DE2559611B2 - Verfahren zur Umsetzung von vivinalen Epoxiden mit Phenol und/oder Carbonsäuren oder deren Anhydriden - Google Patents

Verfahren zur Umsetzung von vivinalen Epoxiden mit Phenol und/oder Carbonsäuren oder deren Anhydriden

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Description

OH
in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ausgangsstoffe, verwendet, wobei in der Formel Ri, R2 und R3 aliphatische oder cycloaliphatische oder durch inerte Substituenten substituierte aliphatische oder cycloaliphatische Reste sind, die unabhängig voneinander bis 20 Kohlenstoffatome enthalten, und die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 225° C durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R]- R2 und R3 unabhängig voneinander ein Ci-20-Alkyl-, phenylsubstituierter niedriger Alkyl-, C3-6-Cycloalkyl-, niedriger Alkenyl-, hydroxysubslituierter niedriger Alkyl- oder cyansubstituierter niedriger Alkylrest sind, wobei der niedrige Alkyl- und niedrige Alkenylrest bis 6 Kohlenstoffatome enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ri, R2 und R3 jeweils ein C2-io-Alkylrest sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Tri-n-butyl(2,5-dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneres Salz verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Tri-n-octyl(2,5-dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneres Salz verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Tri(2-cyanoäthylX2,5-
dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneres
Salz verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Tri(hydroxymetiiylX2,5-dihydroxyphenyl)phosphoniurnhydroxid-inneres Salz verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 175°C ausgeführt wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Umsetzung von vicinalen Epoxiden mit Phenolen und/oder Carbonsäuren oder deren Anhydriden in Gegenwart eines Katalysators.
Die Umsetzung zwischen Epoxiden und Phenolen und/oder Carbonsäuren oder ihren Anhydriden ist eingehend bearbeitet und in zahlreichen Patentschriften und wissenschaftlichen Veröffentlichungen beschrieben worden. Beispielhaft sei auf die US-PS 22 16 099, 26 33 458, 26 58 885, 33 77 406, 34 77 990, 35 47 881, 35 47 885.36 94 407 und 37 38 862, CA-PS 8 93 191 und die DE-PS 22 06 218 sowie auf das Buch »Handbook of Epoxy Resins« von H. Lee und K. Neville, McGraw— Hill, N. Y, USA (1967), hingewiesen.
In diesen Druckschriften sind nicht nur die Klassen der Ausgangsstoffe beschrieben, sondern es wird dort auch darauf hingewiesen, daß ein Katalysator erforderlich ist, um eine befriedigende Reaktionsgeschwindigkeit zu erreichen. Außerdem ist es in der Fachwelt wegen der Unterschiede in den Reaktionsprodukten anerkannt, daß die Reaktion zwischen Epoxiden und Phenolen einerseits und den Epoxiden und Carbonsäuren oder ihren Anhydriden andererseits nicht gleichzusetzen ist Der Unterschied zwischen den beiden Reaktionstypen wird dadurch verdeutlicht, daß durch Umsetzung von Epoxyharzen mit polyfunktionellen Phenolen in Gegenwart eines Katalysators im wesentlichen lineare Polymere entstehen (vgl. US-PS 34 77 990), wogegen durch Umsetzung der gleichen Epoxyharze mit einer Polycarbonsäure oder einem Anhydrid einer Polycarbonsäure in Gegenwart des gleichen Katalysators vernetzte Polymere gebildet werden (vgl. US-PS 35 47 885). Es wird deshalb angenommen, daß die reaktionsfähige Verbindung, die die Umsetzung katalysiert, in beiden Fällen verschieden ist Es würden also Verbindungen, die die eine Reaktion katalysieren, nicht notwendigerweise die andere Umsetzung auch fördern. Die Verwendung der bekannten Katalysatoren ist auf
jo diesem Gebiet mit verschiedenen Problemen verbunden. In manchen Fällen reagieren die Katalysatoren mit den Epoxidausgangsstoffen und verhindern deshalb den Verkauf eines Verschnittes, der ein Epoxyharz und einen Katalysator enthält. Ein derartiger Verschnitt wird in der Regel als »vorkatalysiertes Epoxyharz« bezeichnet. In anderen Fällen treten Probleme durch die ungenügende Selektivität der bekannten Katalysatoren auf, da diese Katalysatoren gleichzeitig die Umsetzung zwischen dem Epoxidausgangsstoff und der phenolisehen Hydroxylgruppe (oder der Säuregruppe) des Ausgangsstoffs und der bzw. den aliphatischen Hydroxylgruppe^) des Reaktionsprodukts fördern. Dadurch entstehen verzweigte oder vernetzte Polymere anstelle der gewünschten linearen Polymeren. In anderen
•Ti bekannten Fällen ist die Reaktionsgeschwindigkeit nicht befriedigend und/oder das Reaktionsprodukt ist stark gefärbt und kommt infolgedessen für viele Anwendungen nicht in Betracht. Ein anderer Nachteil kann darin bestehen, daß das Reaktionsprodukt mit korrodierenden Anionen, z. B. Chlorid, kontaminiert ist und für bestimmte Anwendungsgebiete, wie z. B. elektrische Einbettungsmassen, deshalb nicht geeignet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren für die Umsetzung von vicinalen Epoxiden mit Phenol und/oder Carbonsäuren in Gegenwart eines besser wirksamen Katalysators zur Verfügung zu stellen.
Durch die Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man als Katalysator ein (2,5-Dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneres Salz der Formel (I)
OH
in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-°/o, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Ausgangsstoffe verwendet, wobei in der Formel Ri, R2 und R3 aliphatische oder cycloaliphatische oder durch inerte Substituenten substituierte aliphatische oder cycloaliphatische Reste sind, die unabhängig voneinander jeweils bis 20 Kohlensioffatome enthalten, und die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 225° C durchführt
Im Sinne der Erfindung sind solche Substituenten der Reste Ri, R2 und R3 inert, die unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht reagieren. Beispiele derartig substituierter Reste sind phenylsubstituierte niedrige Alkylreste, hydroxysubstituierte niedrige Alkylreste und cyansubstituierte niedrige Alkylreste. Auch Alkenylreste, die in den Resten Ri, R2 und R3 des Katalysators vorhanden sind, sind unter den Verfahrensbedingungen inert
Die neuartigen Katalysatoren sind überraschend wirksam, indem sie die gewünschte Reaktion zwischen den Ausgangsstoffen bei einer befriedigenden Reaktionsgeschwindigkeit selektiv katalysieren. Man erhält die gewünschten Reaktionsprodukte in hohen Ausbeuten und mit einer im allgemeinen ausgezeichneten Farbe.
Außerdem ist es vorteilhaft, daß die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren mit Epoxyharzen bei den üblichen Lagerungstemperaturen überraschend reaktionsträge sind. Man kann deshalb vorkatalysierte Epoxyharze bzw. Zusammensetzungen aus Epoxyharzen und den neuartigen Katalysatoren in einfacher Weise dadurch herstellen, daß man Epoxyharze mit diesen Katalysatoren verschneidet.
Die Zusammensetzungen, die ein Epoxyharz und eines der neuartigen (2,5-Dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneren Salze enthalten, enthalten zusätzlich noch ein Phenol und/oder Carbonsäure oder deren Anhydride oder eine Mischung davon. Ferner können die Zusammensetzungen auch übliche Zusatzstoffe enthalten.
Die als Katalysatoren verwendeten inneren Salze können dadurch hergestellt werden, daß man 1,4-Benzochinon mit einem tertiären Phosphin der Formel (II)
R,
P-R2
in der Ri, R2 und R3 die bereits definierte Bedeutung
O
Q-CH2-CH -CH3
haben, in einem inerten Lösungsmittel, z. B. Benzol, umsetzt und das Reaktionsprodukt abfiltriert
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in der Formel (I) Ri, R2 und R3 unabhängig voneinander ein Ci _2o-Alkyl-, phenylsubstituierter niedriger Alkyl-, Cj-e-Cycloalkyl-, niedriger Alkenyl-, hydroxysubstituierter niedriger Alkyl- oder cyansubstitiüerter niedriger Alkylrest, wobei der niedrige Alkyl- und niedrige Alkenylrest bis 6 Kohlenstoffatome enthält
Beispiele derartiger Katalysatoren sind z. B. Verbindungen, bei denen die Reste Ri, R2 und R3 Benzyl-, Phenäthyl-, Phenylbutyl- oder 3,5-Dimethylbenzyheste; Cyclohexylreste; Allylreste; Hydroxymethylreste oder Cyanäthyl- oder 2-Cyanpropylreste sind.
Eine andere Gruppe von bevorzugten Katalysatoren wird von Verbindungen der Formel (I) gebildet bei denen Ri, R2 und R3 jeweils ein C2-10-Alkylrest sind. Beispiele solcher Reste sind Methyl-, Äthyl-, n-Butyl-, Hexyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecyl- oder Octadecylreste.
Als Katalysatoren besonders bevorzugt sind Tri-n-butyl(2,5-dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneres Salz, Tri-n-octylföS-dihydroxyphenytyphosphoniumhydroxid-inneres Salz, Tri(2-cyanoäthylX2,5-dihydroxyphenyl)-phosphoniumhydroxid-inneres Salz und Tri(hy-
droxymethyl)-(2,5-dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid inneres Salz.
Die Ausgangsstoffe für die Umsetzung, die durch die neuartigen Katalysatoren gefördert werden, sind gute bekannte Verbindungen.
So sind z. B. die vicinalen Epoxide organische Verbindungen, die eine oder mehrere
— C
\
C-Gruppen
tragen. Wahrscheinlich sind die Alkylenoxide mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen, die Epihalogenhydrine und die Epoxyharze die bekanntesten Verbindungen dieser Art. Die bevorzugten Monoepoxide sind Äthylenoxid, 1,2-Propylenoxid, 1,2-Butylenoxid und Epichlorhydrin. Bei den Epoxyharzen gibt es zwei bevorzugte Untergruppen. Die erste Untergruppe entspricht der allgemeinen Formel
/ \ 0-CH2-CH -CH2
-CH2
O
Q-CH2-CH -CH2
-CH
in der R Wasserstoff oder ein Alkylrest ist und η eine Zahl von etwa 0,1 bis etwa 10, bevorzugt etwa 1 bis etwa 2. ist. Die Herstellung dieser Polyepoxide ist in den US-PS 22 16 099 und 26 58 885 offenbart.
Die zweite Untergruppe entspricht der allgemeinen Formel
CH CII-CH,--O-
— O —Cll· —CII
Cll·
in der R, Ri, R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff, Brom und Chlor sind und A ein Alkylenrest, z. B. ein Methylenrest, oder ein Alkylidenrest, z. B. ein Isopropylidenrest mit 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen, —S—, -S—S—, -SO-, -SO2-, -CO- oder -O— ist
Die ferner als Ausgangsstoffe in Betracht kommenden Phenole sind wohl bekannte organische Verbindungen, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen an einem aromatischen Kern enthalten. Zu dieser Verbindungsgruppe gehören beispielsweise Phenoi. alpha- und beta-Najihthol, o-, m- oder p-Chlorphenol, alkylierte Derivate von Phenol, z. B. o-Methy!-, 3,5-Dimethyl-, p-t-Butyl- und p-Nonylphenol und andere einwertige Phenole sowie mehrwertige Phenole, wie z. B. Resorcin und Hydrochinon. Die mehrwertigen Phenole mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und 6 bis 30 Kohlenstoffatomen sind für die Umsetzung mit Epoxyharzen von besonderem Interesse, um hochmolekulare, lineare oder vernetzte Harze zu erhalten, die sich als Überzugsmassen eignen. Besonders bevorzugte mehrwertige Phenole sind diejenigen, die der Formel
HO
entsprechen, in der R Wasserstoff, Halogen (Fluor, Chlor oder Brom) oder ein Kohlenwasserstoffrest ist und X Sauerstoff, Schwefel, —SO-, -SO2-, ein zweiwertiger Kohlenwasserstoff rest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen oder ein sauerstoff-, schwefel- und stickstoffhaltiger Kohlenwasserstoffrest, wie
-ORO-, — OR'ORO,
— S—R' — S —,
— S—R' — S—R' —S —,
— OSiO-, —OSiOSiO-,
0 0
Il Il
— O — C — R' — C — O —,
-C-O—R' — O —C —
— S—R' —S —
oder ein -SO2-R'-SO2-ReSt ist, wobei R' ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest ist. 4,4'-Isopropylidendiphenol, d. h. Bisphenol A, ist das am meisten bevorzugte Phenol.
Die organischen Carbonsäuren und ihre Anhydride gehören selbstverständlich auch zu den gut bekannten Verbindungen. Die Säuren tragen eine oder mehrere Carboxylgruppen an einem organischen Rest. Die Anhydride erhält man aus derartigen Säuren durch Entfernung von Wasser in einer intra- oder intermolekularen Kondensationsreaktion. Von dieser Klasse von Verbindungen sind beispielsweise von Interesse Essigsäure, Propionsäure, Octansäure, Stearinsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, ölsäure, Benzoesäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Itaconsäure, Polyacrylsäure und Polymethacrylsäure sowie Anhydride von solchen Säuren, wie Essigsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid und Hexahydrophthalsäureanhydrid.
!O Für die Umsetzung mit Epoxyharzen sind zwei Untergruppen der Carbonsäuren und ihrer Anhydride von besonderer Bedeutung.
Durch die Umsetzung von äthylenisch-ungesättigten Monocarbonsäuren mit Epoxyharzen entstehen hydroxysubstituierte Ester oder Polyester, die für die Herstellung von Oberzugsmassen, Klebstoffen und dergleichen besonders geeignet sind (vgl. z. B. US-PS 33 77 406). Auf diesem Gebiet sind Acrylsäure und Methacrylsäure besonders geeignet, so daß die äthylenisch-ungesättigten Monocarbonsäuren eine bevorzugte Untergruppe der Säuren darstellen.
Die zweite bevorzugte Untergruppe der Säuren schließt solche Säuren ein, die als Vernetzungsmitte! für Epoxyharze geeignet sind. Die Mitglieder dieser Untergruppe sind normalerweise zwei- oder dreibasische Säuren oder deren Anhydride, wobei es sich bevorzugt um flüssige Verbindungen oder niedrig schmelzende Feststoffe handelt. Beispiele dafür sind Bernsteinsäure, Maleinsäure oder Hexahydrophthalsäu-
JO re und ihre Anhydride. Andere derartige Säuren und Anhydride sind z. B. in den US-PS 29 70 983 und 35 47 885 beschrieben.
Bei der Umsetzung kann das Verhältnis von vicinalem Epoxid zu Phenol und/oder zur Carbonsäure innerhalb
jj eines weiten Bereichs in Abhängigkeit von dem gewünschten Produkt schwanken. Wenn z. B. ein Reaktionsprodukt erwünscht ist, das eine endständige Phenoläthergruppe enthält, wird offensichtlich mit einem Überschuß an Phenol bei diesem Verfahren
4(i gearbeitet.
Die Ausgangsstoffe sind in zahlreichen Fällen flüssig, so daß kein Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel benötigt wird. Es gibt jedoch Fälle, bei denen ein oder beide Ausgangsstoffe fest oder viskose Flüssigkeiten
4j sind, so daß ein inertes Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel mit Vorteil mitverwendet werden kann. Geeignete derartige Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel sind dem Fachmann bekannt, so daß einige Verbindungsgruppen und Verbindungen als Beispiele
jo angeführt werden, wie Ketone (Aceton oder Methyläthylketon) und Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol, Xyxlol, Cyclohexan und Ligroin). Für die Umsetzung wird die Reaktionsmischung bevorzugt auf Temperaturen im Bereich von 100 bis 175° C erwärmt, bis eine exotherme Reaktion auftritt. Nachdem die exotherme Umsetzung abgeklungen ist, wird die Reaktionsmischung im wesentlichen auf eine Temperatur in dem bereits angegebenen Bereich zusätzlich erwärmt, um sicherzugehen, daß die Umsetzung vollständig ist.
w) Üblicherweise wird bei atmosphärischem oder erhöhtem Druck, z. B. bei Drücken bis zu 14 kg/cm2 abs., gearbeitet.
Man erhält durch die Umsetzung Produkte, die grundsätzlich in der Technik bekannt sind. Das speziell
tv> hergestellte Produkt schwankt in seinen Eigenschaften ;n Abhängigkeit von der Auswahl und dem Verhältnis der Ausgangsstoffe. In der nachfolgenden Diskussion werden die Typen der Produkte erläutert, die mit den
neuartigen Katalysatoren erhalten werden können.
Die Produkte, die man durch Umsetzung eines Epoxyharzes mit einem Phenol in Gegenwart der neuartigen Katalysatoren erhält, sind Phenoläther, die eine oder mehrere aliphatische sekundäre Hydroxylgruppen enthalten. Derartige aliphatische Hydroxylgruppen entstehen bei der Ringöffnung durch die Umsetzung des Oxirans und einer phenolischen Hydroxylgruppe. Zusätzlich tragen diese Produkte in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Ausgangsstoffe eine oder mehrere endständige Epoxygruppen oder eine oder mehrere phenolische Hydroxylgruppen. Sie sind infolgedessen reaktionsfähige Zwischenprodukte, die mit vielen polyfunktionellen Härtungsmitteln gehärtet bzw. vernetzt werden können, wobei sie harte, unlösliche Feststoffe bilden, die als Überzüge geeignet sind. Eine Aufzählung von einigen geeigneten Härtungsmitteln, die für eine derartige Härtung in Betracht kommen, ist in der US-PS 34 77 990 zu finden. Die gehärteten Produkte, insbesondere diejenigen von hohem Molekulargewicht, eignen sich zur Oberflächenbeschichtung, als Klebstoffschichten in Laminaten, Überzüge von Faserwickein oder als Bindemittel im Bauwesen. Die aus halogenierten, insbesondere bromierten Phenolen hergestellten Produkte eignen sich für flammfeste Anwendungen, da sie dazu neigen, selbstverlöschend zu sein. Deshalb sind sie besonders für gehärtete Überzüge von Holztäfelungen und als Klebstoffschichten in Schichthölzern geeignet
Die durch Umsetzung eines Epoxyharzes mit einer Monocarbonsäure oder deren Anhydrid hergestellten Produkte haben eine endständige Estergruppe. Sie lassen sich als Überzugsmassen, Klebstoffe, verstärkte Kunststoffe oder als Formmassen verwenden. Durch Umsetzung von Epoxyharzen mit Polycarbonsäuren oder ihren Anhydriden erhält man vernetzte unlösliche Harze, die als Überzüge Verwendung finden.
Funktionelle Monomere kann man dadurch herstellen, daß man ein Cr bis CVAlkylenoxid mit Acrylsäure oder Methacrylsäure umsetzt Hydraulische Flüssigkeiten bilden sich, wenn man ein niedriges Alkylenoxid mit Phenol in etwa äquimolaren Mengen umsetzt. Nichtionische oberflächenaktive Mittel entstehen, indem man
ein alkyliertes einwertiges Phenol mit einem C2- bis CrAlkylenoxid oder einer Mischung solcher Alkylenoxide umsetzt.
In ähnlicher Weise kann man andere, vielseitig verwendbare Produkte durch Umsetzung von vicinalen Epoxiden mit Phenolen und/oder Carbonsäuren oder Anhydriden in Gegenwart der neuartigen Katalysatoren erhalten.
Beispiel 1
Es wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem ein Reaktionsgefäß, das mit einem Thermometer und einem mechanischen Rührer ausgerüstet und mit Stickstoff vorgespült war, mit einem Diglycidyläther von Bisphenol A mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 187 (4,5 g), Bisphenol A (2,628 g) und 0,011 g Tri-n-butyl(2,5-dihydroxyphenyl)phosphonium-inneres Salz-Katalysator, gelöst in Methanol, beschickt wurde. Die Reaktionsmischung wurde auf 150° C erwärmt und dann wurde die Erwärmung unterbrochen. Es wurde eine exotherme Reaktion beobachtet und, nachdem sie abgeklungen war, wurde die Reaktionsmischung für 3 weitere Stunden auf 160°C erwärmt. Das erhaltene Harz hatte eine ausgezeichnete Farbe. Der theoretische Prozentgehalt an Epoxid betrug 2,00; der tatsächliche Prozentgehalt an Epoxid lag bei 2,04.
Beispiel 2
Es wurde ein weiterer Versuch in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß 2,812 g Bisphenol A verwendet wurde und die Reaktionsmischung 5 Stunden auf 160° C erwärmt wurde. Der theoretische Epoxidgehalt betrug 1,00%, der praktische Epoxidgehalt lag bei 1,11 %.
Beispiele 3bis6
Diese Versuchsreihe wurde in ähnlicher Weise wie die vorhergehenden Versuche durchgeführt mit der Ausnahme, daß 1,698 g Bisphenol in jedem Fall verwendet wurde und die Reaktionsmischungen nur für 1,5 Stunden auf 160° C erwärmt wurden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Tabelle 1
Herstellung von linearen hochmolekularen Epoxyharzen mit verschiedenen Katalysatoren
Beispiel
Katalysator
% theor.
Epoxidgehalt
% lats.
Epoxidgehalt
8.00
7.90
P-HCH^CH3J3 8.00
7.94
HO
lOrtset/unt!
ίο
Beispiel Katalysator
% lheor.
Epoxidgclialt
"/,, tats. lipoxidgchalt
P —(CH2OH), 8,00
8,07
P-(CH2-CH2-CN),
HO
Beispiel 7
Bei diesem Versuch wurde ein Diglycidyläther von Bisphenol A mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 172-178 (100,0 g) und Hexahydrophthalsäureanhydrid (80,0 g) und Tributyl-(2^>-Dihydroxyphenyl)phosphonium-inneres Salz (0,15 g) sorgfältig gemischt und unter Vakuum gehalten, bis die Blasenbildung im Vakuum sehr gering war. Die Reaklionsmischung wurde dann auf 110° C für 2 Stunden erwärmt, dann wurde die Wärmezufuhr abgestellt und die exotherme Reaktion ausklingen gelassen. Die Reaktionsmischung wurde dann für 2 weitere Stunden auf 1500C erwärmt und anschließend abgekühlt Das gehärtete Produkt ist klar, farblos und sehr hart
In einer anderen Versuchsreihe wurden aliquote Teile dieser Mischungen vor dem Härten zwei Wochen bei Raumtemperatur gehalten. Es trat keine nennenswerte Änderung der Viskosität der ungehärteten Mischungen ein.
Ähnlich gute Ergebnisse wurden bei einer Versuchsreihe erhalten, bei der das Hexahydrophthalsäureanhydrid durch Dodecenylbernsteinsäure- und Endo-cis-bicyclo[2Äl]-5-hepten-23-dicarbonsäureanhydrid ersetzt wurde. Es wurden hierbei aber längere Härtungszeiten benötigt
Die gehärteten Produkte hafteten stark an den Reaktionsgefäß und ließen sich als Schutzüberzüge verwenden.
Diese Versuche können in vielfältiger Weise abgewandelt werden. So kann man z. B. die Anhydride durch andere Anhydride ersetzen, wie z. B. durch Maleinsäureanhydrid, wobei man vernetzte Produkte erhält Alternativ kann man Acrylsäure oder Methacrylsäure verwenden, wodurch Epoxyharze entstehen, die Vinylgruppen enthalten, die durch freie Radikale bildende Katalysatoren oder thermisch polymerisierbar sind.
Die Herstellung eines gemäß der Erfindung verwendeten Katalysators, nämlich von Tri-n-butyl(23-dihydroxyphenvT)-pbosphonhimhydroxid-innerem Salz, wird nachstehend beschrieben:
In einen Edelstahlbehälter, der Aceton (1,331)
10,75
enthielt wurde Tri-n-butylphosphin von 95%iger Reinheit (849,6 g; 4,2 Mol) gegeben.
Eine Acetonlösung (2,891) von 1,4-Benzochinon (432,4 g; 4 Mol) wurde in einem Erlenmeyer-Kolben hergestellt und in einen Scheidetrichter überführt Die Chinonlösung wurde dann langsam (1,5 Stunden) unter heftigem Rühren der Phosphinlösung zugegeben. Da die
so Reaktion geringfügig exotherm verlief, wurde die Zugabegeschwindigkeit der Chinonlösung so kontrolliert, daß eine Temperatur von 28° C nicht überschritten wurde. Die Reaktionsmischung entwickelte sofort eine weinrote Farbe, wobei das Reaktionsprodukt sofort als
j5 leicht brauner amorpher Feststoff bei der Zugabe von weiterem Chinon ausfiel. Nach Beendigung der Zugabe wurde die Reaktion noch eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt Das Produkt wurde abfiltriert, mit Aceton (4x1 1)
4» gewaschen und an der Luft über Nacht getrocknet Man erhielt 1,138 kg (Ausbeute 92%) eines 98°/oigen acetonfreien leicht braunen Feststoffes mit einem
Schmelzpunkt von 180 bis 190° C. In ähnlicher Weise lassen sich die folgenden Verbindungen herstellen: Verbindung
55
60 Fp. C
Tri-n-Octyl(2,5-dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneres Salz
Tri(2-cyanoäthyl)(2,5-dihydroxyphenyl)- 130-140 phosphoniumhydroxid-inneres Salz Tri(hydroxymethylX2,5-dihydroxyphenyl)- >300 phosphoniumhydroxid-inneres Salz
Beim Erwärmen auf Temperaturen in der Nähe des Schmelzpunktes neigen diese inneren Salze zum Polymerisieren oder Zersetzen.
Weitere Angaben über die Herstellung der bei der Erfindung verwendeten Katalysatoren sind in der Patentschrift 25 27 117 vorhanden.

Claims (1)

1 Patentansprüche:
1. Verfahren zur Umsetzung von vicinalen F.poxiden mit Phenol und/oder Carbonsäuren oder deren Anhydriden in Gegenwart eines Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator ein (2,5-Dihydroxyphenyl)phosphoniumhydroxid-inneres Salz der Formel (I)
DE2559611A 1974-06-21 1975-06-18 Verfahren zur Umsetzung von vivinalen Epoxiden mit Phenol und/oder Carbonsäuren oder deren Anhydriden Expired DE2559611C3 (de)

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US48159974A 1974-06-21 1974-06-21

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ID=23912608

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