DE4040290A1 - Acryloyl functional polyester prepn., used as film formers - by esterifying carboxylic acid, alcohol and acrylic acid, then neutralising catalyst used, etc. - Google Patents
Acryloyl functional polyester prepn., used as film formers - by esterifying carboxylic acid, alcohol and acrylic acid, then neutralising catalyst used, etc.Info
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Abstract
Description
Die Verwendung von acryloylfunktionellen Polyestern (Poly esteracrylaten) als Filmbildner für strahlungshärtbare Be schichtungsstoffe ist seit langem Stand der Technik; vergl. z. B. FR-OS 20 16 568, DE-OS 22 61 612, DE-OS 28 38 691.The use of acryloyl-functional polyesters (poly ester acrylates) as a film former for radiation-curable Be coating materials has long been state of the art; comp. z. For example, FR-OS 20 16 568, DE-OS 22 61 612, DE-OS 28 38 691.
Die grundlegende Schwierigkeit bei der Veresterung mit Acrylsäure ist, daß wegen den zur Verhinderung einer vorzei tigen Polymerisation notwendigen milden Veresterungsbedin gungen ein Rest an unumgesetzter Acrylsäure im Reaktionspro dukt verbleibt, der sich nachteilig auf die Verarbeitungs- und Filmeigenschaften des Beschichtungsstoffes auswirkt.The basic difficulty in esterification with Acrylic acid is that because of the prevention of a vorzei polymerization necessary for mild esterification a residue of unreacted acrylic acid in the reaction pro remains detrimental to the processing and film properties of the coating material.
Die klassischen Methoden zur Entfernung der unumgesetzten Acrylsäure sind erstens wäßrige Waschprozesse - beschrieben z. B. in der DE-AS 20 03 579 und der Technischen Information, Broschüre Nr. 0034, R8 der Firma PERSTORP AB (Schweden) - und zweitens das Herausdestillieren der Acrylsäure im Vakuum (z. B. in US-PS 41 30 518).The classic methods for removing the unreacted Acrylic acid are firstly aqueous washing processes - described z. B. in DE-AS 20 03 579 and Technical Information, Brochure No. 0034, R8 of the company PERSTORP AB (Sweden) - and second, distilling off the acrylic acid in vacuo (e.g., in U.S. Patent No. 4,130,518).
Die Nachteile der Waschprozesse sind vor allem das Ent stehen von viel unbrauchbarer Waschlösung, Trennprobleme infolge Emulsionsbildung und der Anfall von hochbelastetem Industrieabwasser.The disadvantages of the washing processes are above all the Ent stand by much unusable washing solution, separation problems due to emulsion formation and the onset of highly charged Industrial wastewater.
Das Herausdestillieren der Acrylsäure gelingt - selbst bei mehrstündigem Evakuieren und hoher Temperatur - nur sehr un vollständig.The distilling out of acrylic acid succeeds - even at several hours of evacuation and high temperature - only very un Completed.
In der Europäischen Patentanmeldung 00 54 105 sowie in DE-OS 33 16 593 und 38 36 370 wird als dritter Weg zur Be seitigung der restlichen, freien Acrylsäure die Umsetzung des sauren Rohproduktes mit Epoxyverbindungen beschrieben.In European Patent Application 00 54 105 and in DE-OS 33 16 593 and 38 36 370 is the third way to Be Side of the remaining, free acrylic acid implementation of the acidic crude product with epoxy compounds.
Die genannten Schriften beschreiben jedoch ausschließlich Dreistufensynthesen, wobei in erster Stufe ein hydroxyl gruppenhaltiger Polyester (Polyesterpolyol) als Vorprodukt hergestellt, in zweiter Stufe dieser Polyester acryliert und in dritter Stufe mit der Epoxyverbindung umgesetzt wird.However, the cited documents describe exclusively Three-step syntheses, wherein in the first stage a hydroxyl Group-containing polyester (polyester polyol) as a precursor prepared in the second stage of this polyester acrylated and in the third stage with the epoxy compound is reacted.
Der Nachteil dieser Verfahrensweise ist der durch die Dreistufigkeit gegebene hohe Syntheseaufwand, der dadurch verstärkt wird, daß die als Alkoholkomponente zur Vereste rung mit Acrylsäure dienenden Polyesterpolyole hohe Hydro xylgehalte aufweisen müssen, was entsprechend hohe Visko sitäten und/oder mangelhafte Löslichkeit dieser Vorprodukte in unpolaren Schleppmitteln (Kohlenwasserstoffen) mit sich bringt.The disadvantage of this procedure is due to the Three-stage given high synthesis effort, thereby is reinforced that the as alcohol component to Vereste tion with acrylic polyester high molecular weight polyols xylgehalte must have, which is correspondingly high visco sities and / or inadequate solubility of these precursors in non-polar entrainers (hydrocarbons) brings.
Aufgabe dieser Erfindung ist,The object of this invention is
- 1. das Herstellungsverfahren für Polyesteracrylate wesent lich zu vereinfachen;1. the production process for polyester acrylates wesent simplify it;
- 2. die Herstellungsdauer zu verkürzen;2. to shorten the production time;
- 3. den notwendigen betrieblichen Überwachungsaufwand des Verfahrens zu reduzieren;3. the necessary operational monitoring effort of the Reduce the process;
- 4. die bei der Herstellung entstehende Umweltbelastung herabzusetzen;4. the environmental impact of manufacturing decrease;
- 5. auf einfache Weise hohe Acryloyl-Gehalte bzw. hohe Funk tionalitäten bei relativ niedrigen Viskositäten der Polyesteracrylate zu erzielen.5. in a simple way high acryloyl contents or high radio at relatively low viscosities To achieve polyester acrylates.
Die vorstehenden Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst.The above objects are achieved by the invention.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von acryloyl-funktionellen Polyestern (Polyesteracrylaten) aus Polycarbonsäuren, gegebenenfalls Hydroxycarbonsäuren, Polyhydroxyverbindungen und Acrylsäure, dadurch gekennzeich net, daß man in einem EintopfverfahrenThe invention relates to a process for the preparation of acryloyl-functional polyesters (polyester acrylates) from polycarboxylic acids, optionally hydroxycarboxylic acids, Polyhydroxy compounds and acrylic acid, characterized gekennzeich net, that in a one-pot process
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a) ein Gemisch aus
einer oder mehreren zwei- oder höherfunktionellen Carbon säure(n), die auch teilweise oder vollständig in Anhy drid-Form vorliegen kann bzw. können,
einer oder mehreren zwei- oder höherfunktionellen Hydroxyverbindung(en) und
Acrylsäure im Molverhältnis COOH(gesamt) : OH : Acrylsäure = 1 : 0,9-1,5 : 0,2-0,7nach Zusatz eines als Schleppmittel (Azeotrop-Bildner) dienenden Lösemittels oder Lösemittelgemisches, eines Veresterungskatalysators und eines Polymerisationsinhi bitors oder einer Kombination mehrerer Polymerisations inhibitoren unter gelindem Lufteinleiten bei 60 bis 150°C bis zur Konstanz der Säurezahl azeotrop verestert,a) a mixture of
one or more difunctional or higher-functional carboxylic acid (s), which may or may also be partly or completely present in anhydride form,
one or more di- or higher-functional hydroxy compound (s) and
Acrylic acid in molar ratio COOH (total): OH: acrylic acid = 1: 0.9-1.5: 0.2-0.7 after addition of a solvent or solvent mixture serving as entrainer (azeotrope former), an esterification catalyst and a polymerization initiator or a combination of several polymerization inhibitors under gentle introduction of air at 60 to 150 ° C until the constancy of the acid number azeotropically esterified, - b) die erhaltene Veresterungsprodukt-Lösung nach Zusatz eines Carboxy-Epoxy-Katalysators mit einer ein- oder höherfunk tionellen Epoxyverbindung oder eines Gemisches von Epoxy verbindungen zwischen 50 und 150°C bis zu einer Säurezahl von unter 10, vorzugsweise unter 5, umsetzt und das Löse mittel bzw. Lösemittelgemisch vor, während oder nach der Umsetzung, gegebenenfalls im Vakuum, abdestilliert.b) the esterification product solution obtained after addition of a Carboxy-epoxy catalyst with one or higher radio tional epoxy compound or a mixture of epoxy compounds between 50 and 150 ° C up to an acid number of less than 10, preferably less than 5, and dissolving medium or solvent mixture before, during or after the Reaction, optionally in vacuo, distilled off.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 gegeben.Further embodiments of the invention are in the claims. 2 given to 9.
In die Gruppe der Polycarbonsäuren gehören zwei- oder höherfunktionelle Carbonsäuren, die gegebenenfalls auch in Form ihrer Anhydride vorliegen können. Beispiele sind Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetra- oder Hexahydrophthalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipin säure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Mesa consäure, Trimellitsäure, Citronensäure, Weinsäure.In the group of polycarboxylic acids include two or higher functional carboxylic acids, which may also be in Form of their anhydrides can be present. examples are Phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetra- or Hexahydrophthalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipin acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, Maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesa Acid, Trimellitic Acid, Citric Acid, Tartaric Acid.
Als zwei- oder höherfunktionelle Hydroxyverbindungen sei en beispielsweise genannt: Ethylenglycol, Di- und Triethy lenglycol, 1,2- und 1,3-Propandiol (Propylenglycole), Di- und Tripropylenglycol, 1,2-, 1,3- und 1,4-Butandiol, 1,2- und 1,3-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2-Methyl-1,5-pentandiol, 2-Ethyl-1,4-butandiol, Neopentylglycol, Dimethylolcyclo hexan, Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylol butan, Glycerin, Pentaerythrit, Di-(trimethylolpropan), Di-(pentaerythrit), Sorbitol.As two- or higher-functional hydroxy compounds for example: ethylene glycol, di- and triethy glycol, 1,2- and 1,3-propanediol (propylene glycols), di- and tripropylene glycol, 1,2-, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,2- and 1,3-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2-methyl-1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,4-butanediol, neopentyl glycol, dimethylolcyclo hexane, trimethylolethane, trimethylolpropane, trimethylol butane, glycerol, pentaerythritol, di- (trimethylolpropane), Di- (pentaerythritol), sorbitol.
Weitere einsetzbare mehrfunktionelle Hydroxyverbindungen sind die niedermolekularen Addukte von Ethylen- oder Propy lenoxid an die vorstehend genannten mehrwertigen Alkohole.Other usable polyfunctional hydroxy compounds are the low molecular weight adducts of ethylene or propyne lenoxid to the abovementioned polyhydric alcohols.
Zusätzlich zu den mehrfunktionellen Carbonsäuren und Hy droxyverbindungen sind als Polyester-Rohstoffe auch Hydroxy carbonsäuren, die gegebenenfalls auch als Lacton vorliegen können, einsetzbar. Beispiele sind ε-Caprolacton und Dime thylolpropionsäure.In addition to the polyfunctional carboxylic acids and Hy Hydroxy compounds are also hydroxy as polyester raw materials carboxylic acids, which may also be present as lactone can, be used. Examples are ε-caprolactone and dime thylolpropionsäure.
Als Schleppmittel zum selektiven Auskreisen des Reaktions wassers sind zahlreiche Kohlenwasserstoffe und Kohlen wasserstoffgemische sowohl aromatischer als auch aliphati scher und cycloaliphatischer Natur geeignet. Beispiele sind Toluol, Xylol(e), n-Hexan, n-Heptan, Cyclohexan, handels übliche Kohlenwasserstoffgemische wie z. B. Petrolether, Petroleumbenzine, Ligroin und sogenannte Spezialbenzine (Siede grenzen 70 bis 140°C).As an entraining agent for selectively circling the reaction Water is rich in hydrocarbons and coal hydrogen mixtures both aromatic and aliphatic shear and cycloaliphatic nature suitable. examples are Toluene, xylene (s), n-hexane, n-heptane, cyclohexane, commer usual hydrocarbon mixtures such. For example, petroleum ether, Petroleum benzine, ligroin and so-called special benzine (Siede limits 70 to 140 ° C).
Toluol ist für die Herstellung von Polyesteracrylaten das weitaus gängigste Schleppmittel und auch für das hier be schriebene Verfahren besonders geeignet.Toluene is for the production of polyester acrylates by far the most common entrainers and also for this be described method particularly suitable.
Die Menge an zuzusetzendem Schleppmittel liegt im Bereich von 5 bis 100%, bei Toluol vorzugsweise zwischen 30 und 50% der Einwaage der Polyester-Rohstoffe (Ausgangsstoffe).The amount of entraining agent to be added is in the range from 5 to 100%, in the case of toluene preferably between 30 and 50% the weight of the polyester raw materials (starting materials).
Beispiele für Veresterungskatalysatoren sind starke Säu ren wie Schwefelsäure, Methansulfonsäure, p-Toluolsulfon säure oder Naphthalinsulfonsäure. Die zuzusetzende Menge liegt zwischen 0,1 und 3% der Rohstoff-Einwaage; für p-Tolu olsulfonsäure erwiesen sich 0,5 bis 1,5% als optimal.Examples of esterification catalysts are strong Säu such as sulfuric acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfone acid or naphthalenesulfonic acid. The amount to be added is between 0.1 and 3% of the raw material weight; for p-toluene Of olsulfonic proved 0.5 to 1.5% as optimal.
Der saure Veresterungskatalysator kann nach Abschluß der azeotropen Veresterung (Stufe a) neutralisiert werden. Geeignete Neutralisationsmittel sind z. B. Alkalihydroxide oder -carbonate und tertiäre Amine, vorzugsweise eine oder mehrere Hydroxylgruppe(n) enthaltende tertiäre Amine wie z. B. N,N-Dimethyl-aminoethanol. The acidic esterification catalyst may, after completion of the azeotropic esterification (step a) are neutralized. Suitable neutralizing agents are, for. B. alkali hydroxides or carbonates and tertiary amines, preferably one or a plurality of hydroxyl group (s) containing tertiary amines such as z. B. N, N-dimethyl-aminoethanol.
Im Falle der Neutralisation der Katalysatorsäure mit einem tertiären Amin wie z. B. N,N-Dimethyl-aminoethanol katalysiert dieses die Carboxy-Epoxy-Reaktion der Stufe b.In the case of neutralization of the catalyst acid with a tertiary amine such as. B. N, N-dimethyl-aminoethanol this catalyzes the carboxy-epoxy reaction of stage b.
Die vorzeitige Polymerisation der Acrylsäure sowie ihrer Reaktionsprodukte im Reaktionsgemisch wird überwiegend durch den Zusatz von Inhibitoren verhindert. Neben Hydrochinon eignen sich auch Verbindungen vom Typ der Hydrochinonmono alkylether, des 2,6-Di-tert.-butylphenols, der N-Nitrosamine, der Phenothiazine und der Phosphorigsäureester, welche al lein oder auch in Kombinationen eingesetzt werden können, zur Inhibierung. Je nach Wirksamkeit liegt die zuzusetzende Inhibitormenge zwischen 0,001 und 2% der Rohstoff-Einwaage.The premature polymerization of acrylic acid and their Reaction products in the reaction mixture is predominantly through prevents the addition of inhibitors. In addition to hydroquinone Compounds of the hydroquinone mono type are also suitable alkyl ethers, 2,6-di-tert-butylphenol, N-nitrosamines, the phenothiazines and the phosphorous acid ester, which al lein or can be used in combinations, for inhibition. Depending on the effectiveness is the zuzusetzende Inhibitor amount between 0.001 and 2% of the raw material weighed.
Zusätzlich zur Inhibierung durch vorstehend genannte Inhibitoren ist es zweckmäßig, durch oder über das Reakti onsgemisch einen schwachen Strom aus Luft, Sauerstoff oder einem Luft-/Stickstoff-Gemisch zu leiten, um die Polymeri sation der freien Acrylsäure vor allem im Brüdensystem zu verhindern.In addition to the inhibition by the above Inhibitors, it is useful, by or through the Reacti Onsgemisch a weak stream of air, oxygen or an air / nitrogen mixture to the Polymeri tion of free acrylic acid, especially in the vapor system prevent.
Zum Erzielen der gewünschten niedrigen Säurezahl des End produktes wird das saure Polyesteracrylat-Rohprodukt, wel ches in Abhängigkeit von den eingesetzten Rohstoffen, ihren Mengenverhältnissen sowie den Reaktionsbedingungen mit einer Säurezahl zwischen 10 und 50 (bezogen auf den Rückstand nach Einengen im Vakuum) anfällt, mit einer Epoxyverbindung oder einem Gemisch mehrerer Epoxyverbindungen bei höherer Tempe ratur, vorzugsweise bei 100 bis 130°C, umgesetzt, bis die gewünschte Säurezahl erreicht ist. Im allgemeinen ist hierzu eine Umsetzungszeit zwischen 1 bis 10 Stunden erforderlich; maßgebend ist jedoch das Erreichen der geforderten Säure zahl. Beispiele für geeignete Epoxyverbindungen sind epoxi dierte Olefine, Glycidylester von gesättigten oder ungesät tigten Carbonsäuren und Glycidylester aliphatischer, cyclo aliphatischer oder aromatischer Polyole. Besonders geeignet sind Epoxidharze vom Bisphenol-A-Epichlorhydrin-Typ sowie Glycidylether mehrfunktioneller Alkohole, z. B. des Butan diols, des Glycerins und des Pentaerythrits. Beispiele für Bisphenol-A-Epichlorhydrin-Handelsprodukte sind die Epikote®-Typen 812, 828 und 162 der Firma Shell sowie die vergleichbaren Produkte anderer Hersteller. Die Menge an zuzusetzender Epoxyverbindung sollte dem Säuregehalt des Rohproduktes vorzugsweise äquivalent sein, kann aber auch niedriger oder - z. B. zur Erhöhung des haftungsverbes sernden Rest-Epoxidanteils im Endprodukt - höher gewählt werden.To achieve the desired low acid number of the end product is the acidic polyester acrylate crude, wel Depending on the raw materials used, their Quantity ratios and the reaction conditions with a Acid number between 10 and 50 (based on the residue after Concentration in vacuo) is obtained with an epoxy compound or a mixture of several epoxy compounds at a higher temperature temperature, preferably at 100 to 130 ° C, reacted until the desired acid value is reached. In general, this is a conversion time between 1 to 10 hours required; decisive, however, is the achievement of the required acid number. Examples of suitable epoxy compounds are epoxi dited olefins, glycidyl esters of saturated or unsatd carboxylic acids and glycidyl aliphatic, cyclo aliphatic or aromatic polyols. Particularly suitable are epoxy resins of the bisphenol A-epichlorohydrin type as well as Glycidyl ethers of polyfunctional alcohols, eg. As the butane diols, glycerine and pentaerythritol. examples for Bisphenol A-epichlorohydrin commercial products are the Epikote® types 812, 828 and 162 from Shell and the comparable products from other manufacturers. The amount of To be added epoxy compound should the acidity of the Crude product preferably be equivalent, but can also be lower or - z. B. to increase the liability verb increasing residual epoxide content in the end product - higher become.
Die Umsetzung zwischen den Carboxy- und den Epoxy-Gruppen ist relativ träge. Man setzt dem Reaktionsgemisch deshalb katalytisch wirkende Stoffe in Mengen bis zu 2% der Gesamt masse zu. Beispiele für derartige Carboxy-Epoxy-Katalysato ren, die einzeln oder in Kombinationen eingesetzt werden kön nen, sind Triphenylphosphin, quarternäre Ammoniumsalze, tertiäre Amine, Thioether wie z. B. Thiodiglycol, Dimethyl sulfid, Diethylsulfid und bestimmte Metallverbindungen wie z. B. Chrom(III)-octoat. Ist ein tertiäres Amin bereits zur Neutralisation des sauren Veresterungskatalysators nach Stufe a zugesetzt worden, so ist der Zusatz eines weiteren Carboxy-Epoxy-Katalysators nicht erforderlich.The reaction between the carboxy and the epoxy groups is relatively slow. It is therefore the reaction mixture catalytically active substances in quantities up to 2% of the total mass to. Examples of such carboxy-epoxy catalyst which can be used individually or in combinations NEN, are triphenylphosphine, quaternary ammonium salts, tertiary amines, thioethers such as. Thiodiglycol, dimethyl sulfide, diethyl sulfide and certain metal compounds such as z. B. chromium (III) octoate. Is a tertiary amine already for Neutralization of the acid esterification catalyst after Stage a has been added, then the addition of another Carboxy-epoxy catalyst not required.
Von großer Bedeutung in Hinblick auf die Applikations eigenschaften des strahlungshärtbaren Beschichtungsstoffes ist die Viskosität des als Filmbildner eingesetzten Poly esteracrylates. Sie soll einerseits niedrig liegen, ande rerseits aber noch so hoch sein, daß die Filme nach Bestrah lung ausreichend hart, klebfrei und widerstandsfähig sind. Die Viskosität der Polyesteracrylate ist von mehreren Fakto ren wie der mittleren molaren Masse, dem Verzweigungsgrad, der Hydroxylzahl u. a. m. abhängig. Der Verzweigungsgrad wird hauptsächlich durch das Verhältnis von zwei- zu höherfunk tionellen Ausgangstoffen (Rohstoffen) bestimmt. Für das optimale Äquivalentverhältnis von zwei- zu dreifunktionellen Ausgangsstoffen, d. h. ohne Berücksichtigung der Acrylsäure und der später zuzugebenden Epoxyverbindung(en), wurde ein Bereich von 4 : 1 bis 1,5 : 1 gefunden.Of great importance with regard to the application properties of the radiation-curable coating material is the viscosity of the poly used as a film former esteracrylates. On the one hand, it should be low, ande on the other hand, be so high that the films after Bestrah sufficiently hard, tack-free and resistant. The viscosity of the polyester acrylates is of several factors such as the mean molar mass, the degree of branching, the hydroxyl value u. a. m. dependent. The degree of branching becomes mainly by the ratio of two to higher radio normal source materials (raw materials). For the optimal equivalent ratio of two- to three-functional Starting materials, d. H. without consideration of acrylic acid and the epoxy compound (s) to be added later became Range from 4: 1 to 1.5: 1 found.
Die in der beschriebenen Weise hergestellten Polyester acrylate stellen gelbliche bis braune, in der Regel klare Massen mit Viskositäten zwischen 5 und 50 Pa · s bei 23°C dar. Sie härten unter Einwirkung von Elektronenstrahlen oder - nach Zusatz geeigneter Photoinitiatoren wie Benzophe non-Amin-Kombinationen, Acyldiphenylphosphinoxiden oder vorzugsweise α-spaltbarer Carbonylverbindungen wie z. B. Acetophenon-Derivaten - durch UV-Bestrahlung schnell zu harten, klebfreien und hoch vernetzten Filmen aus.The polyester produced in the manner described Acrylates turn yellowish to brown, usually clear Compositions with viscosities between 5 and 50 Pa · s at 23 ° C They harden under the action of electron beams or - after addition of suitable photoinitiators such as benzophe non-amine combinations, acyldiphenylphosphine oxides or preferably α-cleavable carbonyl compounds such as. B. Acetophenone derivatives - rapidly due to UV irradiation hard, tack-free and highly networked films.
Die Verarbeitung zu strahlungshärtbaren Überzugsmitteln bzw. Lacken erfolgt nach den an sich bekannten Verfahren.Processing into radiation-curable coating compositions or paints according to the known methods.
Zur genauen Einstellung der Viskosität sowie der Film eigenschaften können dem Polyesteracrylat die dem Fachmann gut bekannten Reaktiv-Verdünner, überwiegend vom Acrylat- Typ, zugesetzt werden. Beispiele sind 1,4-Butandioldiacry lat, 1,6-Hexandioldiacrylat, Di-, Tri- und Tetraethylengly coldiacrylat, Di- und Tripropylenglycoldiacrylat, Neopen tylglycoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaery thrittri- und -tetraacrylat, Acrylsäureester von propoxy liertem Trimethylolpropantriacrylat, Acrylsäure- oder Methacrylsäureester von einwertigen aliphatischen oder cycloaliphatischen Alkoholen wie z. B. 2-Ethylhexyl(meth) acrylat oder Cyclohexyl(meth)acrylat und N-Vinylpyrrolidon. Auch der Zusatz kleiner Mengen nichtreaktiver Lösemittel wie z. B. Methylisobutylketon oder Butylacetat ist möglich.For precise adjustment of the viscosity as well as the film Properties can give the polyester acrylate the expert well-known reactive diluents, mainly from the acrylate Type, to be added. Examples are 1,4-butanediol di-alcohol lat, 1,6-hexanediol diacrylate, di-, tri- and tetraethylene glycols cold-acrylate, di- and tripropylene glycol diacrylate, neophen tylglycoldiacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaery thyretriacrylate and tetraacrylate, acrylic esters of propoxy trimethylolpropane triacrylate, acrylic acid or Methacrylates of monohydric aliphatic or cycloaliphatic alcohols such. B. 2-ethylhexyl (meth) acrylate or cyclohexyl (meth) acrylate and N-vinylpyrrolidone. Also, the addition of small amounts of non-reactive solvents such as z. As methyl isobutyl ketone or butyl acetate is possible.
Weiterhin können die Beschichtungsstoffe neben dem Poly esteracrylat-Bindemittel auch andere strahlungshärtbare, che misch-reaktive oder physikalisch trocknende Filmbildner oder Vernetzer, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente und die in der Lack- und Druckfarbenchemie üblichen Hilfsstoffe (Additive) wie Thixotropier-, Glätt-, Mattierungs-, Verlaufmittel und Entschäumer enthalten.Furthermore, the coating materials in addition to the poly ester acrylate binder also other radiation-curable, che mixed-reactive or physically drying film-forming agents or Crosslinkers, fillers, dyes, pigments and those in the Paint and printing ink chemistry usual auxiliary substances (additives) such as thixotropic, smoothing, matting, leveling agents and Defoamer included.
Die Applikation kann nach den in der Lack- und Farben technologie üblichen Methoden wie Walzen, Spritzen, Gießen u. ä. erfolgen. Bevorzugte Substrate sind Holz, holzähnliche Werkstoffe wie Furniere und Spanplatten sowie Papier und Pappe.The application can according to the in the paint and colors technology usual methods such as rolling, spraying, casting u. Ä. Preferred substrates are wood, wood-like Materials such as veneers and chipboard as well as paper and Cardboard.
Das Verfahren der Erfindung wird durch die folgenden Bei spiele verdeutlicht, jedoch ohne dieses dadurch zu beschränken.The process of the invention is characterized by the following examples games clarified, but without limiting this.
In einer mit einem Wasserabscheider versehenen Reaktionsap paratur wird eine Mischung aus 154 Teilen (die Angabe "Teile" bedeutet in dieser Schrift stets Gewichtsteile) Phthalsäureanhy drid, 228 Teilen Adipinsäure, 268 Teilen Trimethylolpropan, 258 Teilen 1,4-Butandiol, 375 Teilen Acrylsäure, 520 Teilen Toluol, 10,4 Teilen p-Toluolsulfonsäure-monohydrat und 5,2 Teilen Hydrochinon unter gelindem Lufteinleiten und Rühren 8 Stunden bei starkem Rückfluß (Kreislauf) gehalten, wobei sich 156 Teile acrylsäurehaltiges Wasser abscheiden und die Säurezahl der Reaktionslösung auf 17 fällt. Die Siedetempe ratur steigt auf 129°C. 1354 Teile der erhaltenen Rohester- Lösung werden dann zum Abdestillieren des Toluols unter kräftigem Rühren 30 Minuten bei 130°C/33 hPa (Wasser strahlvakuum) gehalten. Es verbleiben 1052 Teile Rückstand mit der Säurezahl 20. Man gibt 70,2 Teile Epikote® 828 (Epoxidharz der Fa. Shell, EEW 190) und 3,2 Teile Triphe nylphosphin zu und hält unter Rühren 2 Stunden bei 120°C.In a reaction trap provided with a water separator paratur becomes a mixture of 154 parts (the term "parts" in this document always means Parts by weight) phthalic anhydride drid, 228 parts adipic acid, 268 parts trimethylol propane, 258 parts of 1,4-butanediol, 375 parts of acrylic acid, 520 parts Toluene, 10.4 parts of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 5.2 Divide hydroquinone with gentle introduction of air and stirring Held for 8 hours at high reflux (circulation), wherein Separate 156 parts of acrylic acid water and the Acid number of the reaction solution drops to 17. The boiling temp temperature rises to 129 ° C. 1354 parts of the crude ester Solution are then to distill off the toluene under vigorous stirring for 30 minutes at 130 ° C / 33 hPa (water jet vacuum). There remain 1052 parts of residue with acid number 20. 70.2 parts of Epikote® 828 are added (Epoxy resin from Shell, EEW 190) and 3.2 parts of triphe nylphosphine and kept under stirring for 2 hours at 120 ° C.
Das erhaltene Endprodukt hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 94%, Viskosität (23°C) 15,2 Pa · s,
Säurezahl 3,5 (mg KOH/g), Hydroxylzahl 66 (mg KOH/g).The final product obtained has the following data:
Non-volatile content 94%, viscosity (23 ° C) 15.2 Pa.s, acid value 3.5 (mg KOH / g), hydroxyl value 66 (mg KOH / g).
In einer mit einem Wasserabscheider versehenen Reaktionsap paratur wird eine Mischung aus 193 Teilen Phthalsäureanhy drid, 190 Teilen Adipinsäure, 62 Teilen Ethandiol (Ethylen glycol) und 37 Teilen Toluol eine Stunde bei Rückfluß (Kreislauf), ca. 175°C, gehalten, wobei sich 21 Teile Wasser abscheiden. Man läßt bis ca. 100°C abkühlen und verestert nach Zusatz von 220 Teilen 1,6-Hexandiol, 268 Teilen Tri methylolpropan, 375 Teilen Acrylsäure, 483 Teilen Toluol, 10,4 Teilen p-Toluolsulfonsäure-monohydrat und 5,2 Teilen Hydrochinon unter gelindem Lufteinleiten in der üblichen Weise 8 Stunden azeotrop weiter, wobei 134 Teile acrylsäure haltiges Wasser abdestillieren und die Säurezahl der Reak tionslösung auf 25 fällt. Die Siedetemperatur steigt auf 128°C. Nach 30minütigem Einengen bei 130°C/33 hPa unter starkem Rühren verbleiben 1127 Teile Rückstand mit der Säurezahl 29.In a reaction trap provided with a water separator Paratur is a mixture of 193 parts Phthalsäureanhy third, 190 parts adipic acid, 62 parts ethanediol (ethylene glycol) and 37 parts of toluene for one hour at reflux (Circulation), about 175 ° C, with 21 parts of water deposit. It is allowed to cool to about 100 ° C and esterified after addition of 220 parts of 1,6-hexanediol, 268 parts of tri methylolpropane, 375 parts of acrylic acid, 483 parts of toluene, 10.4 parts of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 5.2 parts Hydroquinone with gentle introduction of air in the usual Continue azeotropically for 8 hours, giving 134 parts of acrylic acid distilling off water and the acid number of the reac tion solution drops to 25. The boiling temperature rises 128 ° C. After 30 minutes concentration at 130 ° C / 33 hPa below Strong stirring left 1127 parts of residue with the Acid number 29.
Zu 500 Teilen des Rückstandes gibt man 48,3 Teile Epikote® 828 (Epoxidharz der Fa. Shell, EEW 190) und 1,5 Teile Tri phenylphosphin und läßt 5 Stunden bei 120°C rühren.To 500 parts of the residue are added 48.3 parts of Epikote® 828 (Epoxy resin from Shell, EEW 190) and 1.5 parts Tri phenylphosphine and allowed to stir at 120 ° C for 5 hours.
Das erhaltene Endprodukt hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 96%, Viskosität (23°C) 21,4 Pa · s,
Säurezahl 5,1 (mg KOH/g), Hydroxylzahl 79 (mg KOH/g).The final product obtained has the following data:
Non-volatile content 96%, viscosity (23 ° C) 21.4 Pa · s, acid number 5.1 (mg KOH / g), hydroxyl value 79 (mg KOH / g).
Die Herstellung des Rohproduktes erfolgt wie bei Polyester
acrylat 2a. Dann verfährt man folgendermaßen:
Zu 500 Teilen des nach Einengen erhaltenen Rückstandes
mit der Säurezahl 29 gibt man 48,3 Teile Epikote® 828 (Ep
oxidharz der Fa. Shell, EEW 190) und 2,16 Teile N,N-Dime
thyl-aminoethanol (N,N-Dimethyl-ethanolamin) und läßt 2
Stunden bei 120°C rühren.The preparation of the crude product is carried out as in polyester acrylate 2a. Then proceed as follows:
48.3 parts of Epikote® 828 (epoxy resin from Shell, EEW 190) and 2.16 parts of N, N-dimethylaminoethanol (N, N) are added to 500 parts of the residue obtained after concentration with the acid number 29. Dimethyl-ethanolamine) and stirred for 2 hours at 120 ° C stir.
Das erhaltene Endprodukt hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 96%, Viskosität (23°C) 30,4 Pa · s,
Säurezahl 2,8 (mg KOH/g), Hydroxylzahl 84 (mg KOH/g).The final product obtained has the following data:
Non-volatile content 96%, viscosity (23 ° C) 30.4 Pa · s, acid value 2.8 (mg KOH / g), hydroxyl value 84 (mg KOH / g).
In einer mit einem Wasserabscheider versehenen Reaktionsap paratur wird eine Mischung aus 59,2 Teilen Phthalsäureanhy drid, 58,8 Teilen Maleinsäureanhydrid, 127 Teilen Diethylen glycol, 93,9 Teilen Trimethylolpropan, 144 Teilen Acrylsäu re, 200 Teilen Toluol, 4,0 Teilen p-Toluolsulfonsäure-mono hydrat und 2,0 Teilen Hydrochinon 8 Stunden unter gelindem Lufteinleiten und Rühren bei starkem Rückfluß (Kreislauf) gehalten, wobei sich 52 Teile acrylsäurehaltiges Wasser ab scheiden und die Säurezahl der Reaktionslösung auf 21 fällt. Die Siedetemperatur steigt auf 127°C. Nach 30minütigem Ein engen bei 130°C/33 hPa unter kräftigem Rühren verbleiben 408 Teile Rückstand mit der Säurezahl 26. Man gibt 35,7 Teile Epikote® 828 (Epoxidharz der Fa. Shell, EEW 190) und 1,22 Teile Triphenylphosphin zu und hält unter Rühren 2 Stunden bei 120°C.In a reaction trap provided with a water separator Paratur is a mixture of 59.2 parts Phthalsäureanhy third, 58.8 parts maleic anhydride, 127 parts diethylene glycol, 93.9 parts trimethylolpropane, 144 parts acrylic acid re, 200 parts of toluene, 4.0 parts of p-toluenesulfonic acid mono hydrate and 2.0 parts hydroquinone for 8 hours under gentle Air introduction and stirring at high reflux (circulation) held, with 52 parts of acrylic acid-containing water and the acid number of the reaction solution drops to 21. The boiling temperature rises to 127 ° C. After 30 minutes on remain at 130 ° C / 33 hPa with vigorous stirring 408 parts residue with the acid number 26. One gives 35.7 Parts Epikote® 828 (epoxy resin from Shell, EEW 190) and 1.22 parts of triphenylphosphine and kept under stirring 2 Hours at 120 ° C.
Das erhaltene Endprodukt hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 95%, Viskosität (23°C) 31,0 Pa · s,
Säurezahl 3,2 (mg KOH/g), Hydroxylzahl 82 (mg KOH/g).The final product obtained has the following data:
Nonvolatile content 95%, viscosity (23 ° C) 31.0 Pa · s, acid number 3.2 (mg KOH / g), hydroxyl value 82 (mg KOH / g).
In einer mit einem Wasserabscheider versehenen Reaktionsap paratur wird eine Mischung aus 51,2 Teilen Trimellitsäure, 87,7 Teilen Adipinsäure, 140 Teilen 1,4-Butandiol, 35,8 Tei len Trimethylolpropan, 144 Teilen Acrylsäure, 200 Teilen Toluol, 4,0 Teilen p-Toluolsulfonsäure-monohydrat und 2,0 Teilen Hydrochinon 10 Stunden unter gelindem Lufteinleiten und Rühren bei starkem Rückfluß (Kreislauf) gehalten, wobei sich 65 Teile acrylsäurehaltiges Wasser abscheiden und die Säurezahl der Reaktionslösung auf 26 fällt. Die Siedetem peratur steigt auf 124°C. 541 Teile der erhaltenen Roh ester-Lösung werden dann zum Abdestillieren der flüchtigen Anteile ca. 45 Minuten bei 130°C/33 hPa kräftig gerührt, wonach 353 Teile Rückstand mit der Säurezahl 38,5 verblei ben. Man gibt 46,0 Teile Epikote® 828 (Epoxidharz der Fa. Shell, EEW 190) und 1,06 Teile Triphenylphosphin zu und hält unter Rühren 2 Stunden bei 120°C.In a reaction trap provided with a water separator a mixture of 51.2 parts of trimellitic acid, 87.7 parts adipic acid, 140 parts 1,4-butanediol, 35.8 parts Trimethylolpropane, 144 parts of acrylic acid, 200 parts Toluene, 4.0 parts of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 2.0 Dissolve hydroquinone 10 hours with gentle air induction and stirring at high reflux (circulation), wherein Separate 65 parts of acrylic acid water and the Acid number of the reaction solution falls to 26. The boilers temperature rises to 124 ° C. 541 parts of the obtained crude ester solution are then used to distill off the volatile Proportions stirred vigorously for about 45 minutes at 130 ° C / 33 hPa, after which 353 parts of residue with the acid number 38.5 remain ben. There are 46.0 parts of Epikote® 828 (epoxy resin from. Shell, EEW 190) and 1.06 parts of triphenylphosphine to and Stirred for 2 hours at 120 ° C with stirring.
Das erhaltene Endprodukt hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 90%, Viskosität (23°C) 10,1 Pa · s,
Säurezahl 4,9 (mg KOH/g), Hydroxyzahl 61 (mg KOH/g).The final product obtained has the following data:
Nonvolatile content 90%, viscosity (23 ° C) 10.1 Pa · s, acid value 4.9 (mg KOH / g), hydroxyl number 61 (mg KOH / g).
In einer mit einem Wasserabscheider versehenen Reaktionsap paratur wird eine Mischung aus 74,1 Teilen Phthalsäureanhy drid, 73,1 Teilen Adipinsäure, 70,6 Teilen Glycerin und 17 Teilen Toluol eine Stunde bei Rückfluß (Kreislauf), ca. 175°C, gehalten, wobei sich 16,5 Teile Wasser abscheiden. Man läßt bis ca. 100°C abkühlen und verestert nach Zusatz von 99,1 Teilen 1,4-Butandiol, 144 Teilen Acrylsäure, 183 Teilen Toluol, 4,0 Teilen p-Toluolsulfonsäure-monohydrat und 2,0 Teilen Hydrochinon unter gelindem Lufteinleiten 10 Stunden in der üblichen Weise azeotrop weiter, wobei 40 Teile acrylsäurehaltiges Wasser abdestillieren und die Säurezahl der Reaktionslösung auf 42 fällt. Die Siedetempe ratur steigt auf 122°C. Nach ca. 45minütigem Einengen bei 130°C/33 hPa unter starkem Rühren verbleiben 372 Teile Rückstand mit der Säurezahl 32. Man gibt 50,5 Teile Epikote® 828 (Epoxidharz der Fa. Shell, EEW 190) und 1,12 Teile Triphenylphosphin zu und hält unter Rühren 8 Stunden bei 120°C.In a reaction trap provided with a water separator Paratur is a mixture of 74.1 parts Phthalsäureanhy 73.1 parts of adipic acid, 70.6 parts of glycerol and 17 Divide toluene for one hour at reflux (circulation), approx. 175 ° C, with 16.5 parts of water deposited. It is allowed to cool to about 100 ° C and esterified after addition of 99.1 parts of 1,4-butanediol, 144 parts of acrylic acid, 183 Partition toluene, 4.0 parts p-toluenesulfonic acid monohydrate and 2.0 parts hydroquinone with gentle introduction of air 10 hours in the usual way azeotrope, where 40 Distill off parts of acrylic acid-containing water and the Acid number of the reaction solution falls to 42. The boiling temp temperature rises to 122 ° C. After about 45 minutes of concentration at 130 ° C / 33 hPa with vigorous stirring remain 372 parts Residue with an acid number of 32. 50.5 parts of Epikote® 828 are added (Epoxy resin from Shell, EEW 190) and 1.12 parts Triphenylphosphine and stops under stirring for 8 hours 120 ° C.
Das erhaltene Endprodukt hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 89%, Viskosität (23°C) 14,5 Pa · s,
Säurezahl 5,5 (mg KOH/g), Hydroxylzahl 116 (mg KOH/g).The final product obtained has the following data:
Non-volatile content 89%, viscosity (23 ° C) 14.5 Pa · s, acid value 5.5 (mg KOH / g), hydroxyl value 116 (mg KOH / g).
(Hinweis: Versucht wurde hier, ein dem Polyesteracrylat 1
zusammensetzungsmäßig analoges Produkt nach dem
dreistufigen Syntheseweg Polyesterpolyol - Poly
esteracrylat-Rohprodukt (sauer) - Polyesteracrylat-
Endprodukt herzustellen. Dabei zeigte sich im
wesentlichen folgendes:
Die Hydroxylzahl des Polyesterpolyols liegt ca. 27%
unter dem theoretisch erwarteten Wert, weshalb auch die
zur Acrylierung eingesetzte Acrylsäuremenge um 27%
niedriger als bei Polyesteracrylat 1 gewählt werden
muß.
Der Umsatz der Acrylsäure ist wesentlich unvollständiger
als bei Polyesteracrylat 1.
Die gesamte Veresterungsdauer ist über dreimal (!) so
lang wie bei Polyesteracrylat 1.)
(Hint: An attempt was made here to prepare a product analogous to the composition of the polyester acrylate 1 according to the three-stage synthetic route polyester polyol-poly ester acrylate crude product (acid) -polyester polyester acrylate end product.
The hydroxyl number of the polyester polyol is about 27% below the theoretically expected value, which is why the amount of acrylic acid used for acrylation must be selected to be 27% lower than for polyester acrylate 1.
The conversion of acrylic acid is much less complete than polyester acrylate 1.
The total esterification time is over three times (!) As long as polyester acrylate 1.)
In einer mit einem Wasserabscheider versehenen Reaktionsap
paratur wird eine Mischung aus 59,2 Teilen Phthalsäureanhy
drid, 87,7 Teilen Adipinsäure, 103 Teilen Trimethylolpropan,
99,1 Teilen 1,4-Butandiol, 70 Teilen Toluol und 4,0 Teilen
p-Toluolsulfonsäure-monohydrat unter schwachem Stickstoff
überleiten 9 Stunden lang bei starkem Rückfluß (Kreislauf)
gehalten, wobei sich 35 Teile Wasser abscheiden und die
Säurezahl auf 14 fällt. Die erhaltene Lösung des Polyester
polyols hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 82%, Viskosität (23°C) 1,25 Pa · s,
Säurezahl 14,3 (mg KOH/g), Hydroxylzahl 264 (mg KOH/g).In a reaction apparatus provided with a water separator, a mixture of 59.2 parts of phthalic anhydride, 87.7 parts of adipic acid, 103 parts of trimethylolpropane, 99.1 parts of 1,4-butanediol, 70 parts of toluene and 4.0 parts of p-toluenesulfonic acid Monohydrate under weak nitrogen for 9 hours held at high reflux (circulation), with 35 parts of water deposited and the acid number drops to 14. The resulting solution of polyester polyol has the following data:
Nonvolatile content 82%, viscosity (23 ° C) 1.25 Pa · s, acid value 14.3 (mg KOH / g), hydroxyl value 264 (mg KOH / g).
323 Teile der Polyesterpolyol-Lösung werden mit 86,5 Tei len Acrylsäure, 130 Teilen Toluol und 1,2 Teilen Hydrochinon versetzt und unter gelindem Lufteinleiten weitere 18 Stunden bei starkem Rückfluß (Kreislauf) gehalten, wobei sich 11 Teile acrylsäurehaltiges Wasser abscheiden und die Säure zahl auf 60 fällt. Die Siedetemperatur steigt auf 117°C. Nach 30minütigem Einengen bei 130°C/27 hPa unter kräf tigem Rühren verbleiben 298 Teile Rückstand mit der Säure zahl 20. Man gibt 20,0 Teile Epikote® 828 (Epoxidharz der Fa. Shell, EEW 190) und 0,90 Teile Triphenylphosphin zu und hält unter Rühren 3 Stunden bei 120°C.323 parts of the polyester polyol solution are 86.5 Tei acrylic acid, 130 parts of toluene and 1.2 parts of hydroquinone offset and with gentle air introduction another 18 hours held at high reflux (circulation), 11 Parts of acrylic acid water and the acid precipitate number falls to 60. The boiling point rises to 117 ° C. After 30 minutes concentration at 130 ° C / 27 hPa under kräf stirring, 298 parts of the residue remain with the acid number 20. 20.0 parts Epikote® 828 (epoxy resin of the Shell, EEW 190) and 0.90 parts of triphenylphosphine to and Stir under stirring for 3 hours at 120 ° C.
Das erhaltene Endprodukt hat folgende Daten:
Nichtflüchtiger Anteil 98%, Viskosität (23°C) <51 Pa · s,
Säurezahl 5,3 (mg KOH/g), Hydroxylzahl 121 (mg KOH/g).The final product obtained has the following data:
Non-volatile content 98%, viscosity (23 ° C) <51 Pa · s, acid value 5.3 (mg KOH / g), hydroxyl value 121 (mg KOH / g).
Aus den Polyesteracrylaten 1 bis 6 werden Klarlacke nach fol gender Rezeptur hergestellt:From the polyester acrylates 1 to 6 clearcoats are fol gender recipe:
(Zur weiteren Viskositätserniedrigung setzt man - je nach Viskosität des Polyesteracrylates - zwischen 10 und 20% Methylisobutylketon zu.)(To further reduce viscosity one sets - depending on Viscosity of the polyester acrylate - between 10 and 20% Methyl isobutyl ketone too.)
Nach Aufziehen je eines 120 µm dicken Filmes auf eine Milch glasscheibe und 5minütigem Abdunsten wird mit 120 W/cm (H-Strahler F300, elektrodenloses Fusion®-System, Fa. Eltosch) und 5 m/min Vorschub unter Luftzutritt einmal bestrahlt.After drawing each of a 120 micron thick film on a milk glass pane and 5 minutes evaporation is with 120 W / cm (H-radiator F300, electrodeless Fusion® system, Fa. Eltosch) and 5 m / min feed under air access once irradiated.
Die Filme sind sofort nach der Bestrahlung voll ausgehärtet und klebfrei.The films are fully cured immediately after irradiation and tack-free.
Filmeigenschaften: siehe Tabelle Film properties: see table
Die Tabelle zeigt deutlich, daß die patentgemäß hergestel ten Polyesteracrylate 1 bis 5 Filme mit unterschiedlichen, jedoch durchweg guten Gebrauchseigenschaften ergeben, wäh rend das nicht patentgemäß hergestellte Polyesteracrylat 6 zu einem weichen, wenig widerstandsfähigen Überzug führt.The table clearly shows that the patent manufactures polyester acrylates 1 to 5 films with different, However, consistently good use properties result, elect the polyester acrylate 6 not prepared according to the patent leads to a soft, less resistant coating.
Die Beispiele 1, 4 und 5 beschreiben die Polyesteracrylat- Herstellung gemäß den Ansprüchen 1, 3 und 4. Hervorzuheben ist bei Beispiel 4 die Mitverwendung eines olefinisch-unge sättigten Säureanhydrids (Maleinsäureanhydrid), bei Beispiel 5 der Einsatz eines dreifunktionellen Säurebausteins (Tri mellitsäureanhydrid).Examples 1, 4 and 5 describe the polyester acrylate Preparation according to claims 1, 3 and 4. To be emphasized in Example 4, the concomitant use of an olefinic-unge saturated acid anhydride (maleic anhydride), in Example 5 the use of a trifunctional acid component (Tri mellitic).
Die Beispiele 2 und 6 basieren auf den Ansprüchen 1, 3, 4, 7 und 8. Charakteristisch ist hier die kurzzeitige Vorvereste rung des Ethylenglycols bzw. des Glycerins mit wenig Schleppmittel bei hoher Temperatur ohne Veresterungskataly sator.Examples 2 and 6 are based on claims 1, 3, 4, 7 and 8. Characteristic here is the short-term Vorvereste tion of ethylene glycol or glycerol with little High temperature entrainer without esterification catalyst sator.
Beispiel 3 beschreibt ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 2, 4, 5, 6, 7 und 8. Der saure Veresterungskatalysator wird hier mit einem tertiären Amin (N,N-Dimethyl-aminoethanol) neutralisiert, welches in der Stufe b die Carboxy-Epoxy- Reaktion katalysiert.Example 3 describes a method according to the claims 1, 2, 4, 5, 6, 7 and 8. The acidic esterification catalyst here with a tertiary amine (N, N-dimethyl-aminoethanol) neutralized, which in step b the carboxy-epoxy Catalyzed reaction.
Claims (9)
- a) ein Gemisch aus
einer oder mehreren zwei- oder höherfunktionellen Carbonsäure(n), die auch teilweise oder vollständig in Anhydrid-Form vorliegen kann bzw. können,
einer oder mehreren zwei- oder höherfunktionellen Hydroxyverbindung(en) und
Acrylsäure im Molverhältnis COOH(gesamt) : OH : Acrylsäure = 1 : 0,9-1,5 : 0,2-0,7nach Zusatz eines als Schleppmittel (Azeotrop-Bildner) dienenden Lösemittels oder Lösemittelgemisches, eines Veresterungskatalysators und eines Polymerisationsinhi bitors oder einer Kombination mehrerer Polymerisations inhibitoren unter gelindem Lufteinleiten bei 60 bis 150°C bis zur Konstanz der Säurezahl azeotrop verestert, - b) die erhaltene Veresterungsprodukt-Lösung nach Zusatz eines Carboxy-Epoxy-Katalysators mit einer ein- oder höherfunktionellen Epoxyverbindung oder eines Gemisches von Epoxyverbindungen zwischen 50 und 150°C bis zu einer Säurezahl von unter 10, vorzugsweise unter 5, umsetzt und das Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch vor, während oder nach der Umsetzung, gegebenenfalls im Vakuum, abde stilliert.
- a) a mixture of
one or more di- or higher-functional carboxylic acid (s), which may or may also be partially or completely present in anhydride form,
one or more di- or higher-functional hydroxy compound (s) and
Acrylic acid in molar ratio COOH (total): OH: acrylic acid = 1: 0.9-1.5: 0.2-0.7 after addition of a solvent or solvent mixture serving as entrainer (azeotrope former), an esterification catalyst and a polymerization initiator or a combination of several polymerization inhibitors under gentle introduction of air at 60 to 150 ° C until the constancy of the acid number azeotropically esterified, - b) reacting the resulting esterification product solution after addition of a carboxy-epoxy catalyst with a mono- or higher-functional epoxy compound or a mixture of epoxy compounds between 50 and 150 ° C to an acid number of less than 10, preferably less than 5, and the solvent or Solvent mixture before, during or after the reaction, optionally in vacuo, abde distilled.
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DE19904040290 DE4040290C2 (en) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Process for the preparation of radiation-curable polyester-acrylate binders |
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---|---|
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Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0902066A1 (en) * | 1997-09-10 | 1999-03-17 | Bayer Ag | Curable coating compositions from oligomeric condensation products |
EP1120396A2 (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-01 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the preparation of radiation curable acrylates |
WO2002055473A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the preparation of esters of (meth)acrylic acid |
US7141616B2 (en) | 1999-12-17 | 2006-11-28 | 3M Espe Ag | Radically curable urethane prepolymers and their use in dental materials |
DE102007038085A1 (en) | 2007-08-11 | 2009-02-12 | Bayer Materialscience Ag | Process for the preparation of hard coating systems based on aqueous polyurethane dispersions |
US7553906B2 (en) | 2002-12-20 | 2009-06-30 | Bayer Materialscience Ag | Dual cure systems |
DE102008021151A1 (en) | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Bayer Materialscience Ag | Block-resistant, radiation-curable coating systems based on high molecular weight, aqueous polyurethane dispersions |
US7641975B2 (en) | 2003-12-09 | 2010-01-05 | Bayer Materialscience Ag | Hardeners |
EP2218739A1 (en) | 2009-02-13 | 2010-08-18 | Bayer MaterialScience AG | Aqueous coating systems on the basis of physically dry urethane acrylates |
EP2316867A1 (en) | 2009-10-31 | 2011-05-04 | Bayer MaterialScience AG | Tin-free, aqueous polyurethane dispersions |
WO2011073116A2 (en) | 2009-12-19 | 2011-06-23 | Bayer Materialscience Ag | Low-viscosity polyurethane acrylate dispersions |
DE102010009896A1 (en) | 2010-03-02 | 2011-09-08 | Bayer Materialscience Ag | Aqueous polyurethane dispersions |
DE102010010621A1 (en) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Bayer Materialscience Ag | Radiation-curable foams |
WO2012084846A2 (en) | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Bayer Materialscience Ag | Process for the production of sized and/or wet-strength papers, paperboards and cardboards |
WO2012175427A2 (en) | 2011-06-20 | 2012-12-27 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Production of films having flexible barrier coatings containing phyllosilicates |
WO2012175431A2 (en) | 2011-06-20 | 2012-12-27 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Production of films having flexible barrier coatings containing phyllosilicates |
WO2013006606A2 (en) | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Bayer Materialscience Llc | Free radical curable waterborne glass coating compositions |
WO2013113739A1 (en) | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Low-viscosity, cationically hydrophilised polyurethane dispersions |
WO2014044694A1 (en) | 2012-09-19 | 2014-03-27 | Bayer Materialscience Ag | Method for producing a molded part made of plastic and provided with a uv-cured paint, and said molded part |
WO2014070594A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-08 | Bayer Materialscience Llc | Processes for coating substrates and substrates formed therefrom |
US9175117B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-11-03 | Covestro Llc | Dual cure composite resins containing uretdione and unsaturated sites |
WO2018236656A1 (en) | 2017-06-19 | 2018-12-27 | Covestro Llc | Coatings with fast return to service |
WO2020055708A1 (en) | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Covestro Llc | Reduced discoloration of polyaspartic resins blended with acrylate resins |
CN112174817A (en) * | 2020-10-16 | 2021-01-05 | 浙江康德新材料有限公司 | Preparation process of (methyl) acrylic acid long-chain alkyl ester |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3316593A1 (en) * | 1983-05-06 | 1984-11-08 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | METHOD FOR PRODUCING (METH) ACRYLIC ACID ESTERS AND THE USE THEREOF |
DE3904695A1 (en) * | 1989-02-16 | 1990-09-20 | Bayer Ag | METHOD FOR PRODUCING PLASTICS, INCLUDING AREAS |
-
1990
- 1990-12-17 DE DE19904040290 patent/DE4040290C2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3316593A1 (en) * | 1983-05-06 | 1984-11-08 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | METHOD FOR PRODUCING (METH) ACRYLIC ACID ESTERS AND THE USE THEREOF |
DE3904695A1 (en) * | 1989-02-16 | 1990-09-20 | Bayer Ag | METHOD FOR PRODUCING PLASTICS, INCLUDING AREAS |
Cited By (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6069227A (en) * | 1997-09-10 | 2000-05-30 | Bayer A.G. | Curable coatings of oligomeric condensation products |
EP0902066A1 (en) * | 1997-09-10 | 1999-03-17 | Bayer Ag | Curable coating compositions from oligomeric condensation products |
US7141616B2 (en) | 1999-12-17 | 2006-11-28 | 3M Espe Ag | Radically curable urethane prepolymers and their use in dental materials |
EP1120396A2 (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-01 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the preparation of radiation curable acrylates |
EP1120396A3 (en) * | 2000-01-27 | 2003-03-19 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the preparation of radiation curable acrylates |
WO2002055473A1 (en) * | 2001-01-11 | 2002-07-18 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the preparation of esters of (meth)acrylic acid |
US6714712B2 (en) | 2001-01-11 | 2004-03-30 | Dsm N.V. | Radiation curable coating composition |
US6838515B2 (en) | 2001-01-11 | 2005-01-04 | Dsm Ip Assets B.V. | Process for the preparation of esters of (meth)acrylic acid |
US7553906B2 (en) | 2002-12-20 | 2009-06-30 | Bayer Materialscience Ag | Dual cure systems |
US7641975B2 (en) | 2003-12-09 | 2010-01-05 | Bayer Materialscience Ag | Hardeners |
DE102007038085A1 (en) | 2007-08-11 | 2009-02-12 | Bayer Materialscience Ag | Process for the preparation of hard coating systems based on aqueous polyurethane dispersions |
DE102008021151A1 (en) | 2008-04-28 | 2009-10-29 | Bayer Materialscience Ag | Block-resistant, radiation-curable coating systems based on high molecular weight, aqueous polyurethane dispersions |
EP2113523A2 (en) | 2008-04-28 | 2009-11-04 | Bayer MaterialScience AG | Solid radiation-hardenable coating systems based on high-molecular aqueous polyurethane dispersions |
US8231976B2 (en) | 2008-04-28 | 2012-07-31 | Bayer Materialscience Ag | Block-resistant, radiation-curable coating systems based on high molecular mass, aqueous polyurethane dispersions |
EP2218739A1 (en) | 2009-02-13 | 2010-08-18 | Bayer MaterialScience AG | Aqueous coating systems on the basis of physically dry urethane acrylates |
DE102009008949A1 (en) | 2009-02-13 | 2010-08-19 | Bayer Materialscience Ag | Aqueous coating systems based on physically drying urethane acrylates |
US8865832B2 (en) | 2009-10-31 | 2014-10-21 | Bayer Materialscience Ag | Tin-free aqueous polyurethane dispersions |
EP2316867A1 (en) | 2009-10-31 | 2011-05-04 | Bayer MaterialScience AG | Tin-free, aqueous polyurethane dispersions |
US9567423B2 (en) | 2009-12-19 | 2017-02-14 | Covestro Deutschland Ag | Low-viscosity polyurethane acrylate dispersions |
WO2011073116A2 (en) | 2009-12-19 | 2011-06-23 | Bayer Materialscience Ag | Low-viscosity polyurethane acrylate dispersions |
DE102010009896A1 (en) | 2010-03-02 | 2011-09-08 | Bayer Materialscience Ag | Aqueous polyurethane dispersions |
WO2011107398A1 (en) | 2010-03-02 | 2011-09-09 | Bayer Materialscience Ag | Aqueous polyurethane dispersions |
US9676894B2 (en) | 2010-03-02 | 2017-06-13 | Covestro Deutschland Ag | Aqueous polyurethane dispersions |
DE102010010621A1 (en) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Bayer Materialscience Ag | Radiation-curable foams |
WO2011110487A1 (en) | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Bayer Materialscience Ag | Radiation-curable foams |
US9321893B2 (en) | 2010-03-09 | 2016-04-26 | Covestro Deutschland Ag | Radiation-curable whipped foams |
WO2012084846A2 (en) | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Bayer Materialscience Ag | Process for the production of sized and/or wet-strength papers, paperboards and cardboards |
US8647471B2 (en) | 2010-12-22 | 2014-02-11 | Bayer Materialscience Llc | Process for the production of sized and/or wet-strength papers, paperboards and cardboards |
WO2012175431A2 (en) | 2011-06-20 | 2012-12-27 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Production of films having flexible barrier coatings containing phyllosilicates |
WO2012175427A2 (en) | 2011-06-20 | 2012-12-27 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Production of films having flexible barrier coatings containing phyllosilicates |
WO2013006606A2 (en) | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Bayer Materialscience Llc | Free radical curable waterborne glass coating compositions |
WO2013113739A1 (en) | 2012-02-01 | 2013-08-08 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Low-viscosity, cationically hydrophilised polyurethane dispersions |
WO2014044694A1 (en) | 2012-09-19 | 2014-03-27 | Bayer Materialscience Ag | Method for producing a molded part made of plastic and provided with a uv-cured paint, and said molded part |
US10173355B2 (en) | 2012-09-19 | 2019-01-08 | Covestro Deutschland Ag | Method for producing a molded part made of plastic and provided with a UV-cured paint, and said molded part |
WO2014070594A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-08 | Bayer Materialscience Llc | Processes for coating substrates and substrates formed therefrom |
US9011984B2 (en) | 2012-10-30 | 2015-04-21 | Bayer Materialscience Llc | Processes for coating substrates and substrates formed therefrom |
US9580527B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-02-28 | Covestro Llc | Dual cure composite resins containing uretdione and unsaturated sites |
US9175117B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-11-03 | Covestro Llc | Dual cure composite resins containing uretdione and unsaturated sites |
WO2018236656A1 (en) | 2017-06-19 | 2018-12-27 | Covestro Llc | Coatings with fast return to service |
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CN112174817A (en) * | 2020-10-16 | 2021-01-05 | 浙江康德新材料有限公司 | Preparation process of (methyl) acrylic acid long-chain alkyl ester |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4040290C2 (en) | 1996-05-15 |
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