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Diese Erfindung betrifft härtbare Epoxidharzzusammensetzungen.
Bei vielen Anwendungen gibt es einen Bedarf für eine Epoxidharzzusammensetzung,
die fast sofort einen Anstieg in der Textur entwickelt, auch bis
zu dem Punkt, an dem sie nach Vermischen des Harzes und der Härterkomponenten
vollständig
nicht-zusammensackend (non-slump) ist.
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Solche Anwendungen sind weit verbreitet
und schließen
unter anderem Klebstoffe, Versiegelungsmittel, Mastixharze, Spachtelmassen,
Dichtungsmaterialien, Einkapselungsmittel und Oberflächenbeschichtungen
ein.
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Die Dosierung solcher Epoxidharzkomponenten
kann beispielsweise aus Flaschen, Dosen, Tuben, Säckchen und
Trommeln erfolgen und manchmal mit den Härterkomponenten über statische
oder dynamische Mischerköpfe
vermischt werden.
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Es gibt einige sehr anspruchsvolle
Anwendungen, bei denen Epoxid/Härterzusammensetzungen, wenn
angemischt und horizontal orientiert auf eine vertikale Oberfläche in der
Dicke von bis zu 40 mm und größer aufgetragen,
kein Zusammensacken zeigen dürfen.
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Diese Epoxidharzzusammensetzungen
können
sehr viskos, thixotrop oder auch von niedriger Viskosität sein;
es wird jedoch gefordert, dass sie nach dem Vermischen ihrer Komponenten
rasch Anti-Zusammensack-Eigenschaften entwickeln. Der Grad des erforderlichen
Anti-Zusammensackens kann sogar jener sein, der fast exakt die Form
und Abmessungen, die durch Extrudieren der Zusammensetzungen durch
eine Formdüse
erreicht werden, beibehält.
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Diese schnelle Zunahme der Anti-Zusammensack-Textur
wird häufig
durch Dispergieren eines thixotropen Mittels, wie ein hydrophiles,
pyrogenes Siliziumdioxid, in dem Harz, unter Gewinnung einer viskosen, thixotropen
oder niedrig viskos fließenden
Zusammensetzung und dann Vermischen dieser Zusammensetzung mit einem
Aminhärter,
der primäre
und/oder sekundäre
Aminogruppen enthält,
erhalten. Die erhaltenen Gemische, vorausgesetzt, dass ausreichend
thixotropes Mittel verwendet wird, behalten im Allgemeinen ihre Form
und Anti-Zusammensackeigenschaften bei, bis sie geliert und gehärtet werden.
Jedoch wurde gefunden, dass viele solcher Gemische, wenn mechanischer
Belastung vor der Gelbildung unterzogen, leicht verwerfen, die Struktur
verlieren und tatsächlich
auch, nachdem die Belastung entfernt ist, fließen.
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Es gibt viele Anwendungen für auf Epoxidharz
basierende Klebstoffe, Dichtungs- bzw. Versiegelungsmittel und Mastixharze,
usw., wenn die Auftragungsgeschwindigkeit und das verbrauchte Volumen
hoch sind. In solchen Fällen
ist es üblich,
die Harze und Härter
aus ihren Behältern
durch Abgaberohre zu Mischerköpfen zu
pumpen oder zu extrudieren, wobei die zwei Komponenten sorgfältig vermischt
und ausgegeben werden.
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Bei einigen Anwendungen ist es erwünscht, dass
das ausgegebene Gemisch (von Harz und Härter), auf eine geeignete Oberfläche in einer
besonderen Form oder einem besonderen Muster aufgetragen wird (extrudiert
wird). Für
solche Anwendungen ist es sehr erwünscht, dass das ausgegebene
Gemisch seine bestimmte Form oder sein besonderes Muster beibehält, bis
es geliert oder weiterverarbeitet wird. Bei solchen Verfahren können das
Harz und die Härter
einer Umgebung hoher Scherwirkung ausgesetzt werden. Es ist jedoch
gut bekannt, dass solche Belastungen zu einer Abnahme der Viskosität führen können, was
wiederum zu einer Verwerfung von Form oder Muster führen kann.
Solche Verwerfung ist als Durchhängen
(sag) bzw. Ablaufen oder Zusammensacken (slump) bekannt. Wenn die
Beibehaltung von extrudierten Formeigenschaften gefordert wird,
könnte
eine solche vorangehende Scherwirkung während des Ausgabevorgangs negative Wirkungen
auf die Formbeibehaltungseigenschaften des extrudierten Gemisches
ausüben.
Es gibt Anwendungen, wo die Epoxid/Härter-Zusammensetzungen nach
solchen Scher- und Mischgrevationen, auch unter Bedingungen, bei
denen die Zusammensetzung, horizontal auf einer neutralen Oberfläche, in
der Dicke von bis zu 40 mm oder größer aufgetragen wird, kein
Zusammensacken zeigen dürfen.
Es ist auch bekannt, dass Gemische von Epoxidharzen und hydrophilen
Siliziumdioxiden bei Lagerung „altern", sodass beim Vermischen mit
der Härterkomponente
die gewünschten
Anti-Zusammensackund Durchhängbeständigkeitseigenschaften mit
der Zeit verloren gehen können.
Dieser Zusammensack/Alterungseffekt wird in Technical Bulletin Pigments,
4. Ausgabe, 1989 (Degussa), Nr. 27 – Aerosil (RTM) für lösungsmittelfreie
Epoxidharze, auf Seiten 8 und 11 beschrieben.
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Diese Faktoren: Harz-hydrophiles
Siliziumdioxid-Altern;
Verlust an extrudierter Form, im Ergebnis von Vorscherbelastung;
Empfindlichkeit auf mechanische Störung, einzeln und kombiniert;
waren bis jetzt wesentliche technische Herausforderungen bei der
Entwicklung und Formulierung von Epoxidzusammensetzungen dieses
Typs. Somit würde
es erwünscht
sein, eine härtbare
Harzzusammensetzung zu entwickeln, die (als ein Gemisch von Harz
und Härter)
in einer vorbestimmten Form abgegeben werden könnte; gegen Vorscherbelastungen
robust ist; mit hydrophilem Siliziumdioxid mit verbesserten Anti-Zusammensack-
und Durchhängebeständigkeitseigenschaften
kombiniert werden kann.
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Es wurde nun gefunden, dass Epoxidharzzusammensetzungen
mit ausgezeichneten Anti-Zusammensackeigenschaften; verbesserter
Zusammensackbeständigkeit
beim Unterziehen mechanischer Belastung; guter Zusammensackbeständigkeit
nach längerem
Nachmischzeitraum; verbesserter Anti-Zusammensack- und Durchhängebeständigkeit
nach erstem Mischen und beim Altern, wenn mit hydrophilem Siliziumdioxid kombiniert,
unter Verwendung eines Gemisches von Polyethylenimin als Härterkomponente,
zusammen mit anderem Aminhärter
mit mindestens 2 Aminowasserstoffatomen, hergestellt werden können.
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Folglich stellt die Erfindung eine
härtbare
Epoxidharzzusammensetzung bereit, umfassend
- (A)
ein Epoxidharz;
- (B) ein thixotropes Mittel in einer ausreichenden Menge, um
thixotrope Eigenschaften zu induzieren, und einen Härter, umfassend
- (C) mindestens ein Polyethylenimin, das ein Molekulargewicht
Mw (Gewichtsmittel) von etwa 750 000 aufweist; und
- (D) mindestens ein anderes Epoxidharz härtendes Amin mit mindestens
2 Aminowasserstoffatomen, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Alkylendiaminen, Polyalkylenpolyaminen,
N-Hydroxyalkylderivaten von Polyalkylenpolyaminen, Polyoxyalkylenpolyaminen,
N,N-Dialkylalkylendiaminen, cycloaliphatischen Aminen, die eine
an den Ring gebundene Amino- oder
Aminoalkylgruppe aufweisen, aromatischen Aminen, Aminbeendeten Addukten
von Epoxidharzen mit aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen
Aminen, N-Aminoalkylpiperazinen und Polyaminoamiden, wobei die kombinierten
Mengen von (C) und (D) ausreichend sind, um Härtung des Epoxidharzes zu bewirken.
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Das Epoxidharz (A) kann aus einem
oder mehreren Epoxidharzen bestehen, die selbst flüssig sind oder
ein flüssiges
Gemisch von einem oder mehreren festen Epoxidharzen mit einem oder
mehreren flüssigen Epoxidharzen
darstellen, oder ein oder mehrere feste Epoxidharze, gelöst in einem
Verdünnungsmittel,
wie einem Verdünnungsmittel,
das üblicherweise
in Epoxidharzzusammensetzungen verwendet wird, sein können. Das
Epoxidharz kann ein Polyglycidylether von einem mehrwertigen Alkohol,
wie 1,4-Butandiol oder 1,3-Propandiol, oder vorzugsweise ein Polyglycidylether
eines mehrwertigen Phenols, beispielsweise Bisphenol, wie Bis (4-hydroxyphenyl)methan
(Bisphenol F), oder 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A),
oder ein Novolak, gebildet aus Formaldehyd und einem Phenol, wie
Phenol selbst oder einem Cresol, oder einem Gemisch von zwei oder
mehreren solcher Polyglycidylether, sein. Polyglycidylether von
Bisphenol A sind besonders bevor zugt. Das Epoxidharz, insbesondere,
wenn es ein festes Epoxidharz umfasst, kann eines oder mehrere Epoxy-funktionelle
Verdünnungsmittel,
gewöhnlich
Monoepoxide, oder Nicht-Epoxid-Verdünnungsmittel, wie
die Monoepoxid- und Nicht-Epoxid-Verdünnungsmittel,
die üblicherweise
in härtbaren
Epoxidharzzusammensetzungen verwendet werden, enthalten.
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Das thixotrope Mittel (B) ist vorzugsweise
ein thixotropes Mittel, von dem angenommen wird, dass es größtenteils
auf Wasserstoffbindungen zwischen den Teilchen beruht, um seine
thixotrope Wirkung zu erreichen, insbesondere ein hydrophiles pyrogenes
Siliziumdioxid. Die Menge des thixotropen Mittels, die erforderlich
ist, um thixotrope Eigenschaften einzuführen, kann von der Beschaffenheit
des speziellen Epoxidharzes und dem verwendeten, speziellen thixotropen
Mittel abhängen.
Diese Menge ist im Allgemeinen 1 bis 20%, vorzugsweise 3 bis 15%,
auf das Gewicht, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes (A) .
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Das Polyethylenimin (C) hat ein Molekulargewicht
(Mw) (Gewichtsmittel) von etwa 750 000. Solche Polyethylenimine
sind kommerziell erhältlich
oder können
durch bekannte Verfahren aus Ethylenimin hergestellt werden.
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Die Menge an Polyethylenimin wird
im Allgemeinen derart ausgewählt,
dass die Epoxidharzzusammensetzung der Erfindung während eines
gewünschten
Zeitraums nach der Bildung der Zusammensetzung nicht fließt. Vorzugsweise
ist die Menge an Polyethylenimin derart, dass die Epoxidharzzusammensetzung mindestens
60 Minuten nach ihrer Bildung nicht fließt. In bestimmten speziellen
Ausführungsformen
der Erfindung ist die Menge an Polyethylenimin derart, dass die
Epoxidharzzusammensetzung vor der Gelbildung davon nicht fließt, wobei
in einigen Fällen
einige Stunden erforderlich sind. Die Menge an benötigtem Polyethylenimin,
um Nichtfließeigenschaften
für einen
gegebenen Zeitraum zu verleihen, kann leicht durch einfachen Versuch
bestimmt werden. Für
die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen,
die besonders bevorzugte Komponenten (A), (B) und (D), wie hierin
beschrieben, enthalten, ist eine Men ge von Polyethylenimin von 0,2 bis
2 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen des Epoxidharzes, bevorzugt.
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Als zur Verwendung als der Aminhärter (D)
geeignete Amine können
jene aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen, araliphatischen
und heterocyclischen Amine, die als Härter für Epoxidharze bekannt sind,
erwähnt
werden, welche sind: Alkylendiamine, wie Ethylendiamin oder Butan-1,4-diamin;
Polyalkylenpolyamine, wie Diethylentriamin, Triethylentetramin,
Tetraethylenpentamin, Dipropylentriamin oder Tripropylentetramin;
N-Hydroxyalkylderivate von Polyalkylenpolyaminen, wie N-(Hydroxyethyl)diethylentriamin
oder Mono-N-2-hydroxypropylderivat
von Triethylentetramin; Polyoxyalkylenpolyamine, wie Polyoxyethylen-
und Polyoxypropylendiamine und -triamine, N,N-Dialkylalkylendiamine,
wie N,N-Dimethylpropan-1,3-diamin
oder N,N-Diethylpropan-1,3-diamin; cycloaliphatische Amine mit einer
an den Ring gebundenen Amino- oder Aminoalkylgruppe, wie 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin
(Isophorondiamin); aromatische Amine, wie Bis (4-aminophenyl)methan
oder Bis (4-aminophenyl)sulfon; Amin-beendete Addukte von Epoxidharzen
mit aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Aminen,
wie hierin vorstehend beschrieben; N-Aminoalkylpiperazine, wie N-(2-Aminoethyl)piperazin
oder N-(3-Aminopropyl)piperazin; und Polyaminoamide, beispielsweise
Reaktionsprodukte von Polyalkylenpolyaminen, wie jene, hierin vorstehend
erwähnt,
mit polymerisierten, ungesättigten
Fettsäuren,
beispielsweise polymerisierten Pflanzenölsäuren, wie dimerisierten oder trimerisierten
Linol- oder Rizinolsäuren; oder
ein Gemisch von zwei oder mehreren solcher Amine.
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Aliphatische und cycloaliphatische
Aminhärter
sind gewöhnlich
zur Verwendung als Komponente (D) für die Zusammensetzung bevorzugt,
einschließlich
N-Hydroxyalkylderivate von Polyalkylenpolyaminen, insbesondere ein
Mono-N-2-hydroxypropylderivat von Triethylentetramin, und Gemische
davon mit Polyaminoamid-Reaktionsprodukten von Polyalkylenpolyaminen
und polymerisierten Pflanzenölsäuren und
die Amin-funktio nellen Reaktionsprodukte von Aminen und Epoxygruppen-enthaltenden
Verbindungen. Die Menge an (D) ist vorzugsweise derart, dass (C)
und (D) zusammen etwa 0,75 bis 1,25 Aminowasserstoffäquivalente
pro 1,2-Epoxidäquivalent
des Epoxidharzes (A) bereitstellen.
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Die erfindungsgemäße Epoxidharz-Harzzusammensetzung
kann auch geringe Mengen Beschleuniger und Additive, die herkömmlich in
den härtbaren
Epoxidharzzusammensetzungen verwendet werden, wie Verdünnungsmittel,
Füllstoffe,
Fasern, Pigmente, Farbstoffe, Flammverzögerungsmittel, Antischaummittel, Netzmittel
und polymere zähmachende
Mittel, enthalten.
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Die Epoxidharzzusammensetzung kann
geeigneterweise durch Rühren
eines vorgebildeten Gemisches von (A) und (B) zusammen mit einem
vorgebildeten Gemisch von (C) und (D) gebildet werden. Folglich kann
die Zusammensetzung geeigneterweise in Form einer Zwei-Komponenten-Packung
bezogen werden. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird auch eine Zwei-Komponenten-Packung,
umfassend eine erste Komponente, enthaltend (A), ein flüssiges Epoxidharz,
wie hierin vorstehend beschrieben, und (B), ein thixotropes Mittel,
wie hierin vorstehend beschrieben, und eine zweite Komponente, enthaltend
(C), ein Polyethylenimin, wie hierin vorstehend beschrieben, und
(D), mindestens ein anderes Amin mit mindestens 2 Aminowasserstoffatomen,
wie hierin vorstehend beschrieben, bereitgestellt. Falls erwünscht, kann
auch die zweite Komponente ein thixotropes Mittel (B) enthalten.
Die wahlweisen Komponenten, wie Verdünnungsmittel, können entweder in
der ersten oder zweiten Komponente oder in Beiden vorliegen.
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Das Härten der erfindungsgemäßen Epoxidharzzusammensetzung
kann gemäß herkömmlicher
Praxis in der jeweiligen Anwendung bewirkt werden. Im Allgemeinen
kann die Zusammensetzung zur Gelbildung (Härten) bei Umgebungstemperatur
belassen werden, oder zum Beschleunigen des Härtens gemäß der üblichen Praxis moderat erhitzt
werden. Anschließend
kann die Vervollständigung
der Härtung
bei Umgebungstemperatur, falls erfor derlich, mäßig erhöhter Temperatur oder höherer Temperatur
bewirkt werden.
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Die erfindungsgemäße Epoxidharzzusammensetzung
kann in beliebiger der vorstehend erwähnten Anwendungen verwendet
werden. Sie kann in Anwendungen verwendet werden, wo es erwünscht ist,
eine statistisch geformte Zusammensetzung herzustellen, welche zu
einer besonderen Form vor oder nach Gelbildung oder Härtung zu
formen ist. Sie ist besonders verwendbar als Klebstoff, insbesondere,
wenn der Klebstoff auf eine Oberfläche aufzutragen ist, wie jene,
die von einem dekorativen Gebäudeteil
ist, der in einer Aufwärts-, beispielsweise
vertikaler, Position zu halten ist. Folglich stellt die vorliegende
Erfindung auch ein Verfahren zum Binden von zwei Oberflächen aneinander
unter Verwendung eines Klebstoffs bereit, dadurch gekennzeichnet,
dass der Klebstoff eine erfindungsgemäße, wie hierin vorstehend beschriebene
Epoxidharzzusammensetzung ist.
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Die Erfindung wird durch die nachstehenden,
nicht begrenzenden Beispiele erläutert,
wobei alle Teile auf Gewichtsbasis vorliegen.
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Beispiel 1
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Ein flüssiger Polyglycidylether von
Bisphenol A mit einem Epoxidgehalt von 5,3 Mol/kg (100 Teile) wurde
mit hydrophilem, pyrogenem Siliziumdioxid, erhältlich von Degussa als A380
(8 Teile), in einem Planetenmischer 10 Minuten vermischt. Zu dem
erhaltenen Gemisch wurde ein Gemisch von 20 Teilen eines Härters, bestehend
aus X Teilen eines Polyethylenimins mit einem Molekulargewicht (Mw)
von 750 000, erhältlich
von BASF als Lupasol P(RTM) 20-X, Teile eines Mono-N-2-hydroxypropylderivats
von Triethylentetramin und Benzylalkohol (8,0 Teile) gegeben. Die
erhaltene Zusammensetzung wurde in zwei Teile geteilt, welche auf
Zusammensacken (nach angewendeter mechanischer Belastung) bei verschiedenen
Zeitintervallen getestet wurden. Als Kontrolle wurde der Versuch
unter Verwendung einer Zusammensetzung wiederholt, die identisch war,
mit der Ausnahme, dass sie 20 Teile hydroxypropylierten Triethylentetraminhärter anstatt
Polyethylenimin enthielt. Die erhaltenen Zusammensackbeständigkeitsergebnisse
waren wie nachstehend:
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Beispiel 2
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Dieses Beispiel erläutert die
Wirkung von Lagerung und Vorscheren auf die Leistung der Harzzusammensetzungen
mit und ohne Polyethyleniminhärter
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Eine Harzzusammensetzung (Zusammensetzung
4A) wurde durch Zusammenmischen eines flüssigen Polyglycidylethers von
Bisphenol A mit einem Epoxidgehalt von 5,3 Mol/kg (100 Teile), hydrophilem,
pyrogenem Siliziumdioxid A380 (8,0 Teile) und Benzylalkohol (6,0
Teile) hergestellt. Das Gemisch war eine gießbare, viskose Flüssigkeit.
Harzzusammensetzung 4A wurde in Chargen aufgeteilt und unter den
nachstehenden Lagerungsregimen gelagert:
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Drei Härterzusammensetzungen 4B, 4C
und 4D wurden hergestellt. Diese Härter waren:
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Zusammensetzung 4B (Vergleich) – ein Mono-N-2-hydroxypropylderivat
von Triethylentetramin
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Zusammensetzung 4C (Vergleich) – Zusammensetzung
4B (10,0 Teile), vermischt mit einer 50%igen Lösung von Polyethylenimin in
Benzylalkohol (0,8 Teile) 28 000 mittleres Gewicht.
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Zusammensetzung 4D – Zusammensetzung
4B (10,0 Teile), gemischt mit einer 50%igen Lösung von Polyethylenimin 750
000 mittleres Gewicht in Benzylalkohol
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Die Testzusammensetzungen wurden
durch Vermischen eines Teils von jedem der Testharze 4A(i) , 4A(ii)
und 4A(iii) mit jeweils der Testhärterzusammensetzungen 4B, 4C
und 4D hergestellt. Um Zweifel auszuräumen, wurden die Härterzusammensetzungen
(4B, 4C und 4D) in ihrem „frischen" Zustand vermischt,
was nach 7 Tagen Lagerung bei 23°C
stattfand.
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Um quantitative Messungen der Wirkungen
von Vorscheren auf die Gemische der Zusammensetzungen 4A(i), (ii)
und (iii) mit Zusammensetzungen 4B, 4C und 4D zu erhalten, wurde
jedes Gemisch an einem TA Instruments CSL2 500
Carri-Med Rheometer, unter Verwendung eines Durchmessers von 2 cm,
einem 2-Grad-Winkel-Kegel, unter Verwendung des Fließverfahrens,
mit einer abgestuften Rampe, mit und ohne einen Marker bei 100 s–1,
für eine
Minute getestet. Die Fließgrenze
für jedes
(ausgedrückt
als Streck-Spannung, Y, und gemessen in Pascal, in Pa) von diesen
Gemischen wurde dann aus einer Kurve von Viskosität gegen Scherbelastung
bestimmt.
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Solche Fließgrenzenmessungen (Y) zeigen
die jeweiligen kohäsiven
Fertigkeiten von jeder der gemischten Zusammensetzungen und die
relative Wahrscheinlichkeit von jeder gemischten Zusammensetzung, nicht
durchzuhängen/nicht
zusammenzusacken und die Formbeibehaltungseigenschaften zu zeigen,
sowohl, wenn zuerst auf eine Oberfläche als auch über die
Zeit abgegeben.
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Die Ergebnisse von diesen Messungen
werden in der nachstehenden Tabelle I angegeben: Tabelle
I
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Diese Messungen weisen aus, dass
in Abwesenheit von jeglichem Polyethyleniminhärter die Streckspannung (Y)
des Gemisches von Zusammensetzung 4B und 4A (i) (d. h. frisches
Harz) vergleichbar ist mit der Streckspannung (Y) des Härtergemisches,
enthaltend Polyethylenimin von 25 000 Molgewicht Zusammensetzung
4C und 4A(i). Die Streckspannung (Y) des gemischten Systems ohne
Polyethyleniminhärter
(Gemische 4B/4A(i), 4B/4A(ii), 4B/4A(iii) senkt anteilig das Lagerungsregime
des vorbehandelten Harzes 4A. Zusammensetzung 4B/4A(ii) hat eine
niedrigere Streckspannung (Y) als Zusammensetzung 4B/4A(i) und Zusammensetzung
4B/4A(iii) hat auch eine noch niedrigere Fließspannung von 0; d. h. ist
eine frei fließende
Flüssigkeit.
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Im Vergleich zeigen die Gemische
mit dem 25 000 Molgewicht Polyethyleniminhärter überlegene Leistung, wenn mit
4A(ii) und 4A(iii), in Abwesenheit von Vorscheren, kombi niert. Weiterhin
ist die, wie bereits erörtert,
Leistung von Zusammensetzung 4B, wenn mit 4A(i), (ii) oder (iii)
vermischt, unbefriedigend, weil ihre anfängliche Zusammensackbeständigkeit
bei mechanischem Rühren
nach Vermischen, jedoch vor Gelbildung, verloren ist. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen,
Zusammensetzungen 4C/4A(i), 4C/4A(ii), 4C/4A(iii) und 4D/4A(i),
4D/4A(ii), 4D(iii), zeigen verbesserte Streckspannungseigenschaften
gegenüber
den Ohne-Polyethylenimin-Systemen.
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Zusätzlich erläutern die Ergebnisse in Tabelle
I die verbesserten Streckspannungen, die mit dem Härter, der
Polyethylenimin von 750 000 Molgewicht (Zusammensetzungen mit 4D)
enthält,
unter allen den Lagerungsbedingungen und Scheren gegen beide der
Systeme, die Polyethyleniminhärter
mit einem 25 000 Molgewicht enthalten und den Nicht-Polyethylenimin-Härtersystemen erhalten werden.
Es wird angenommen, dass diese Daten ausweisen, dass bei Anwendungen,
worin große
Ausmaße
oder Profile von Harz/Härter-Zusammensetzung,
nicht zusammenfallen sollen, und verbesserte Extrusionsformbeibehaltung über einen
großen
Bereich von Harzalterung und/oder Lagerungsbedingung zeigen sollen;
dann Polyethyleniminhärter
mit einem Molekulargewicht zwischen etwa 25 000 bis etwa 750 000,
insbesondere größer als
etwa 25 000 bis etwa 750 000, und insbesondere etwa 750 000 das
höchste
Potenzial aufweisen, gute Nicht-Durchhänge/Zusammensackbeständigkeitsleistung
zu liefern. Diese Ergebnisse weisen weiterhin aus, dass die Anti-Zusammensackleistungs-Vorteile
von Polyethyleniminen höheren
Molekulargewichts deutlicher werden, wenn das Gemisch hohen Scherkräften unterzogen
wird, die ihm bei statischen und dynamischen Mischern und Ähnlichem
widerfahren.
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Beispiel 3
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Dieses Beispiel erläutert weiterhin
die Wirksamkeit von Polyethylenimin mit hohem Molekulargewicht in
gegebener Textur, Fließ-
und Durchhängebeständigkeit
von Epoxy-hydrophilem Siliziumdioxid-Gemischen. In diesem Fall,
um zwi schen ihnen zu unterscheiden, wurden die zwei Test-Polyethylenimine
einzeln verwendet; d. h. ohne einen Co-Härter. Zum Vergleich wurde auch
ein Standardhärter
bei den gleichen Zugabeanteilen angewendet.
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Eine Harzzusammensetzung 5A wurde
durch Vermischen miteinander eines flüssigen Polyglycidylethers von
Bisphenol A mit einem Epoxidgehalt von 5,3 Mol/kg (100 Teile), hydrophilem
pyrogenem Siliziumdioxid A380 (4,0 Teile) und Benzylalkohol (8,0
Teile) hergestellt. Das Gemisch war eine freifließende Flüssigkeit.
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100-Gramm- Portionen von Zusammensetzung
5A wurden bei 23°C
in oben offenen Zylinderbehältern gelagert.
In jene wurden gegeben:
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Zusammensetzung 5B – ein Mono-N-2-hydroxylderivat
von Triethylentetramin mit Molekulargewichten von etwa 750 000 ist
wahrscheinlich, um die befriedigendsten Leistungen von 0,18 Gramm
freizusetzen
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Zusammensetzung 5C (Vergleich) – ein Polyethylenimin
von 25 000 Molekulargewicht – 0,18
Gramm
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Zusammensetzung 5D – eine 50%ige
Lösung
von Polyethylenimin 750 000 in Benzylalkohol – 0,36 Gramm
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Jede von diesen gewogenen Mengen
wurde 30 Sekunden sorgfältig
mit der Hand vermischt. Die Ergebnisse waren:
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Zusammensetzung 5A plus 5B – weich,
nicht fließende
Textur, kein Zusammensacken von gerührtem Spatel
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Zusammensetzung 5A plus 5C – weich,
fließt
und fällt
beim Rühren
mit dem Spatel zusammen
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Zusammensetzung 5A plus 5D – weich,
nicht fließende
Textur, kein Zusammensacken beim Rühren mit Spatel
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Nach 30 Minuten wurde jedes von diesen
Gemischen 30 Sekunden erneut gerührt,
mit den nachstehenden Ergebnissen:
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Zusammensetzung 5A plus 5B – fließt sehr
leicht
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Zusammensetzung 5A plus 5C – fließt langsam
und fällt
beim Rühren
mit dem Spatel zusammen
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Zusammensetzung 5A plus 5D – weiche
Textur, ohne Fließen
oder Zusammensacken beim Rühren mit
Spatel
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Diese Ergebnisse erläutern die
verbesserte Zusammensackleistung von Polyethyleniminhärtern mit hydrophilem,
pyrogenem Siliziumdioxid, die Epoxidharze enthalten, gegenüber jenen,
die nur durch Aminhärter
mit niedrigem Molekulargewicht erzielt werden. Diese Ergebnisse
zeigen auch, dass das Polyethylenimin mit dem Molekulargewicht 750
000 eine verbesserte Leistung gegen das Polyethylenimin mit einem
Molekulargewicht von 25 000, in Kombination mit hydrophilem Siliziumdioxid,
aufweist.
