DE2729502A1

DE2729502A1 - Hitzebestaendige copolyamiden als schmelzkleber

Info

Publication number: DE2729502A1
Application number: DE19772729502
Authority: DE
Inventors: Mario Dr Ballacchino
Original assignee: KERSON CHEMELECTRIC GmbH
Current assignee: Ballacchino Mario Dr 6200 Wiesbaden De
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1977-06-30
Publication date: 1979-01-04

Description

Hitzebeständige Copolyamiden als Schmelzkleber
Die Herstellung von Copolyamiden aus dimerizierten Fettsäuren, aliphatischen Diaminen wie Aethylendiamin und Polycarbonsäuren ist bereits bekannt (U. S. Patent 2. 450. 940, Belgisches Patent 631245).
Diese Polyamiden zeigen sich sehr spröde, unzureichend hinsichtlich der Klebeeigenschaften und der Elastizität.
Es ist auch bekannt, Copolyamiden aus dimerizierten Fettsäuren, Gemisch aus Aethylendiamin, Nonamethylendiamin oder deren Isomergemisch des 9> 10 Aminomethylstearilamin und Polycarbonsäuren herzustellen (DAS 1520933).
Auch diese Polyamiden weisen gewisse Verbesserungen hinsichtlich der Klebeeigenschaften auf, jedoch ist die Einsatzbarkeit wegen unzureichender thermischer Beständigkeit sehr beschränkt.
Copolyamiden als wärmefeste Kantenverklebung in der Möbelindustrie sind auch durch das DOS 2. 361> 486 bekannt geworden. Bei der erwähnten DOS wird Piperazine wasserfrei, Aethylendiamin, Dimerizierten Fettsäuren C6-C12 mit 96% Dimeren Gehalt, Azeleinsäure und Antioxidant zusammengesetzt.
Diese Produkte erfüllen nicht die gestellten Forderungen der modernen Industrie wegen unzureichender Flexibilität, insbesondere nicht in der Schuhindustrie.
Bei der Herstellung des Produktes ergeben sich außerdem große Schwierigkeiten wegen der starken Giftigkeit der Dämpfe der Piperazine Wasserfrei, welche die Mukosen und die Haut sark angreifen, der hohe Schmelzpunkt 1040 - 1070C, der zu relativ hoher Kondensations-Temperatur in dem Anfangsstadium zwingt und das führt zu einer sehr heftigen und schwer kontrollierbaren Reaktion, bzw. Unregelmäßigkeit in dem Kettenaufbau und zu straken Abweichungen der Eigenschaften.
Es wurde überraschender Weise gefunden, daß man in einem sehr eleganten, sehr sicheren, umweltfreundlichen und jederzeit sehr einfach kontrollierbaren Verfahren Copolyamiden herstellen kann, wenn man an der Stelle von Piperazine Wasserfrei, Piperazin Hexahydrate einsetzt.
Schmelzpunkt: ca. 450C Molekulargewicht: 194, 23 Piperazin Hexahydrate Schmelzpunkt 1040 - 1070C Molekulargewicht: 86 Piperazin Wasserfrei Charakteristisch für dieses Produkt ist die geringe Giftigkeit, das Produkt erzeugt keine giftigen Dämpfe, die Kristalle von Piperazin Hexahydrate können auch für gewisse Zeit mit der Haut in Berührung kommen, ohne die Haut anzugreifen.
Diese wertvolle Eigenschaften kommen durch die 6 Molekulen von Kristallisationswas ser.
Außerdem kann durch den niedrigen Schmelzpunkt 450C die Kondensation am Anfang bei niedriger Temperatur (600-700C) durchgeführt werden, das bedeutet bessere Steuerung der Kinetik der Reaktion, gleichmäßiger Verlauf und Aufbau des Polykondensates. Dadurch erzielt man sehr gute Elastizität bei Beibehaltung der guten Klebeeigenschaften, Wärmebeständigkeit und Schälfestigkeit sowie Zugfestigkeit.
Es wurde außerdem überraschender Weise gefunden, daß man wärmebeständige Copolyamiden für Schmelzkleber herstellen kann, wenn man als Diaminkomponent ein Gemisch aus Athylendiamin, Piperazine Hexahydrat und 3-Aminomethyl-3. 5. 5-Trimethylcyclohexylamin verwendet. Durch den Zusatz dieser Cycloaliphatischen Polyamine mit folgender Formel Molekulargewicht: 170, 3 Äquivalentgewicht: 85, 0-85, 3 Bei Beibehaltung vonilen anderen erfordert ichen Eigenschaften wie Hitzbeständigkeit, Flexibilität wurden die Klebeeigenschaften zusätzlich verbessert.
Die erfindungsgemäß hergestellten wärmebeständigen Copolyamiden für Schmelzkleber erfolgte durch Polikondensation von Mischungen aus Diaminen und Cycloaliphatischen Diaminen mit dimerizierten Fettsäuren, deren Gehalt an Fettsäuren 75-9871o beträgt, Adipinsäure, Antischaummittel in Gegenwart von einem Antioxidant, bei einer Temperatur von 900 - 2300C.
Bei ziel 1 In einer Kunstharzanlage aus rostfreiem Stahl, mit Kühler, Thermometer, Rührer, Vorlage, Stickstoff-Zufuhr und Vakuum-Vorrichtung wurden 81, 600 kg Dimere Fettsäure (Säurezahl 195+5, Dimeren-Gehalt 95+ 4%), 9, 600 kg Adipinsäure vermischt und erwärmt. Dann wurden ca. 100 gr. Silicon-Antischaummittel und ein Gemisch aus 7. 320 kg Aethylendiamin, 18. 661 Piperazin Hexahydrat und 200 ge Benzyldimethylamin zugegeben. Die Polykondensation erfolgt zwischen 600 und 2300C in einem Zeitraum von ca. 7 Stunden.
Nach Abdestellierung des Kondens- und Kristallisationswassers, zur Einstellung der gewünschten Viskosität wird Vakuum eingelegt.
Das erhaltene Copolyamid besitzt folgende Eigenschaften: Erweichungspunkt (Ring&Ball): 1770 - l800C Aminzahl: 3> 9 Viskosität gemessen bei 2000C Brookfield rvt Methode: 1700-2100 cPs (Centipoises) Die nachfolgend beschriebenen Copolyamiden wurden in analoger Weise hergestellt.
Beispiel 2 81,600 kg Dimere Fettsäure (Säurezahl 195+5, Dimere Fettsäuren 95+4%) 9, 600 kg Adipinsäure 0> 100 kg Antischaum 5, 292 kg Aethylendiamin 18, 661 kg Piperazin Hexahydrat 1,419 kg 3-Aminomethyl-3. 5. 5. trimethylcyclohexylamin Erweichungspunkt nach Ring & Ball Methode: 1800 - 1900C Aminzahl: 3,5 Viskosität Brookfield bei 2000C: 1700 - 2200cPs (Centipoises) Beispiel 3 85, 200 kg Dimere Fettsäure (Säurezahl 190+ 5, Dimeren Fettsäuren 80+5%) 9, 600 kg Adipinsäure 0> 100 kg Antischaummittel 7. 320 kg Aethylendiamin 18, 661 kg Piperazin Hexahydrate 0, 200 kg Antioaxidant Erweichungspunkt nach Ring & Ball Methode: 166 - 1750C Aminzahl: 2,7 Viskosität Brookfield bei 2000C 1500~- 1900 cPs (Centipoises) Beispiel 4 85, 200 Dimere Fettsäure (Säurezahl 190+5, Dimeren Fettsäuren 80+5%) 9,600 Adipinsäure 5, 292 Aethylendiamin 18.661 Piperazin Hexahydrate 1, 419 3-Aminomethyl-3. 5. 5. Trymethylcycloexylamin 0, 100 Antischaummittel 0, 200 Antioxidant Erweichungspunkt Nach Ring & Ball: 1790 - 1870C Aminzahl: 4, 1 Viskosität Brookfield bei 2000C: 1700 - 1950 Centipoises Beispiel 5 81, 600 Dimere Fettsäure (Säurezahl 190+5, Dimeren Fettsäuren 97+3%) 13, 250 Sebacinsäure 7, 320 Aethylendiamin 18,661 Piperazin Hexahydrate 0,100 Antischaum 0,200 Antioxidant Erweichungspunkt Ring & Ball: 1650 - 1750C Aminzahl: 2, 5 Viskosität Brookfield bei 2000C : 1700 - 2150 Centipoises Beispiel 6 81, 600 Dimere Fettsäure (Säurezahl 190+5, Dimeren Fettsäuren 95+5% 13,250 Sebacinsäure 5, 292 Aethylendiamin 1,419 3-Aminomethyl-3. 5. 5. Trymethylcycloexylamin 18, 661 Piperazin Hexahydrate 0> 100 Antischaummittel 0, 200 Antioxidant Erweichungspunkt Ring & all: 1670- 1760C Aminzahl: 2, 9 Viskosität nach Brookfield bei 2000C: 1800 - 2300 Centipoises In der Tabelle A wird eine Übersicht der allgemeinen Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Copolyamiden als Schmelzklebstoffe in der Schuhindustrie gegeben: Tabelle A Beispiele Erweichungspunkt Verarbeitungs Fixierzeit Zugfestigk.
Ring & Ball Temperatur in Sekund. kg cm 1 170°-181°C 210°-220°C 4 - 5 147 2 180°-189°C 210°-220°C 3 - 4 156 3 1680-1770C 2100-2200C 4 - 5 149 4 1790-1870C 2l00-2200C 3 - 5 155 5 1650-1750C 2100-2150C 2 - 4 145 6 1670-1760C 2100-2200C 3 - 5 156

Claims

Patentansprüche 1. Hitzebeständige Coplyamiden für Schmelzkleber auf der Grundlage einer Dimeren Fettsäure, aliphatische Dicarbonsäure und Polyaminen, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyaminkomponente ein Gemisch aus aliphatischen und cycloaliphatischen Aminen bzw. ein Gemisch aus zweiwertigen und vierwertigen cycloaliphatischen Polyaminen enthalten ist.
2. Hitzebeständige Copolyamiden nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß die zweiwertige Cycloaliphatischen Amine aus Piperazine Hexahydrate besteht, und daß das Cycloaliphatische Gemisch aus Piperazine Hexahydrate und 3-Aminomethyl-3. 5. 5 Trimethylcyclioexylamin ist.
3. Hitzebeständige Copolyamiden für Schmelzkleber nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus aliphatischen und zweiwertigen cycloaliphatischen Polyaminen aus Aethylendiamin 98% und Piperazine Hexahydrate bzw.

Aethylendiamin 98%, Piperazine Hexahydrate und 3-Aminomethyl-3. 5. STrimethylcycloexylamin bei der Mischung aliphatische, zweiwertige und vierwerige cyebaliphatische Polyamiden besth t.
4. Hitzebeständige Copolyamiden dadurch gekennzeichnet, daß als zweiwertige Polyacarbonsäuren die Adipinsäure oder die Sebacinsäure eingesetzt ist.
5. Hitzebeständige Copolyamiden nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dimeren Fettsäuren ein Gehalt an Dimeren von 75-98%, eine Säurezahl von 180 - 195 und eine Verseifungszahl von 186 - 198 nachweisen.
6. Die Verwendung der nach Anspruch 1-5 erfindungsgemäß hergestellten Copolyamiden als Schmelzklebstoffe.