Ligen Bestandteilen luftgetrocknet unc dann erhitzt, um die Reaktion der Zubereitung dieser Erfindung
auf einen jeweils gewünschten Grad für die vorgesehene Endverwendung voranzutreiben. Die so imprägnierten Bahnraaterialien
sind selbst besonders brauuUbar zur Herstellung von
LaminatenCSchiclitmaterialien). Solche Laminate, wie sie aus
-64-009830/1830
imprägnierten Bahnmaterialien, wie oben angegeben, hergestellt werden, sind für elektrische Zwecke als Träger oder
zur Isolierung von leitenden Elementen brauchbare Die so hergestellten Laminate sind besonders durch ihre überlegene
Hitzev/iderstandsfähigkeit und ihre thermischen Stabilitätseigonschaften
gekennzeichnete Die Laminate werden im allgemeinen in Platten- oder Blockform hergestellt, die dann bearbeitet
werden, um die gewünschte Ausbildung für den jeweiligen Endzweck herzustellen..
Ölfilter, wie beispielsweise zur Verwendung in Automobilen,
können aus imprägnierten Bahnteilen, die wie oben beschrieben hergestellt wurden, hergestellt werden« Beispielsweise
kann man mit einer flüssigen Zubereitung dieser Erfindung Zellulosepapiere, die mit einer synthetischen Faser, wie
einem Polyester oder dergleichen, modifiziert sind und eine Stärke von ungefähr 0,127 bis 0,588 mm (5 - 20 mils) haben,
imprägnieren. Zur Imprägnierung eines aolchen Bahnteils wird ausreichend flüssige Zubereitung verwendet, so daß das Produkt
aus der Bahn, wenn es gehärtet ist, einen Harzgehalt von ungefähr 15 bis 25 Gew.$, bezogen auf das Gesamtgewicht,
hot. Nachdem ein solches Papier imprägniert ist, wird es typischerweise erhitzt, um den Reaktionnablauf der Harzzubereitmng
teilv/eise voranzutreiben, und dann v/ird ea zur Bildung eines Filterelemente} geriffelt oder gefaltet. Das
Filterelement wird dann in einen Endverwendungofilterbehälter
-65-
009830/1830
zusammengestellt und das gesamte Gefüge auf ungefähr 120 bis 1800G (250 - 35O0P) während ungefähr 5 bis 20 Minuten
erhitzt, um das Harz zu härten. Nach Härtung hat das Produkt ausgezeichnete Hochtemperatüreigenschaften.
Weiterhin kann eine flüssige Zubereitung der vorliegenden Erfindung zur Herstellung verstärkter Kunststoffe verwendet
werden.
In dieser Erfindung werden alle Peststoffe in Flüssigkeiten
nach dem ASTM-Verfahren D115-55 gemessen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung,
ohne den Erfindungsbereich einzuschränken. Alle Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, es sei
denn, daß dies anders angegeben ist.
009830/1830 -66-
Herstellung eines aminmodifizierten Phenolharzes
Ein Gemisch von 1005 g (10,7 »öl) Phenol und 995 g
Mol) Anilin wird auf 7O°C in einem 5 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben
erhitzt, der seinerseits mit Rührwerk, Thermometer,
Rückflußkühler und Tropftrichter ausgestattet ist. Bei 70°C werden 26,6 g (0,52 Mol) 9O#ige Ameisensäure zugegeben
und eingemischt. Danach werden während einer Zeitdauer
von ungefähr 2 1/2 Stunden 915 g (15»25 Mol) 50 Gew.%-ige
wäßrige l'ormaldehydlösung dem Reaktionsgemisch zugegeben,
während kräftig gerührt wird. Das Reaktionsgemisch wird 45 Minuten bei ungefähr 100°C am Rückfluß gehalten.
Der Reaktionskolben wird dann unter Vakuum-Destillationsbedingungen genommen und das Vakuum langsam bis auf ungefähr
170 (Torr gebracht (wobei die Temperatur auf ungefähr
900C stabilisiert wird). Wenn die Temperatur ungefähr 95°C
erreicht (bei ungefähr I78 Torr Vakuum), wird das Vakuum
langsam auf ungefähr 254 Torr erhöht. Wenn die Temperatur
ungefähr 100 C erreicht, wird das Vakuum langsam auf ungefähr
5O8 Torr erhöht. Wenn die Temperatur dann ungefähr
1100C erreicht, wird das Vakuum langsam auf 711 Torr erhöht.
Man läßt dann die Temperatur auf 1600G mit 7II Torr
ansteigen, während man das Destillieren fortsetzt. Bei 1600C wird die Destillation angehalten und das Produkt in
eine Schale zum Abkühlen gegossen. Das sich ergebende aminmodifizierte Phenolharz ist bei Zimmertemperatur ein klarer
-67-009830/1830
brüchiger, glasähnlicher Feststoff. Das Destillat hat zwei Phasen; die untere Schicht besteht hauptsächlich aus Phenol
und Anilin und die obere Schicht hauptsächlich aus Wasser. Die Ausbeute an festem Harz beträgt ungefähr 88^0, bezogen
auf die Phenol- und Anilingesamtbeschickung·.
Nach dem gleichen allgemeinen Verfahren, wie es im Beispiel A beschrieben ist, wird eine Keine von aminmodifizierten
Phenolharzen aus Phenol, Anilin und li'ormaldeh.yd hergestellt.
Die nachfolgende Tabelle 1 beschreibt jedes Harz.
Nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel A wird eine
Reihe von aminmodifizierten Phenolharzen unter Verwendung
von verschiedenen substituierten Phenolen und aromatischen Aminen hergestellt. Die Tabelle Il beschreibt solche Harze.
-68-
009830/1830
Tabelle I | Formaldehyd/ Anilin + Phenol |
.katalysator | Aus | |
0,60/1 | beute | |||
Bei | Molarverhältnis | 0,71/1 | Ameisensäure | 82 |
spiel | Anilin/ Phenol |
0,725/1 | Propionsäure | 88 |
B | 1/3 | 0,752/1 | Ameisensäure | 94 |
O | 1/1 | 0,71/1 | Oxalsäure | 88 |
D | 3/2 | 0,71/1 | Propionsäure | 96 |
Ü | 3/2 | 0,75/1 | Ameisensäure | 98 |
if1 | 2/1 | 0,93/1 | Ameisensäure | 96 |
G | 3/1 | 0,99/1 | Oxalsäure | 106 |
H | V1 | 0,99/1 | Ameisensäure | 110 |
I | 9/1 | Ameisensäure | 111 | |
J | 9/1 | |||
K | 2Q/1 | |||
bezogen auf Anilin- + Phenolbeschickung
009830/1830
Molar verhält nis |
- &f - | Aromati- sches Amin: |
Holarverhältnis Formaldehyd/ aromatischem Amin + Phenol |
|
3,39/1 | Tabelle II | Anilin | 0,725/1 | |
2,7V1 | Anilin | 0,725/1 | ||
Bei spiel |
2,42/1 | Phenol: | Anilin | 0,725/1 |
L | 1,11/1 | p-Nonyl- phenol |
o-Chloranilin | 0,725/1 |
M | 2,06/1 | p-Phenyl- phenol |
Anilin | 0,725/1 |
N | 1,52/1 | t-Butyl- phenol |
o-Ghloranilin | 0,725/1 |
O | 2,32/1 | Phenol | Anilin | 0,725/1 |
P | 1,96/1 | p-Chlor- phenol |
Anilin | 0,725/1 |
Q | 1,32/1 | p-Ühlor- phenol |
o-Toluidin | 0,725/1 |
H | 3,60/1 | a-Naphthol | Anilin | 0,725/1 |
S | 3,5- Xylenol |
|||
I1 | Phenol | |||
U | Bis- | |||
phenol A
In den Beispielen L bis U wurde als Katalysator Ameisensäure
verwendet.
säuredianhydridlösunK
ijJin Gemisch von I500 g (20,3 NoI) n-üutylalkohol und 1250 g
009830/1830
(3,88 Mol) Benzoyltetracarbonsäuredianhydrid (BTDA) wird
ungefähr 1 Stunde bei ungefähr 125° C in einem 5 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben erhitzt, der mit Rührwerk, Thermometer und Rückflußkühler ausgestattet ist. Bei ungefähr
1250O wird das Gemisch klar. Man läßt es dann langsam auf Zimmertemperatur abkühlen, wobei es eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit mittlerer Viskosität bleibt. Ausbeute ungefähr 2750 g.
ungefähr 1 Stunde bei ungefähr 125° C in einem 5 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben erhitzt, der mit Rührwerk, Thermometer und Rückflußkühler ausgestattet ist. Bei ungefähr
1250O wird das Gemisch klar. Man läßt es dann langsam auf Zimmertemperatur abkühlen, wobei es eine klare, bernsteinfarbene Flüssigkeit mittlerer Viskosität bleibt. Ausbeute ungefähr 2750 g.
Herstellung von 1/2 But.ylester von Trimellitsäureanhydrid Ein Gemisch von 478 g (6,45 Mol) von n-Butylalkohol und
416 g (2,65 Mol) Trimellitsäureanhydrid (TMA) wird während ungefähr 1 Stunde bei ungefähr 115°C in einem 5 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben erhitzt, der mit Rührwerk, Thermometer und Rückflußkühler ausgestattet ist. Bei ungefähr
113°0 wird das Gemisch klar. Nachdem man es sich langsam
abkühlen läßt, wird es bei ungefähr 800C trüb und bei Zimmertemperatur ein weiß gefärbtes,meist festes Material.
Ausbeute ungefähr 894 g.
416 g (2,65 Mol) Trimellitsäureanhydrid (TMA) wird während ungefähr 1 Stunde bei ungefähr 115°C in einem 5 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben erhitzt, der mit Rührwerk, Thermometer und Rückflußkühler ausgestattet ist. Bei ungefähr
113°0 wird das Gemisch klar. Nachdem man es sich langsam
abkühlen läßt, wird es bei ungefähr 800C trüb und bei Zimmertemperatur ein weiß gefärbtes,meist festes Material.
Ausbeute ungefähr 894 g.
tetracarbonsäuredianhydrid- und TrimellitsäureanhydridlÖ-
sung
Ein Gemisch von 2000 g (33,3 Mol) n-.Propylalkohol, 1000 g
-71-009830/1830
(3,11 Mol) Benzoyltetracarbonsäuredianhydrid (BTDA) und
.1000 g (5,21 Mol) Trimellitsäureanhydrid (TMA) wird wänrend
einer Zeitdauer von ungefähr 1 Stunde bei ungefähr 105°C in einem 5 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben erhitzt, der mit
Rührwerk, Thermometer und Rückflußkühler ausgestattet ist. Bei ungefähr 102 G wird das Gemisch klar. Man läßt es sich
langsam abkühlen, wobei es bei ungefähr 750C trübe wird
und bei Zimmertemperatur eine weiß gefärbte flüssige Dispersion mittlerer Viskosität ist. Ausbeute ungefähr 4000 go
Herstellung von festem 1/2 rSutylester von Benzoyltetracarbonsäuredihydrid
Ein Gemisch von 505 g (6,82 Mol) n-Butylalkohol und 1095 g
(3,40 Mol) Benzoyltetracarbonsäuredianhydrid (BTDA) wird 1
btunde lang bei 15O°C in einem 3 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben
erhitzt, der mit Rührwerk, Thermometer und Rückflußkühler ausgestattet ist. Bei ungefähr 145°G wird das Gemisch
klar. Man läßt es sich dann langsam auf ungefähr 1300C
abkühlen. Vakkum wird bis zu ungefähr 711 Torr verwendet
und das Harzgemisch destilliert, bis die Temperatur ungefähr 1600C erreicht hat. Das sich ergebende Kondensationsprodukt ist bei Zimmertemperatur ein klarer, brüchiger,
glasähnlicher Feststoff, der bei Feuchtigkeit die Neigung hat, klebrig zu werden. Ausbeute ungefähr 1425 g·
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Herstellung von Tetrahexylester von Pyromellitsäuredianhydrid
Ein Gemisch von 2448 g (24 Mol) n-Hexylalkohol, 655 S
(3 Mol) Pyromellitsäuredianhydrid (PMDA) und 15 g (0,08 Mol)
p-Toluolsulfonsäure wird bei ungefähr 1600O 8 Stunden in
einem 5 1 3-Hals-Pyrex-Reaktionskolben am Rückfluß gehalten,
wobei dieser mit einem Rührwerk, Thermometer und Rückflusskühler ausgestattet war. Das gebildete Wasser wird durch
.Destillation entfernt. Das Produkt ist eine .Flüssigkeit geringer
Viskosität.
Beispiele der Zubereitungen der Erfindung.
Herstellung eines hitzehärtbaren Lacks aus aminmodifiziertem Phenolharz und einer aromatischen Polycarboxylverbindunp;
Eine 50/^ige Harzlösung wird in der Weise hergestellt, daß
man 10OO g festes Harz von Beispiel A in 1000 g Oellosolv
löst. Man kann diese Lösung auch in der Weise herstellen, daß man das Lösungsmittel dem geschmolzenen Harz am Ende
des Harzdestillationszyklus zugibt. Die sich ergebende Lösung ist eine klare, bernsteinfarbige Flüssigkeit mittlerer Viskosität. Dieser Lösung werden 1540 g 1/2 Dibutylester von ßenzoyltetracarbonsäuredianhydridlösung aus Beispiel V zugegeben. Nach ausreichend mechanischem Mischen
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liefert das Geraisch einen klaren, bernsteinfarbenen Lack.
Wenn eine geringe Menge (1 bis 2 g) bei ungefähr 1800C auf eine heiße Platte gebracht wird, härtet der Lack zu
einem harten hitzegehärteten Harz unter Verdampfen des
Lösungsmittels. Die Eigenschaften des Lackes sind: Viskosität ungefähr 600 cps., ASTM-Feststoffe ungefähr 66# und
G.E.-Gelzeit ungefähr 23 Minuten.
Nach dem gleichen Verfahren, wie es im Beispiel 1 beschrieben
wird, wird eine Reihe von Lacken aus aminmodifizierten Phenolharzen und aromatischen Polycarboxylverbindungen
hergestellt. Die nachfolgende Tabelle III beschreibt jedes Harz.
-74-
009830/1830
Teil A
Harz
(Beisp.Nr.)
solv
Harzkonzentration
Teil (Aromatische B (Polycarboxyl-(verbindung
(Beisp.Nr.)
5O96
Gew. Verhältnis A/B im Endlack
JL
5 6
Cello- Cello- Cellosolv solv solv
60%
5096
9
5096
6O96
Cello- | Di | Methyl- | Cello- | Methyl |
3 Ol V | ät hy 1- | iso- | s öl ν | äthyl- |
keton | butyl- | keton | ||
keton |
6O96
3,1/1 1,2/1 1,3/1 1,6/1 1/1 1,6/1 1,2/1 0,8/1 0,7/1
I | ι | SO | Xl -P | O |
H | SH Ö | Λ-ρ | •ρ Φ | ιη |
•Ρ Φ | :ΛΛ | |||
-P | ||||
φ | ||||
S | Hd | ί> ., j |
O | |
I |
>Η M
>,Ο fC I^ |
ο | ιη | |
H |
Ή +*
•Ρ Φ |
0} | ||
ä
ι > |
:cd^ | |||
T* φ |
ι | VL | ||
a | SH a | O | ||
ι . j |
-P | ιη | ||
φ | ||||
a | ||||
ι | ||||
ο | ||||
ell | ιη | |||
ο |
2003 3£8
in
I I
+ φ
so
•ρ Λ+»
φ +3 φ
31Λί
H I
in
in
Φ I υ ι ο
(β ΟΛΗ
•Η OH Pl-P ΛΑ
H I
SH Ö Λ SO ■Ρ Λ+a
O) -P Φ
in
in
I I
HH Ö SSO Λ-Ρ-Ρ
-P ^ 0)
in
Ρ«
α
-H
Φ
H
Φ
■Ρ
-P
•Η
CQ
to
Φ O
-P
S,
• M
*m υ
5>^
EH
ΦΡΡ
-76-
009830/1830
fiziertem Phenolharz und aromatischer Polycarboxylverbin-
500 g Harz von Beispiel A, 418 g aromatische Polycarboxylverbindung
von Beispiel Ϊ und 10 g üalciumstearat werden in einer Laboratorium-Kugelmühle so lange zusammen gemahlen,
bis das gesamte Material durch ein Sieb von I05 Mikron
geht. Das Produkt ist ein hellbraun gefärbtes Harzpulver.
Wenn eine geringe Menge (1 bis 2 g) auf eine heiße Platte
von ungefähr 1800O gebracht wird, schmilzt das Harz und
härtet zu einem harten hitzegehärteten Harz.
Nach dem gleichen Verfahren, wie es im Beispiel 20 bescnrieben
ist, wird eine Reihe von Harzpulverarten aus
arainmodifizierten Phenolharzen und aromatischen Polycarboxylverbindungen
hergestellt. Die 'fabeile IV beschreibt jedes Harz (einschließlich Beispiel 20).
-77-
009830/1830
20 21_ 22 2? 24 25
Teil (Harz
A ( (Beisp.Nr,) DHI K Q R
A ( (Beisp.Nr,) DHI K Q R
Teil (Aromatische
B (Polycarbcxyl-(verbindung
( (Beisp.Nr.) . Y Y Y 1 Y Y
B (Polycarbcxyl-(verbindung
( (Beisp.Nr.) . Y Y Y 1 Y Y
Gew.Verhältnis
A/B im ώιeiprodukt 1/1 0,8/1 0,6/1 0,5/1 0,8/1 0,0/1
A/B im ώιeiprodukt 1/1 0,8/1 0,6/1 0,5/1 0,8/1 0,0/1
Beispiel 26 Teil A
Bahnen aus Glasgewebe (E.0«I).-225-181, appretiert mit gamma-Arainopropyltriäthoxysilan)
werden durch Eintauchen des Gewebes in die nach Beispiel 1 hergestellte Harzlösung imprägniert
und die überschüssige Harzlösung dadurch entfernt, daß man das Gewebe über einen Schaber laufen/Läßt.
Das imprägnierte Gewebe wird in einem Ofen ungefähr 1/4 Stunde bei ungefähr 13T-0G i-uprägm rt, um das Lösungsmittel
aus dem imprägnierten Gewebe au entfernen und das Harz teilweise zum Heaktionsablauf zu bringen. Das sich erge
bende Gewebe enthält 40$ Harafeststoffe und ungefähr <o%
flüchtige Bestandteile.
Teil B
-7ö-
009830/1830
naten) werden auf 12 harzimprägnierten Gewebebahnen, wie sie im Teil A beschrieben wurden, hergestellt. Die 12 Gewebestücke
werden mit dem Kettfaden in gleicher '.Richtung
aufeinandergelegt und unter ungefähr 21 atü (300 psi) Druck 90 Minuten bei ca. 180°C (55O0F) gehalten. Nach Entfernung
der Form wird durch Erhitzen in einem Luftofen wie folgt nachgehärtet:
24 Stunden bei 1540G (3100F)
24 Stunden bei 177°O (35O0F) 24 Stunden bei 2040C (400°F)
4 Stunden bei 2320G (4500F) 48 Stunden bei 2600C (5000F)
Diese Schichtmaterialien hatten Biegefestigkeiten von ungefähr 4920 bis 6330 kg/cm2 (70 000 bis 90 000 psi) bei
240C (750S1) · Die oben angegebenen und alle nacnfolgend angegebenen
Werte für die Biegefestigkeit wurden nach der Federal Specification L-P-406 Testverfahren No. I03I gemessen.
Teil G
Die oben in Teil B hergestellten Schichtmaterialien wurden 100 Stunden bei 3160G (6000F) in einem Luftofen gehalten.
Die Biegefestigkeiten der Laminate wurden dann bei 3160O
(6000F) bestimmt, wobei Werte von ungefähr 2110 bis 3520
kg/cm2 (30 000 bis 50 000 psi) erhalten wurden.
-79-009830/1830
Claims (3)
- Patentansprüche :(1) einen Zahlenrnit lelwert des Molekulargewichts von ungefähr 200 bis 1000 hat,(2) wenigstens zwei Arylteile pro Loielcül aufweist, wobei jeder Aryl^ern eines jeden Ar1,!teils jeweils von 6 uis 10 Kohlenstoffatorne enthält,(3) wenigstens einen zweiwertigen iiri;oicen-uildenden Teil der Formel:-L-R2aufweist, worin die Reste R1 und R? jeder für sich eine niedere iilicyl-, niedere Alkalen-, niedere HaIogenalic.yl-, Ar^i- von 6 uis 12 Kohl-.-nntoffcitomen, lialO;jetiaryl,';ruppe von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ist und/oder eiiu, Jieterocyclische ätruictur aufweist mit b- oder b-{(l j edrigen Ringen, wobei judor einzei-BAD 00 9830/1830ne Ring ein Sauerstoff-, Schwefel- und/oder Stickstoffatom enthält, jede derartige heterocyclische struktur mit dein Kohlenstoffatom des Brücken-bildenden !Teils verbunden ist und von dem ürüoken-"bildenden ieil jede der ungesättigten Valenzen seines Kohlenstoffatom^ mit einem anderen Arylteil verbunden ist,(4) wenigstens eine ^ na-Gruppe pro Liolekül aufweist, wobei eine .bindung diener Gruppe unmittelbar mit einem der Arylkerne und die andere Bindung der Gruppe mit einem anderen Arylkern oder dem Rest R.., wie oben definiert, verbunden ist,(5) wenigstens eine OH-Gruppe pro Molekül hat, wobei jede derartige Gruppe unmittelbar mit einem unterschiedlichen der beiden Arylkerne verbunden ist,(6) einen oauerstoffacetylgehalt von ungefähr 3 biü 26 <fo und(7) einen St;ick3tuffaeetylgahalt von ungefähr 3 bis 26 fi ha t, undoinf3 aroma ti :jrjhü PoI1/carboxy L vor bindung dor Formel:009830/1830- erIl(-CÜOH)m (-COOR4)pworin R^ ein aromatischer Rest von drei, vier, fünf oder sechs Valenzen ist und von 6 bis 24 Kohlenstoffatome enthält, R. ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest ist, der weniger als 19 Kohlenstoffatome enthält, η eine ganze Zahl von O bis 3, m eine ganze Zahl von O bis 6, ρ eine ganze Zahl von ü bis 6 ist, wobei wenn η = Ü ist, die Summe von ni+p eine ganze Zahl von 2 bis 6, wenn n-1 ist, die Summe von lü+p eine ganze Zahl von 1 bis 4, wenn n=2 ist, die öuuuue von mm-ρ eine ganze Zahl von O bis 2 und die Summe von η und ρ immer wenigstens 1 ist,(C) die relativen Verhältnisse des Amiη-modifixierten Harzes und der aromatischen Polycarboxylverbindung so sind, daß die Zubereitung durch Hitze hiLzehärtbar ist.
- 2. Hitzegehärtete Zubereitung gemäß Anspruch 1.
- 3. Zubereitung gemäß Anspruch 1 dadurch gekenm-.ulchnot, dal3 die Verbindungen Ln einem organischen Lösungsmedium suspendiert sind.009830/1830
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