DE2128289A1 - Verfahren zur Herstellung eines hitze geharteten Harzes aus makromolekularem Material, welches eine Kohlenstoff Kohlen stoffunsattigung in klein alpha klein beta Stellung zu einer Carbonylgruppe besitzt - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines hitze geharteten Harzes aus makromolekularem Material, welches eine Kohlenstoff Kohlen stoffunsattigung in klein alpha klein beta Stellung zu einer Carbonylgruppe besitztInfo
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Description
OR. MOLLER-BORt DIPL-FHYS. D*. MANtTZ DIPL-CMiM. DR. DEUFEL
DIPL.-ΙΜβ. PiNSTERWALD OIPL.-ΙΝβ. QRAMKOW
PATtNTA^WXLTE JT t Sep.
P 21 28 289.3 Dek/Hf - P 2107
mCBMM* HUGH EICHHOHD 2128289
1314 Cudleigh Dr., Sarnia, Ontario, Kanada
JOSEPH ti, EPEL
2259 Bellbrook, Southfield, Michigan 48075, U.S.A.
2259 Bellbrook, Southfield, Michigan 48075, U.S.A.
Verfahren zur Herstellung eines hitzegehärteten Harzes
aus makromolekularem Material, welches eine Kohlenstoff-Kohlenstoffunsättigung
in 06-/^-Stellung zu einer Carbonyl-
gruppe besitzt
Priorität: Kanada, vom 8. Juni 1970, Hr. 084 849
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
hitzegehärteten Harzes, wobei eine Masse, die (a) ein aus einen kettenartigem polymerem Gerüst mit hieran anhängenden, Kohlenstoff
-Kohlenstoffunsattigung in #-/5-Stellung zu einer Carbonylgruppe
aufweisenden Besten bestehendes, makromolekulares Material und (b) eine polymerisierbare, äthylenartig ungesättigte, mit
diesen makromolekularem Material verträgliche Verbindung enthält, vermischt wird und diese Zusammensetzung bzw. Masse auf
eine erhöhte Temperatur erhitzt wird.
Die Verwendung von ungesättigten Polyesterharzen und von Ipoxyharzen
zur Herstellung von Filmen bzw. Folien und Formgegenständen ist an sich bekannt. Die Anwendung von Epoxyharzen bringt
die Verwendung eines chemischen Härters oder Vulkanisation§aitt«le
sur Beaktion mit dem Epoxyharz mit sich, welches zur Auebildung von Vernetzungen innerhalb der Masse führt. Carbonsäuren »lleine
oder in Mischung nit· Carbonsäureanhyd'riden sind die üblichsten
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Härter, wobei organische Amine ebenfalls häufig für diesen Zweck...
verwendet werden. Ungesättigte Polyesterharze sind infolge ihrer . :
Fähigkeit, durch Reaktion mit einer Vinyl-unge sättigt en Verbindung
in Anwesenheit katalytischer Mengen von freiradikalisehen Initiatoren
ausgehärtet zu werden oder durch intramolekulare Reaktionen bei der Exposition gegenüber der Atmosphäre zur Erhaltung eines
Filmes oder einer Folie gehärtet zu werden, vorteilhaft.
Die Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung eines hitzeausgehärteten
Harzes, welches das Mischen einer Masse"umfaßt, die (a) ein ein kettenartiges Gerüst umfassendes, makromolekulares
Material und (b) eine polymerisierbare, äthylenartig ungesättigte, mit diesem makromolekularen Material verträgliche Verbindung enthält,
wobei diese Zusammensetzung bzw. Masse auf eine erhöhte Temperatur erhitzt wird, wodurch das hitzegehärtete Harz gebildet wird,
das sich dadurch auszeichnet, daß ein makromolekulares Material verwendet wird, welches ein kettenartiges Gerüst bzw. Rückgrat umfaßt
und an diesem Gerüst anhängend wiederkehrende Einheiten der folgenden allgemeinen Formel;
0 H
Il ι ...
Ida. ||
R R'
worin a 0, 1 oder 2 ist, R^ Wasserstoff oder ein C^,- oder
Co-Kohlenwasserstoffrest ist, R~ Wasserstoff oder der Hydroxylrest
ist, X Sauerstoff oder - N - R1 ' · - ist, R und R" Wasser-
I
R"
R"
stoff oder ein Kohlenwasser stoff rest mit 1-3 Kohlenstoffatomen
sind, R1 Wasserstoff, ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-6 Kohlenstoffatomen,
ein Esterrest oder Halogen ist, und R''' ein zweiwertiger
Kohlenwasserstoff- oder Heterokohlenwasserstoffrest ist,
wobei das makromolekulare Material im wesentlichen in einem organischen-Lösungsmittel
löslich ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung einer hitzeausgehärteten Harzzusammensetzung geliefert, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Interpolymerssationsprodukt
von (1) einem makromolekularen Material, welches ein
- 2 109851/1681
kettenartiges Gerüst und an dieses kettenartige Gerüst wiederkehrende
Einheiten der folgenden allgemeinen Formel umfaßt:
0 H
Il I
- (CRJEU) -X-C-GeC
12a JJ
R R1
worin a = 0, 1 oder 2 ist, R^. Wasserstoff oder ein C^- oder
C^—Kohlenwasserstoffrest ist, R2 Wasserstoff oder der Hydroxyl-
rest ist, £ Sauerstoff oder -H-E1"11 - ist, R und R" Wasseren
stoff oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-3 Kohlenstoffatomen sind, R1 Wasserstoff, ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-6
Kohlenstoffatomen, ein Esterradikal oder Halogen ist, und R111
ein zweiwertiger Kohlenwasserstoff- oder Heterokohlenwasserstoffrest ist, und (2) eine polymerisierbare, äthylenartig
ungesättigte Verbindung, Vielehe mit diesem makromolekularen Material (1) verträglich ist, umgesetzt wird.
Das erfindungsgemäß verwendete makromolekulare Material besteht aus einem kettenartigen Gerüst und hieran hängend einer Anzahl
von ungesättigten, polymerisierbaren Einheiten. Das Gerüst kann eine polymere Kette von Kohlenstoffatomen sein, welche hieran gegebunden
Wasserstoffatome oder Substituenten wie Hydroxyl-, Halogen-, Amin- und Kohlenwasserstoffrest besitzt; ebenfalls kann es
eine Polymerkette von Kohlenstoff-, Sauerstoff-, Stickstoff- und/ oder Schwefelatomen sein, welche zusammen mit oder ohne Substituenten,
wie oben aufgeführt, verbunden sind. Die chemische Art der Kette ist nicht kritisch. Kohlenwasserstoffketten werden bevorzugt,
wenn es gewünscht ist, das makromolekulare Material in Kohlenwasserst
off lösungsmitteln aufzulösen. Polyätherketten werden
andererseits bevorzugt, wenn die Materialien mit organischen, polaren Lösungsmitteln oder Monomeren gemischt werden sollen. Die
angehängten Gruppen sind ungesättigte, polymerisierbare Einheiten, in welchen eine aliphatisch^ Stelle der
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Unsättigung in Konjugation mit einen zweiten Zentrum der Unsättigung
vorliegt, wobei dieses zweite Zentrum der Unsättigung z. B. eine Doppelbindung von Kohlenstoff zu Sauerstoff und eine
Doppelbindung von Kohlenstoff zu Schwefel ist. Die bevorzugten, angehängten Reste sind solche, welche den Acylrest
enthalten, in welchem die aliphatische Stelle der Unsättigung eine polymerisierbare, olefinisch ungesättigte Gruppe ist,
welche in Konjugation mit einer Carbonylgruppe steht, wie
dies durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird:
O | - C . |
H
ι |
U
- C |
I |
/
» C |
R | I | |
• R1 | ||
Diese angehängten Reste sind an dem kettenartigen Gerüst derart
festgemacht, daß die aliphatische Stelle der Unsättigung in Konjugation mit einem zweiten Zentrum der Unsättigung über
einen zweiwertigen Rest, welcher Kohlenwasserstoff oder Heterokohlenwasserstoff
ist, gebunden ist, wobei der zweiwertige Heterokohlenwasserstoffrest
Kohlenstoff-Sauerstoff-, Kohlenstoff-Stickstoff- und Kohlenstoff-Schwefelgruppierungen umfaßt.
Die.makromolekularen Materialien können durch Polymerisation
von polymeri si erbaren Monomeren hergestellt werden, die derart
ausgewählt werden, daß die angehängten, ungesättigten, polyme'risierbaren Einheiten von einem oder mehreren dieser
polymerisierbaren Monomeren abgeleitet sind, oder sie können durch Polymerisation von äthylenartig ungesättigten Monomeren
und darauffolgende chemische Behandlung des so gebildeten Polymerisates hergestellt werden, um den Einbau der ungesättigten,
polymerisierbaren Einheiten als angehängte Gruppen in das Polymerisat zu bewirken. Das Molekulargewicht dieser makromolekularen
Materialien liegt im Bereich von etwa 500 bis etwa 100 000. Die Moleküle dieser Materialien enthalten mindestens 2 und in
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Abhängigkeit von dem Molekulargewicht bis zu etwa 500 angehängten
Einheiten. Das bevorzugte makromolekulare Material der Erfindung ist ein solches, welches durch chemische Behandlung
eines von einem äthylenartig ungesättigten Monomeren abgeleiteten Polymerisates stammt. Besonders bevorzugt
umfaßt das makromolekulare Material Diolefin-enthaltende Polymerisate, deren Doppelbindungen epoxidiert wurden, und
das Produkt l mit einer reaktionsfähigen, ungesättigten
wurde
Verbindung behandelt Die Verfahren zur Herstellung solcher Polymerisate sind an sich bekannt, und schließen die freiradikalischen, initiierten Emulsionspolymerisationssysteme und die Lösungspolymerisationsarbeitsweisen ein, welche ionische Katalysatoren und die organo-metallisehen Katalysatorsysteme verwenden» Ein im wesentlichen lineares Polymerisat ist bevorzugt. Die polymere Gerüstkette bzitf. Rückgratkette kann gesättigt oder ungesättigt sein. Falls sie ungesättigt ist, kann sie sowohl externe Doppelbindungen oder 1,2- und 3,4— Uhsättigung und interne Doppelbindungen von sowohl der cis-1,4— und der trans-1,^Konfiguration enthalten. Es ist ein Polymerisat bevorzugt, welches ein Vorherrschen von internen Doppelbindungen aufweist, und zwar wegen der im allgemeinen schnelleren Eeaktionsrate solcher Doppelbindungen bei der Umwandlung zu dem Epoxid. Diolefine dieser Art, welche für die Polymerisation geeignet sind umfassen, wobei sie hierauf aber nicht beschränkt sind, Butadien-(1,3), Isopren, Pentadien-( 1,3) und Cyclopentadien. Copolymerisate werden von copolymerisierbaren Vinylidenmonomeren abgeleitet, welche mit diesen konjugierten Diolefinen copolymerisiert sind. Solche geeignete, copolymerisierbare Vinylidenmonomere schließen ein, wobei sie jedoch nicht hierauf begrenzt sind: Styrol, Methyl'styrol, Acrylnitril, Acrylatmonomere, Vinyl toluol und bestimmte Olefine. Andere Polymerisate, welche für die Epoxidierung geeignet sind,'schließen diejenigen mit der allgemeinen Bezeichnung Butylkautschuk ein, in welchen diolefinische Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung in einem geringeren Anteil vorhanden ist, und im allgemeinen von Isopren abgeleitet ist, welches mit dem vorherrschenden
Verbindung behandelt Die Verfahren zur Herstellung solcher Polymerisate sind an sich bekannt, und schließen die freiradikalischen, initiierten Emulsionspolymerisationssysteme und die Lösungspolymerisationsarbeitsweisen ein, welche ionische Katalysatoren und die organo-metallisehen Katalysatorsysteme verwenden» Ein im wesentlichen lineares Polymerisat ist bevorzugt. Die polymere Gerüstkette bzitf. Rückgratkette kann gesättigt oder ungesättigt sein. Falls sie ungesättigt ist, kann sie sowohl externe Doppelbindungen oder 1,2- und 3,4— Uhsättigung und interne Doppelbindungen von sowohl der cis-1,4— und der trans-1,^Konfiguration enthalten. Es ist ein Polymerisat bevorzugt, welches ein Vorherrschen von internen Doppelbindungen aufweist, und zwar wegen der im allgemeinen schnelleren Eeaktionsrate solcher Doppelbindungen bei der Umwandlung zu dem Epoxid. Diolefine dieser Art, welche für die Polymerisation geeignet sind umfassen, wobei sie hierauf aber nicht beschränkt sind, Butadien-(1,3), Isopren, Pentadien-( 1,3) und Cyclopentadien. Copolymerisate werden von copolymerisierbaren Vinylidenmonomeren abgeleitet, welche mit diesen konjugierten Diolefinen copolymerisiert sind. Solche geeignete, copolymerisierbare Vinylidenmonomere schließen ein, wobei sie jedoch nicht hierauf begrenzt sind: Styrol, Methyl'styrol, Acrylnitril, Acrylatmonomere, Vinyl toluol und bestimmte Olefine. Andere Polymerisate, welche für die Epoxidierung geeignet sind,'schließen diejenigen mit der allgemeinen Bezeichnung Butylkautschuk ein, in welchen diolefinische Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung in einem geringeren Anteil vorhanden ist, und im allgemeinen von Isopren abgeleitet ist, welches mit dem vorherrschenden
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Iionomereii Isobutylen copolymer! si er tr ist. Weitere brauchbare ν L :x ■
Polymerisate schließen die als EPDM klassifizierten Polyneri- lc.:-,
sate ein, d. h. solche Polymerisate, welche aus der Polymer!- "■■
sation von zwei ^/-Olefinen, spezifisch Äthylen und Propylen,
mit einem nicht-konjugierten Diolefin, wie Hexadien-(1,A),
Dicyclopentadien und Äthylidennorbonen stammen.
Epoxide von ungesättigten Polymerisaten wie Diolefinpolymere,
insbesondere Polybutadiene, sind wohlbekannt. Sie können durch Epoxidierung des Polymerisates hergestellt werden. Das Ausmaß
der Epoxidierungsreaktion wird durch Bestimmung des Oxiransauerstoffs
oder des Epoxidsauerstoffgehaltes des Polymerisates festgestellt. Die Epoxidierung'des Polymerisates ist nicht als erfinderisches
Merkmal der vorliegenden Erfindung zu betrachten. Iia allgemeinen wird das Polymerisat, welches in einem geeigneten
Lösungsmittel aufgelöst sein kann, mit einer organischen Persäure, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Katalysators bei
einer leicht erhöhten Temperatur für 1 bis 18 h behandelt. Die organische Säure kann ohne weiteres Verdünnungsmittel zugefügt
werden, oder vorzugsweise wird sie zusammen mit einem weitsten
Verdünnungsmittel zugesetzt, welches die gegenseitige Löslichkeit
der gelösten Stoffe in dem Lösungsmittel verbessert. Ein solches geeignetes Lösungsmittel ist Äthylacetat. Die organische
Per säure kann per se verwendet v/erden, oder sie kar^a in
situ durch Reaktion von Wasserstoffperoxid mit einer organischen Säure gebildet werden, und sie wird in einer ausreichenden Henge
angewandt, um die gewünschte Menge von· vorhandenen Doppelbindungen
zu Epoxidgruppen umzuwandeln, wobei üblicherweise ein 10 %iger Überschuß auf molarer Basis erforderlich ist. Geeignete
organische Säuren und die entsprechenden Persäuren schließen
.Ameisensäure und Perameisensäure, Essigsäure und Peressigsäure,
Benzoensäure und Perbenzoensäure und Phthalsäure und Perphthalsäure
ein, obwohl die niederen aliphatischen Säure bevorzugt sind.' Die Temperatur der Epoxidierung wird so niedrig als mög
lich gehalten, um eine weitere Reaktion der organischen Säure,
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welche aus der organischen Persäure stammt, mit den bereits
gebildeten Epoxidgruppen zu vermeiden. Beim Abschluß der
Reaktion wird die Polymerisatlösung zur Entfernung von Fremdstoffen gewaschen, und das epoxidierte Polymerisat wird als
Polymerisat mit einer Massenviskosität (bulk viscosity), welche beträchtlich über diejenige des ursprünglichen Polymerisates
angehoben ist, und welches eine Menge von Epoxysauerstoff oder
. gewonnen. Oxiransauerstoff von etwa 2 bis 8 Gew.-% enthält,/Höhere Werte
von Oxiransauerstoff können erreicht werden, jedoch sind sie für die Erfindung nicht erforderlich. Wenn Polybutadien als
Ausgangsmaterial verwendet wird, beträgt der bevorzugte Bereich für den Oxiransauerstoffgehalt des epoxidierten Polybutadiens
3,5 - 6,5 Gew.-Jj. Bei anderen Polymerisaten kann die Menge von Oxiransauerstoff in Abhängigkeit von der Konge von Doppelbindungen
in dem Polymerisat niedriger sein. Die Erhöhung der Massenviskosität des Polymerisates infolge der Epoxidierung ist
wohlbekannt, und sie ist ein Faktor, welcher das Molekulargewicht begrenzt, und hierdurch die Kassenviskosität des ursprünglichen
Polymerisates, so daß das epoxidierte Polymerisat dennoch handbar bleibt. Für alle diese Polymerisate ,
welche polymerisierte Diolefinmononere enthalten, sollte das Molekulargewicht relativ niedrig liegen, vorzugsweise nicht
•höher als 50 000, wobei die obere Grenze hauptsächlich durch
die physikalische Katür des Polymerisates bestimmt wird. Ein
bevorzugter Bereich für das Molekulargewicht beträgt 700 bis 20 000. Es ist wünschenswert, daß das Polymerisat gießbar ist.
Das epoxidierte Polymerisat wird.'"anschließend mit einer äthylenartig
ungesättigten Carbonsäure oder einem Derivat oder mit einem durch Ami η substituierten, ungesättigten Keton belisüfelt.
Die Art dieser Verbindung ist für die Erfindung von Wichtigkeit. Die Verbindung soll eine öi-ß-ungesättigte Monocarbonsäure oder
ein Amin einea #-ß-ungesättigten Ketons, wobei dieser Aminrest
von der Ketongruppe durch mindestens eine Methylengruppe getrennt ist,, sein, und wobei das Amin ein primäres, sekundäres
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oder tertiäres Ami η ist, wobei die Säuregruppe oder die Amingruppe
mit der Epoxidgruppe des Polymerisates in Wechselwirkung
tritt und so eine an der Kette angehängte, ungesättigte Gruppe bildet. Da diese ungesättigte Gruppe der angehängten Gruppe ia
/V-ß-Stellung zu einer-Carboxylgruppe steht, welche die olefinische
Unsättiguiig zur Reaktion mit freien Radikalen aktiviert,
können weiter rasche Geschwindigkeiten der Interpolymerisationsreaktion
mit Vinyl oder Vinyliden enthaltenden Monomeren erreicht werden. Die Säuregruppen oder die Amingruppen sind in
den modifizierten Polymerisaten zu 5 bis 70 Hol.-*« der olefinischen
Unsättigung, welche in dem ursprünglich, nicht modifizierten
Polymerisat vorhanden ist, vorhanden, wobei'ein bevorzugter Bereich 15 bis 35 Mol.-/3 beträgt. Unter Berücksichtigung
des Molekulargewichtes des Polymerisates enthält das modifizfcrte
Material von mindestens 2 bis etwa 500 angehängten Einheiten
pro Molekül.
Die bevorzugte Masse der Erfindung wird durch Mischung und Umsetzung
der ungesättigten Monocarbonsäure oder dos mit Amin
substituierten, ungesättigten Ketons mit dem epoxidierten Polymerisat
hergestellt, um eine praktisch stabile, lösliche, im wesentlichen nicht korrodierende und vulkanisierbare oder hitzehärtbare
Masse zu bilden. Das epoxidierte Polymerisat wird mit der äthylenartig ungesättigten Carbonsäure oder dem durch Amin
substituierten Keton unter solchen Bedingungen umgesetzt, daß dies zur Öffnung des Epoxidringes führt, um vicinale Eydroxy-
und Acyloxy- oder substituierte Aningruppen, viel ehe an das
Polymerisat gebunden sind, zu ergeben. Seitenreaktionen von nicht gewünschter Art und Polymerisation durch die Unsätügung
der Säure oder des Ketons sollen vermieden v/erden. 51Ur diese
Reaktion des opoxidierten Polymerisates mit der ungesättigten Säureverbindung oder dem Keton werden gegebenenfalls- freiradikalische
Fänger zu dem Reaktionsgemisch zugesetzt, um die Polymerisationsreaktionen auf ein Minimum herabzusetzen. Die Menge
von verwendeter Säure oder verwendetem Keton, um mit den
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epoxidierten Polymerisat zu reagieren, ist mindestens äquimolar,
"bezogen auf das Holverhältnis von Säureverbindung oder Keton zu dem Oxiransauerstoff- oder Epoxidsauerstoffgehalt des
epoxidierten Polymerisates. Eine zusätzliche Methode, um die Menge von Säureverbindung oder Keton, welche zur Reaktion mit
dem epoxidierten Polymerisat verwendet werden, auszudrücken,
ist das Gewichtsverhältnis von Säure oder Keton zu dem epoxidierten Polymerisat, welche in dem Bereich von etwa 0,25:1 bis zu
etwa 5:1 liegt. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,5:1 "bis etwa
3:1 von Säure oder Keton zu dem epoxidierten Polymerisat. Die
überschüssige Säure oder das überschüssige Keton können leicht bei Abschluß der Reaktion durch z. B. Vaschen mit Wasser oder
Vakuumdestillation entfernt werden. Die Temperatur, bei welcher die ungesättigte Säure oder das ungesättigte Keton mit dem
epoxidierten Polymerisat umgesetzt wird, liegt im Bereich von etwa 50 0C bis etwa 150 0C, wobei ein bevorzugter Temperaturbereich
etwa 60 0C bis etwa 125 0O beträgt. Die Zeit für diese
Reaktion beträgt von einem Bruchteil einer Stunde bis zu etwa 72 Stunden, wobei eine bevorzugte Reaktionszeit etwa 0,5 h
bis etwa 24- h beträgt. Geeignete ;,<*-ß-ungesättigte Konocarboxylverbindungen
schließen Acrylsäure, Methacrylsäure, Chloracrylsäure, Krotonsäure, Zimtsäure und die Methyl- und iithylhalb*
ester von ungesättigten Dicarbonsäuren wie Haieinsäure, den Äthylester von m- und ρ-Amino zimtsäure und den (Diathylami.no) äthylester
von Acrylsäure ein. Die bevorzugten Säuren schließen Acrylsäure und Methacrylsäure ein. Geeignete Ketone schließen
Verbindungen wie Vinyl(4— amino-naphthyl)keton und Viriyl(1,2-diaminoäthyl)keton
ein. Das bevorzugte Ausmaß der Reaktion des Epoxides mit der ungesättigten Monocarboxylverbindung oder
mit dem durch AmIn substituierten Keton liegt im Bereich von
90 bis 98 %, jedoch liefert eine so niedrige Reaktion de3
Epoxides wie etwa 80 % zufriedenstellende Produkte. Das Produkt
dieser Reaktion zeichnet sich dadurch aus, daß es im wesentlichen von Carbonsäure frei ist.
„ Q _
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Zuvor wurde beschrieben, dt&ß das makromolekulare Material
der hitzehärtenden Zusammensetzung bzw. Masse dieser Erfindung
ein kettenartiges Gerüst und an diesem Gerüat anhängend
eine Anzahl von .reaktiven Einheiton besitzt. Das kettenartige
Gerüst des makromolekularen Materials ist bei der Erfindung nicht von Wichtigkeit, jedoch ist es im allgemeinen eine
flexible, polymere Struktur. Es kann eine Polymerkette von Kohlenstoff-Sauerstoff-Stickstof f-und/oder Schwefelatomen
sein, wie dies beispielhaft durch ein Polymerisat gegeben ist, welches Propylenoxid oder Äthylenepisulfid als eine Komponente
des Gerüstes enthält. Das Gerüst kann ebenfalls aus Kohlenstoffatomen
mit einer Vielzahl von Sustituenten zusammengesetzt sein, iirelche hieran gebunden sind, wie ein Poljinerisat,
das eine Mehrzahl von Einheiten von Butadien-(1,3),
polymerisiert in die 1 i 2-Polybutadienkonfiguration enthält,
und ein Polymerisat, das aus Butadien-(1,3)- und Styroleinheiten
zusammengesetzt ist. Die reaktionsfähigen, angehängten Einheiten der allgemeinen Formel:
C H
Ii I
- (CRJä2)a -X-C-G=C
R R1
wie sie zuvor» beschrieben wurden, können in das makromolekulare Material durch Copolymerisation von geeigneten Monomeren
eingebaut werden. Beispielsweise wird P'ropyleno::id mit Glycidylacrylat unter Verwendung eines Aluminiumtriäthyl-V/asserkatalysators
copolymer!siert, wodurch das Glycidylacrylat durch die
Epoxidgruppe copolymeresiert wird und so angehängte Acrylat—
gruppen ergibt, welche über den Methylenrest an das PoIy-(propylenäther)-gerüst
angebunden sind. Alternativ können die reaktionsfähigen, angehängten Einheiten in das makromolekulare
Material durch chemische Modifikation einer von Diolefin abstammenden, polymeren Verbindung eingebaut werden, wie durch
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Epoxidierung und anschließende Reaktion nit z. B. Acrylsäure
eines Polymerisates von z. B. Butadien-(1,2), welches einen
größeren Anteil von 1,2-Polybutadien enthält.
Wenn ein 1 ,4—polymer!siertes Diolefin wie 1,4—Polybutadien
epoxidiert wird, und dieses Produkt dann mit z. B. Acrylsäure umgesetzt wird, wird ein Produkt erhalten, welches ein makromolekulares
Material mit kettenartigem Gerüst ist, mit wiederkehrenden, angehängten Gruppen, vicinal zu Hydroxygruppen der
allgemeinen Formel:
0 H
Il ί
-X-C-C = C
I I
R R1
Das Produkt kann ebenfalls nichtumgesetzte Epoxidgruppen enthalten,
und einige der Hydroxygruppen der oben angegebenen Struktur können mit einer Carbonsäure umgesetzt worden sein.
Bei dieser Struktur ist X Sauerstoff, wenn das epoxidierte Polymerisat mit einer ungesättigten Monocarbonsäure umgesetzt
worden ist, und
- H - R1 '' 1
R"
worin das Stickstoffatom zu einem Kohlenstoff des Polymergerüstes oder -rückgrates gebunden ist, wenn das epoxidierte
Polymerisat mit einem durch Amin substituierten, ungesättigten Keton umgesetzt worden ist. R" ist Wasserstoff oder ein gesättigter
Kohlenwasserstoffrest mit 1-3 Kohlenstoffatomen,
wie Methyl oder Äthyl. R''' ist ein zweiwertiger Kohlenwasserstoff-
oder Eeterokohlenwasserstoffrest, wobei bevorzugte Reste
gesättigte Kohlenwasserstoffgruppen und Heterokohlenwasserstoffgruppen sind, welche Sauerstoff oder Stickstoffatome in der
Hauptkette enthalten. Die Substituenten an der Kohlenstoff-Kohlenstoffdoppelbindung,
R. und R1 kommen von der Art des
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Acylrestes der ursprünglichen Honocarboiisäure und der Unsättigung
dos durch Amin substituierten Ketons. R ist Wasserstoff
oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 - 3 Kohlenstoffatomen wie Methyl oder Äthyl. R1 ist Wasserstoff, ein Kohlenwasserstoffrest
mit 1-6 Kohlenstoffatomen, wie MethylT Äthyl oder
Phenyl, ein Halogen wie Chlor oder ein Ssterrest, wie er aus dem Halbester einer ungesättigten Dicarbonsäure stammt, mit
der allgemeinen Formel COOR1''·,.worin R1·'' ein Kohlenwasserstoff
rest mit 1-4- Kohlenstoffatomen wie Äthyl, ist.
Zusätzlich au den oben genannten, reaktiven, angehängten Resten können andere, an dem Gerüst bzw. Rückgrat des makromolekularen
Materials der Erfindung anhängende Gruppen vorliegen. Wichtige Beispiele solcher anderen, anhängenden' Gruppen
sind Hydroxy-, Cyano-, Kohlenwasserstoff-, Kohlemvasserstoffoxy-,
gesättigte Ester- und gesättigte Aminogruppen. Diese Gruppen sollten vorzugsweise nicht mehr als eine Gesamtzahl
von 8 Atomen von Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kombinationen hiervon enthalten. Die Anzahl von anderen, anhängenden
Gruppen sollte nicht mehr als 15 andere, anhängende Gruppen
bepro 100 Gerüstatome tragen, um ein gewisses Elexibilitätsausmaß
des Kettenmoleküls des makromolekularen Materials aufrecht
zu erhalten. Anders ausgedrückt sollte das makromolekulare Material im wesentlichen einen elastomeren Charakter aufweisen
und eine Glasübergangstemperatur von nicht höher als etwa 60 0C
besitzen.
Die hitzeaushärtende Harzzusammensetzung der Erfindung besteht
aus dem Produkt der Interpolymers sation des zuvorgenannten makromolekularen Materials und einer polymerisierbaren, äthylenartig
ungesättigten Verbindung, Vielehe mit diesem makromolekularen
Material verträglich ist. Das Produkt der Interpolymerisation oder Mischpolymerisation wird hergestellt, indem die Polymerisation
des makromolekularen Materials und der polymerisierbaren, ungesättigten Verbindung bewirkt wird, wobei diese Polymerisation
- 12 -
109851/1681
durch Erhitzen auf eine erhöhte Temperatur, wahlweise in Anwesenheit
einer kleineren Menge eines freiradikalischen Katalysators bewirkt wird. Falls das Endprodukt ein Film oder eine
Folie sein soll, wird die polymerisierbare Verbindung und das makromolekulare Material alleine verwendet, falls jedoch das
Endprodukt ein fester Gegenstand sein soll, können gegebenenfalls Füllstoffe in das Gemisch aus polymerisierbarer /erbinäung/makromolekularem
Material eingebaut werden, bevor die Endpolymerisation gestartet v/ird. Solche Füllstoffe können
in Mengen verwendet v/erden, daß sie bis zu etwa 80 Gew.->£
der Gesamtmenge des Gemisches polymerisierbare Verbindung/ makromolekulares Material/Füllstoff bilden. Die Füllstoffmenge
kann ebenfalls als 400 Gew.-TIe. pro 100 Gew.-TIe. des Produktes
der Mischpolymerisation ausgedrückt werden. Da die hitzehärtende Zusammensetzung bzw. Masse praktisch frei von
Carbonsäure ist, müssen geeignete Füllstoffe nicht gegenüber solchen Säuren inert sein. Die Typen von Füllstoffen, welche
auf dem Gebiet der konventionellen, ungesättigten Polyester verwendet v/erden, sind ebenfalls zur Verwendung entsprechend
dem erfindungsgemäßen Umfang geeignet, und sie schließen die
verschiedenen Typen und Formen von Glas, Asbestfasern, Siliciumdioxidverbindungen,
Holzmehl, Kohlefaden, Calciummetasilikat oder Wollastonit, Kaolinton und Calciumcarbonat ein, ohne
darauf beschränkt zu sein. Die polymerisierbaren, äthylenartig ungesättigten Verbindungen, welche mit dem Polynerderivat kombiniert
werden können, schließen Styrol, tert.Butylstyrol, Vinyltoluol,
Chlorstyrol, Methylstyrol, Diallylphthalat, Triallylcyanurat, Methylmethacrylat, Acrylnitril, Divinylbenzol oder
Mischungen hiervon ein. Die bevorzugten Monomeren schließen Styrol und Methylmethacrylat ein. Die Menge dieser polymerisierbaren
Verbindung, .welche in Zumischung mit der hitzohärtenden
Zusammensetzung verwendet v/ird, kann von 5 Gew.-5» bis 100
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der hitzehärtenden Zusammensetzung
betragen, wob.ei der bevorzugte Bereich 10 Gew.-yo bis
70 Gew.-/« ist. Die freiradikalischen Katalysatoren, welche gegebenenfalls zur Initiierung der Polymerisation der polymeri-
109851/1681
sierbaren Verbindung zugesetzt v/erden können, schließen die
organischen Peroxide, Perester und Hydroperoxide ein, wie sie durch Dicumylperoxid, tert.3utylperbenzoat und
Cumolhydroperoxid beispielhaft angegeben v/erden können, und sie bilden eine kleinere Menge der Zusammensetzung
bzw. Masse, wobei üblicherweise nicht mehr als 5 Gew.-ζϋ,
bezogen auf die hitzehärtende Zusammensetzung plus der polymerisierbaren Verbindung vorliegen. Die Herstellung
von liOrmartikeiii kann nach einer beliebigen der bekannter*
Methoden des(Formens, Schichtens und Gießens bewirkt werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Seispiele erläutert
ohne sie hierdurch zu beschränken.' In. den verschiedenen Beispielen
waren die verwendeten Untersuchungsmethoden, soweit dies möglich war, die in der ASEM-Horm beschriebenen. Die
Jodzahl wurde nach der ASIM-Horm D-1959-61, der Oxiransauerstoffgehalt
unter Verwendung der^M-Eorm ΰ-1652-62'/£ bestimmt,
Die Hessung der Shore D Härte wurde unter Anwendung der Λ3ΪΙΙ-ITorm.
D-224-0-68. durchgeführt. Die Bestimmung des I-iydroicyacetatgehaltes
des Polymerisates erfolgte durch eine IR-Pilmtcchiiik.
Die Viskositätsmessungen wurden bei 25 0O mit einem Couette-Viskosimeter
durchgeführt. In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Teile auf Gew.-!Teile, falls nichts anderes angegeben
ist.
Zwei Copolymerisate von Propylenoxid und Glycidylacrylat, welche
über den Epoxyring jedes Monomeren copoiymerisiert waren und A etwa 7 KoI.-% und B etwa 13 Mol.-% Glycidylacrylat enthielten,
wurden mit Styrol gemischt, um ein Gemisch zu erhalten, welches Polymerisat und Styrol im Gewichtaverhältnic
80:20 enthielt. Zu diesem Gemisch wurden 3 Gew.-jy tert.Butylperbenzoat,
bezogen auf Polymerisat plus Styrol gegeben. Dieses Gemisch wurde 5· min auf 150 0C erhitzt. Die Shore D Härte
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des erhaltenen, hitsegehärtfeten Harzes "betrug 29 für das
von Polymerisat A stammende Harz und 66 für das von Polymerisat B stammende Harz.
Yon eiii-en flüssigen Polybutadien wurde nachgewiesen, daß es
ein Molekulargewicht von 6J00, eine Iiasseviskosität von 33 P
und eine Iiikrostruktur von 52 % trans-1,4; 35 % cis-1,4 und
13 % 1,2 besaß. 108 TIe. des Polymerisates wurden in 156 TIn.
Benzol aufgelöst und 78 TIe. von 40 %iger Peressigsäurö, aufgelöst
in 88 TIn. Äthylacetat wurden hinzugegeben, und das Gemisch wurde, während es gut in Bewegung gehalten wurde, auf
50 0C erhitzt und auf dieser Temperatur.45 min gehalten. Nach
dem Abkühlen auf Zimmertemperatur wurde das Gemisch mit Wasser gewaschen, bis die gesamte Säure und Persäure von der
organischen Phase entfernt worden waren. Die Lösungsmittel wurden unter Vakuum entfernt, um ein viskoses öl mit einer
Masseviskosität von 101 P zu erhalten. Es wurde nachgexfiesen,
daß dieses Polybutadienepoxid 5»2 Gew.-% Oxiransauerstoff und
weniger als 1 % Hydroxyacetat enthielt.
24-5 g dieses epoxidierten Polybutadiens wurden mit 980 g wasserfreier
Acrylsäure und.mit 0,245 g Lithiumchlorid vermischt, und das Gemisch wurde 20 h auf 60 0C erhitzt, in welcher Zeitspanne
97 % der Epoxidgruppen in Reaktion getreten waren. Nach
Entfernung der überschüssigen Acrylsäure durch ausgedehntes Vaschen mit Wasser, wurde Styrol zusammen mit 0,1 g eines Bis-Phenolstabilisators
hinzugegeben, überschüssiges Styrol und Wasser unter Vakuum entfernt und das Hydroxyacrylatpolymerisafc
als eine 80 '/aige Lösung in Styrol gewonnen, welche zusätzlich
mit 0,1 g eines organisches Phosphites stabilisiert -wurde. Diese Lösung wurde mit Styrol verdünnt, bis 70 Gew.-Tie. des Hy*
droxyacrylatpolynerisates und 30 TIe. Styrol vorhanden waren,
es wurden 3 TIe. tert.Butylperbenzoat zugegeben, das Gemisch wurde in eine tform überführt und 3 min bei 162 0C. ausvulkanl-
- 15'-109851/1681 " V
siert bzw. ausgehärtet. Das entstandene, hitzegehärtete Harz
war ein leicht braunes, hartes und nicht biegsames Material mit einer Shore D Härte von 79.
Ein flüssiges Polybutadien mit einem Molekulargewicht von etwa 1500, in welchem die Butadienmonomereneinheiten 32 % trans-1,4-;
60 % cis-1,4 und 8 % 1,2 kombiniert waren, wurde durch Reaktion
mit Peressigsäure" wie im Beispiel 2 epoxidiert, um ein Polymerisat
zu erhalten, welches 7»5 Gew.-% Oxiransauerstoff enthielt.
200 g dieses epoxidierten Polymerisates wurden mit 1000 g Acrylsäure in Anwesenheit von 0,2 g Lithiumchlorid durch Erhitzen
auf annähernd 65 0O für 48 h umgesetzt, um ein Hydroxyacrylat
zu erhalten, welches 4- % der ursprünglichen Epoxidgruppen enthielt. Folgend auf die Entfernung der überschüssigen
Acrylsäure, wie im Beispiel 2 beschrieben, wurden 70 TIe. des
Hydroxyacrylatpolymerisates, vermischt mit 30 ϊΐη. Styrol,
mit 3 ϊΐη. tert.Butylperbenzoat vermischt, und das Gemisch
durch Erhitzen während 3 min auf 162 C ausgehärtet, um ein schwachgelbes Harz mit einer Shore D Härte von 88 zu ergeben.
Ein flüssiges Polybutadien mit einer Hasseviskosität von 79 P»
in welchem die Monomereneinheiten die strukturelle Form von 83 %
cis-1,4·; 16 % trans-1,4- und 1 % 1,2 besaßen, wurde wie im Beispiel
2 epoxidiert, um ein Produkt'·zu ergeben, welches 5»5
Gew.-c/o Epoxyoxiransauerstoff und annähernd 2 % Hydroxyacetat
enthielt. 150 g dieses epoxidierten Polymerisates wurden mit 750 g Acrylsäure und 0,15 g Lithiumchlorid vermischt und auf
60 0C für 65 h erhitzt, wobei das Hydroxyacrylat erhalten wurde,
das von der Reaktion von 98 % der ursprünglichen Epoxidgruppen
abgeleitet war. Das Hydroxyacrylatpolymerisatderivat wurde als eine Lösung"in Styrol, wie zuvor beschrieben, gewonnen,
-und bei der Mischung mit Styrol und tert.Butylperbenzoat
- 16 -
BAD ORIGINAL 109851/1681
und nach Aushärtung ergab es ein hitzegehärtetes Harz nut einer
Shore D Härte von 79·
Ein flüssiges Butadien-Styrolcopolymerisat, welches etwa 25
Ge\-!.~c/ö copolynerisiertes Styrol enthielt, und in welchem der
Butadienanteil 22 c/o cis-1,4 plus trans-1,4 und 78 % 1,2-Struktur
aufwies, wurde epoxidiert, um ein Polymerisat zu ergeben, das 4,1 % Oxiransauerstoff und.weniger als 2 % Hydroxyacetat
enthielt. 200 g dieses epoxidierten Polymerisates wurden mit
1000 g Acrylsäure und 0,2 g Lithiumchlorid vermischt, und 17 h
auf 60 0C erhitzt, um bei Entfernung dor überschüssigen Acrylsäure
ein Material zu ergeben, in welchem 98 % der ursprünglichen Epoxidgruppen umgesetzt worden waren. Das gewonnene, stabilisierte
Hydroxyacrylatpolymerisat wurde 5 i&in. bei 162 0G,
nachdem es mit Styrol und tert.Butylperbenzoat vermischt worden
war, vulkanisiert, um ein festes, hitzegehärtetes Harz mit einer Shore D Härte von 89 zu liefern.
Ein flüssiges Polyisopren mit einer Hikrostruktur von 60 %
cis-1,4; 52 70 trans-1,4 und 8 % 5>4 mit einer Masseviskosität
von 81 P wurde, wie in Beispiel 2 beschrieben, epoxidiert, wobei das Polynerisatderivat 4,7 % Oxiransauerstoff und annähernd
1i5 °/o Hydroxyacetat enthielt und eine Hasseviskosität von etwa
2000 P aufwies. 200 g dieses Polyiäerisatepoxides wurden 24 h
auf 60 0C mit 800 g Acrylsäure und 0,2 g Lithiumchlorid erhitzt,
und nach Entfernung der überschüssigen Säure wurde das Hydroxyacrylat
gewonnen, in welchem 95 % der ursprünglichen Epoxidgrupperi
umgesetzt worden waren. Das Hydroxyacrylatpoiyiaerisat
•»furJo rjüaoilisicrt und als eine 00 Vidge Lösung in Styrol gewonnen,
üio^c Lösung wurdu mit weiteren Styrol verdünnt, bis
70 '_'lo. Polyiacrisatdcrivat und yO TIe. Styrol vorlagen, es
wurden 5 I1Ie. tert.ßufcylpex'üon^oai; hinzugefügt, und das Qe-
- 17 109851/1681 eAD original
misch in eine Porn gegossen und durch Erhitzen auf 162 0C
für 3 min ausgehärtet, um ein gelbes, hitzeausgehärtetes
Harz mit einer Shore D Härte von 86 zu liefern.
50 g eines epoxidierten Polybutadiens, welches 5>5 % Oxiransauerstoff
enthielt, wurden mit 200 g Methacrylsäure und 0,05 g Lithiunichlorid vesnlscht, und das Gemisch vnirde dann 100 h auf
65 0C erhitzt, nach dieser Zeit waren 94- % der Epoxidgruppen
umgesetzt \:orden. Das Hydroxymethacrylatpolymerisat wurde,
wie oben beschrieben, gewonnen und dann mit Styrol verdünnt, bis das Gewichtsverhältnis von Polymerisat zu Styrol ?0:>0
betrug; 3 21e. tert.Butylperbenzoat wurde hinzugegeben, dc.3
Gemisch in eine Form überführt und 3 niin bei 162 0C ausgehärtet.
Das entstandene, hitzegehärtete Harz besaß eine Shore D Härte von 80.
Ein Polystyrol-Polybutadien-Polystyrolblockcopolymerisat,
welches 31 Gew.-% Styrol enthielt und in welchem das Butadienpolymerisat
etwa 11 % 1,2-Struktur besaß, wobei der Rest
cis-1,4- plus trans-1,4~StruI:tur waren, wurde in der zuvor
beschriebenen Weise epoxidiert, wobei ein Polymerisat erhalten vnirde, welches 5>5 Vo Oxiransauerstoff· und weniger als
2 % Hydroxyacetät enthielt. 60 g dieses epoxidferten Copolymerisates·
wurden mit 300 g Acrylsäure und 0,06 g Lithiumchlorid
vermischt und unter ISrhitzen auf 60 0C für 83 h in Bewegung
gehalten (aufgerührt). Zu diesem Zeitpunkt hatten 93 /«·
der 2po:cidgruppen reagiert. Das Polymerisat wurde wie im Beispiel
2 beschrieben gewonnen, wobei eine 80 ^ige Lösuaig von
Hydror^yacrylatpolynerisat in Styrol erhalten '.rarden. Die iolymerisatlösung
v/urdo nie Styrol auf die Zusamnansutsuiig 70
.-c/o Polymerisat und ;>0 Gew.-^ Styrol verdümit, ca wurden
- 13 -
BAD ORIGINAL
10 9 8 5 1/18 8 1
3 Gev;.->j tert.Butylperbenzoat hinzugegeben, das Gemisch wurde
in eine Fern überführt; und durch Erhitzen für 3 nin auf 162 0C
ausgehärtet. Dae entstandene, hitzegehärtete Harz besaß eine Shore D Hörte von 84.
-Der Me thylliaib ester von Maleinsäure wurde hergestellt, indem
in Benzol bei 80 0G unter wasserfreien Bedingungen die stöchiomctrisehen Mengen von Maleinsäureanhydrid (1 Mol) und
wasserfreien Hethylalkohol (0,5 Mol) umgesetzt wurden. Es
vrurde gezeigt, daß der gewonnene Ester 70 0A des Maleinsäuremonoesters
und 30 yo des Fumarsäuremonoesters enthielt. 10 g
eines epoxidierten Polybutadiens, welches 5?2 Gew.-/* Qxiraiisauci^stoff
enthielt, wurden mit 20 g dos oben hergestellten Halbesters von Maleinsäure in 10 ml Toluol während 5 h bei
80 0C umgesetzt, zu welchem Zeitpunkt 100 % der Epoxidgruppen
des Polymerisates umgesetzt viorden waren. Das gewonnene
Polymerisatderivat (70 TIe.) xnirde mit Styrol (30 TIn.) und
ta?t.Butylperbenzoat (3 TIn.) vermischt und 3 min auf 162 0C
erhitzt, wobei ein gelbes, hitzegehärtetes Harz mit einer Shore D Härte von größer als 50 erhalten vnirde.
BeJSpJeI
1
10
Ein im Handel erhältliches, flüssiges Hydro:cypolybutadien
mit einer Jodzahl von 4-50 und etwa 2,3 Hydroxygruppen pro
Molekül, in welchem die Struktur der Butadieneinheiten 20 "Jo
1,2 betrug, v;obei der Rest 1,4-Struktur war, vrurde in dei·
in Beispiel 2 bescliriebenen V/eise epoxidiert, wobei ein
Epoxypolybutadien erhalten wurde, welches 4,4 % Oxiransauerstoff
und etwa 1 ti Hydroxyacetat enthielt. 150 g dieses Epoxipolybutadienderivates
wurden mit 750 g Acrylsäure und 0,15 g Lithiumchlorid vermischt, und das Gemisch wurde 42 h auf
60 G erhitzt, wonach CJ6 c/o der Epoxidgruppen umgesetzt worden
waren. Das Hydroxyacrylatpolymerinat wurde als eine stabilisierte
Lösung i;i Styrol gewonnen, mit tcrt.Butylpex'benr.oat
- 19 -
' 109851/1G8 1
vermischt und durch. Erhitzen, auf 162 O für 3 min ausgehärtet,
wobei ein Harz mit einer Shore D Härte von 80 erhalten wurde.
Epoxidierte Polybutadiene, welche 4-, 9 Gew.-56 Oxiransauerstoff
enthielten, wurden mit Acrylsäure unter einer Reihe von iOemperatur-
und Reaktionszeitbedingungen, wie sie in der folgenden Tabelle I aufgeführt sind, umgesetzt, um die Hydroxyacrylatpolymerisatderivate
zu liefern.
Versuch ITr.
Gewicht von epoxidiertem Polybutadien (g)
Gewicht von Acrylsäure (g) Reaktionstemperatur (0C)
Reaktionsdauer (h)
Reaktionsausmaß von Oxiransauerstoff (%)
10 | 10 | 20 |
20 | 10 | 5 |
117 | 116 | 136 |
1,5 | 3 | 1,5 |
96 | 92 | 78 |
300 g eines epoxidierten Polybutadiens, das 6,1 C,O Oxiransauerstoff
enthielt, wurden mit 1200 g wasserfreier Acrylsäure für etwa 16 h bei 80 0C umgesetzt, während dieser Zeit waren 95 Vo
der Polymerisatepoxidgruppen umgewandelt worden. Das Hydroxyacrylatpolymerisat wurde als eine stabilisierte, 80 Gew.-yoige
Lösung von Polymerisat in Styrol gewonnen,und dann, wie im folgenden aufgeführt, kompoundiert:
- 20 -
109851/1681
He.
Hydroxyacrylatpolymerisat als
80 %ige Lösung in Styrol 150
Styrol . 30
Asbestfüllstoff nach der Normbe zeichnung 7ΐ 350
tert.Butylperbenzoat · 4
Zinkstearat 8
Die Komponenten wurden in einem Mischer nit einem Z-Rührblatt
10-15 Elin- gemischt.
Die Kasse wurde bei einem Druck von 56,2 kg/cm (800 psi)
geformt und 3 min bei 152 0G (305 0E) ausgehärtet. Die folgenden
Eigenschaften wurden an dem Harz bestimmt:
Biegefestigkeit 750 kg/cm2 (10700 psi)
Schlagfestigkeit
(Izod nichtgekerbte
Probe) 2,74 ft. lbs.
Barcol-Härte 50
Wärmeverformungstemperatur
(Durchbiegung von
0,245 mm - 10 mil
deflection) 188 0C .(370 0F)
(Durchbiegung von
0,245 mm - 10 mil
deflection) 188 0C .(370 0F)
Ein Epoxipolybutadien wurde mit einem Überschuß von Acrylsäure,
wie zuvor angegeben, umgesetzt, und das Hydroxyacrylatpolymerisatderivat
wurde als 20 /»ige Lösung in Styrol gewonnen.
Die Polymerisate wurden wie in Tabelle II angegeben kompoundiert,
in v/elcher die Iicngen· von tert.Butylperbensoat, Kethyläthylketonperoxid
und Kobaltnaphthenat Gew.-/J1 bezogen auf Polymerisat
plus Gesamtvinylidenmonomeres sind.
- 21 -
BAD OFUGINAL 109861/1881
Zl
II
Versuch. ITr.
Gev;.-% Oxiransauerstoff
im Polymerisat
Gevi. -Verhältnis von
Polymerisat zu Acrylsäure
Polymerisat zu Acrylsäure
Bildung von HydroxyacrylatpolymerisatdGri-
vat
4,9
1:2 4,9 4,9
5,75 5,75
5,75
1:2 1:2
1:4
1:4
1:4
Eompoundierungsansatz und Einstufung de
hitzegehärteten Harzes
Styrol - Gew.-%, bezogen auf Polymerisat
+ Styrol 20
+ Styrol 20
Methylmethacrylat Gew.-/^,
bezogen auf
Polymerisat + Styrol
Polymerisat + Styrol
tert.Butylperbenzoat
- Gevr.-^ .
- Gevr.-^ .
Hethyläthylketonperoxid
- Gew.-j»
ICobaltnaphthenat G# '
0 2
0,1
25
0 2 1 0,1
Aushärtung 60 min bei 21,1 ^C (70
60 min bei 121,1°C (250 120 min bei 150 0C (302 "F
Shore D Härte 73 79 79
Izod Schlagfestigkeit (ft. lbs./Inch)
- gekerbte Probe 0,35
- ungekerbte Probe 1,3
0,42 0,42
1,58 3,2
1,58 3,2
Biegefestigkeit - I
(kg/cnr) 342 443 400
Biegemodul (kg/cm2) 10384 14150 -I3050
Zugfestigkeit ·
(kg/cm2) 252 503 287
Bruchdehnung (%) 7 9 8
20
3
0
1
0
1
min bei 82,2 (180
20
0 1
77
77
242
268
272 5
- 22 -
109851/1681
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Herstellung eines hitzegehärteten Harzes, wobei eine Hasse, die (a) ein aus einem kettenartigenr polyinerem Gerüst mit hieran anhängenden, Kohlenstoff-Kohlenstoffunsättigung in &-ß-Stellung zu einer Carbonylgruppe aufweisenden Resten makromolekulares Material und (b) eine polymerisierbare, äthylenartig ungesättigte, mit diesem makromolekularem Material verträgliche Verbindung enthält,vermishht wird, wobei diese Zusammensetzung bzw. Masse auf eine erhöhte ^temperatur unter Bildung eines hitzegehärteten Harzes erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein makromolekulares Material verwendet wird, welches an das Öerüst anhängend wiederkehrende Einheiten der folgenden allgemeinen Formel aufweist:0 H- 0 - C - Cι·worin "aw » 0,1 oder 2 ist, R^ Wasserstoff oder ein C^- oder Cp-Kbhlenwasserstoffrest ist, Rp Wasserstoff oder Hydroxyl ist, R Wasserstoff oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-3 Kohlenstoffatomen ist, R1 Wasserstoff, ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-6 Kohlenstoffatomen, ein Esterrest oder Halogen ist, wobei das Molekulargewicht des makromolekularen Materials von 500 bis etwa 100 000 beträgt, und worin die wiederkehrenden Einheiten in einer Menge von 2 bis etwa 500 pro Makromolekül vorliegen.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als makromolekulares Material ein epoxidiertes, mit einer Carboxylverbindung umgesetztes Polymerisat verwendet wird, wobei das epoxidierte Polymerisat ein Polymerisat einer- 23 109851/16812129289äthylenartig ungesättigten Verbindung ist, insbesondere eines konjugierten Diolefins, welche nicht weniger als etwa 2 Gew.r/i Epoxysauerstoff enthält, und die Carboxyl verbindung eine <#-B-athylpnar.iiig ungesättigte Honocarboxylverbindung ist.?. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als ilpnocarboxyl'verbindung eine Honocarbonsäure oder der Halbesier einer Bicarbpnsäure verwendet wird.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iaakroiaalekulare Material mit der ungesättigten Verbindung in Anwesenheit einer kleineren Henge eines freiradikal:?-schein Polymerisatipnskatalysators vermispht wird.5. Hitzegeharije^es Harz, hergestellt nach dem Verfahren einer der Ansprüche 1 bis 4.108851/16 8 1BAD ORIGINAL
Applications Claiming Priority (1)
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- 1971-06-08 IT IT6894471A patent/IT943405B/it active
Also Published As
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