DE914066C

DE914066C - Process for the production of condensation products

Info

Publication number: DE914066C
Application number: DEF2292A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Hamann; Dr Hermann Schirmer
Original assignee: Bayer AG; IG Farbenindustrie AG
Current assignee: Bayer AG; IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1942-01-29
Filing date: 1942-01-29
Publication date: 1954-06-24
Also published as: CH237627A; BE448491A; FR890287A

Description

Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung neuer wertvoller Kondensationsprodukte vom Typ der Alkydharze, die außer den für die vorerwähnten Harze charakteristischen Resten mehrwertiger Alkohole und mehrbasischer Carbonsäuren sowie gegebenenfalls einbasischer Carbonsäuren noch Reste von Lactamen enthalten.This invention relates to a process for the preparation of new valuable condensation products of the alkyd resin type, which in addition to the residues of polyhydric alcohols and polybasic alcohols characteristic of the aforementioned resins Carboxylic acids and optionally monobasic carboxylic acids still contain residues of lactams.

Man kann die neuen Kondensationsprodukte in technisch einfacher Weise dadurch gewinnen, daß man bei der Kondensation der Ausgangsstoffe für die Alkydharzherstellung ein Lactam zusetzt. So kann man bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Alkydharzen durch Erhitzen eines mehrwertigen Alkohols mit einer mehrbasischen Carbonsäure oder deren Anhydrid und gegebenenfalls einer einbasischen Carbonsäure ein Lactam zufügen. Ferner kann man beispielsweise die neuen Kondensationsprodukte in der Weise herstellen, daß man das bekannte Verfahren zur Herstellung von Alkydharzen durch Erhitzen eines durch eine so einbasische Carbonsäure veresterten mehrwertigen Alkohols mit einer mehrbasischen Carbonsäure oder deren Anhydrid unter Zusatz eines Lactams durchführt.You can win the new condensation products in a technically simple manner that a lactam is added during the condensation of the starting materials for the production of alkyd resins. So can be used in the known process for the preparation of alkyd resins by heating a polyhydric alcohol with a polybasic carboxylic acid or its anhydride and optionally add a lactam to a monocarboxylic acid. You can also use the new Preparing condensation products in such a way that the known method of preparation of alkyd resins by heating a polyvalent one esterified by such a monobasic carboxylic acid Alcohol with a polybasic carboxylic acid or its anhydride with the addition of a lactam performs.

Unter den als Ausgangsstoffe für das Verfahren dieser Erfindung geeigneten Lactamen seien z. B. Caprolactam, a-Pyrrolidon, a-Piperidon und Phthalimidin genannt, schließlich auch die wahrscheinlich aus N-Acyllactamen bestehenden Kondensationsprodukte, die nach Patent 870 854 durchAmong the lactams suitable as starting materials for the process of this invention are z. B. caprolactam, a-pyrrolidone, a-piperidone and Phthalimidine called, finally also the condensation products probably consisting of N-acyllactams, according to patent 870,854 by

Kondensation von Lactamen, die am Stickstoffatom ein freies Wasserstoffatom tragen, mit organischen Dicarbonsäuren oder deren funktioneilen Derivaten unter solchen Bedingungen erhalten werden, daß die Kondensationsprodukte noch freie Carboxylgruppen aufweisen.Condensation of lactams, which have a free hydrogen atom on the nitrogen atom, with organic ones Dicarboxylic acids or their functional derivatives are obtained under such conditions that the Condensation products still have free carboxyl groups.

Im übrigen können für die Herstellung der neuen Kondensationsprodukte die zur Gewinnung von Alkydharzen bekannten Ausgangsstoffe VerwendungIn addition, for the production of the new Condensation products are the starting materials known for the production of alkyd resins

ίο finden, so z. B. mehrwertige Alkohole, wie Glykol, Butylenglykol, Polyglykole, Glycerin oder PoIyglycerine, Glycer inäther, Pentaerythrit, Trimethyloläthan, Trimethylolpropan, Mannit, Sorbit, Hexantriol, mehrbasische Carbonsäuren, wie Phthalsäure, Trimellitsäure, Bernsteinsäure, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, ferner einbasische Carbonsäuren, wie durch Oxydation von Paraffinkohlenwasserstoffen erhältliche höhere, gesättigte Fettsäuren, Palmitinsäure, Ölsäure, Leinölfettsäure, Ricinusölfettsäure, Eleomargarinsäure, Abietinsäure, Benzoesäure, Anthranilsäure, und einwertige Alkohole, wie Butyl-, Amyl-, Hexyl-, Dodecyl-, Oleyl- und Benzylalkohol.ίο find, so z. B. polyhydric alcohols such as glycol, Butylene glycol, polyglycols, glycerine or polyglycerine, glycerine ether, pentaerythritol, trimethylolethane, Trimethylolpropane, mannitol, sorbitol, hexanetriol, polybasic carboxylic acids such as phthalic acid, Trimellitic acid, succinic acid, aspartic acid, glutamic acid, adipic acid, maleic acid, and more Monobasic carboxylic acids, such as higher, saturated ones obtainable by the oxidation of paraffinic hydrocarbons Fatty acids, palmitic acid, oleic acid, linseed oil fatty acid, castor oil fatty acid, eleomargaric acid, Abietic acid, benzoic acid, anthranilic acid, and monohydric alcohols such as butyl, amyl, hexyl, Dodecyl, oleyl and benzyl alcohol.

Die neuen Lactamreste enthaltenden Kondensationsprodukte vom Alkydharztyp zeichnen sich dadurch aus, daß sie bedeutend weiter kondensiert und damit auf eine erheblich geringere Säure- und Hydroxylzahl gebracht werden können als die bekannten entsprechenden Alkydharze, ohne daß Gelatinierung eintritt. Infolge dieser geringen Säure- und Hydroxylzahl sind die Produkte namentlich als Anstrichbindemittel vorzüglich geeignet.The new condensation products of the alkyd resin type containing lactam residues are notable characterized in that it condenses significantly further and thus to a considerably lower acidity and Hydroxyl number can be brought as the known corresponding alkyd resins without Gelatinization occurs. As a result of this low acid and hydroxyl number, the products are especially suitable as a paint binder.

example 1

Ein Gemisch aus 124 Gewichtsteilen Phthalsäure, 74 Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid und 84 Gewichtsteilen Trimethylolpropan wird unter Zusatz von 85 Gewichtsteilen Caprolactam auf 180 bis 22ö° erhitzt, bis das Reaktionsprodukt die Säurezahl 20 zeigt. Das harzartige Produkt ist in den gebräuchlichen Lacklösungsmitteln, wie Äthylacetat, Butylacetat, Benzol, Toluol und Xylol, löslich. Stellt man aus den vorerwähnten Ausgangsstoffen unter den gleichen Versuchsbedingungen ein Kondensationsprodukt ohne Zusatz von Caprolactam her, so gelatiniert das Produkt bereits, wenn eine Säurezahl von etwa 40 bis 50 erreicht ist.A mixture of 124 parts by weight of phthalic acid, 74 parts by weight of phthalic anhydride and 84 parts by weight of trimethylolpropane is heated to 180 to 220 ° with the addition of 85 parts by weight of caprolactam until the reaction product has an acid number of 20. The resinous product is soluble in common paint solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, benzene, toluene and xylene. If a condensation product is prepared from the aforementioned starting materials under the same test conditions without the addition of caprolactam, the product will gelatinize when an acid number of about 40 to 50 is reached.

-₀ Beispiele- ₀ examples

Ein Gemisch von 57 Gewichtsteilen eines durch Oxydation von Paraffinkohlenwasserstoffen erhältlichen Gemisches gesättigter Fettsäuren mit einer Kettenlänge von 7 bis 8 Kohlenstoffatomen, 107 Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid, 4 Gewichtsteilen Maleinsäure und 132 Gewichtsteilen Hexantriol werden unter Zusatz von 71 Gewichtsteilen eines durch Kondensation von molaren Mengen Bernsteinsäure mit molaren Mengen Caprolactam nach Patent 870 854 erhaltenen Kondensationsproduktes bei 180 bis 220° kondensiert, bis das Produkt die Säurezahl 20 zeigt. Ein Kondensationsprodukt von dieser niedrigen Säurezahl ist aus den vorerwähnten Ausgangsstoffen ohne Lactamzusatz nur bei Anwendung eines Überschusses an Hexantriol erhältlieh. Das so erhaltene Kondensationsprodukt hat gegenüber dem erfindungsgemäß hergestellten den Nachteil, daß es eine bedeutend höhere Hydroxylzahl aufweist.A mixture of 57 parts by weight of one obtainable by the oxidation of paraffinic hydrocarbons Mixture of saturated fatty acids with a chain length of 7 to 8 carbon atoms, 107 parts by weight Phthalic anhydride, 4 parts by weight maleic acid and 132 parts by weight hexanetriol are with the addition of 71 parts by weight of succinic acid by condensation of molar amounts with molar amounts of caprolactam according to patent 870 854 obtained condensation product condensed at 180 to 220 ° until the product has an acid number of 20. A condensation product of This low acid number is only possible when using the aforementioned starting materials without the addition of lactam an excess of hexanetriol obtained. The condensation product thus obtained has compared to the one produced according to the invention the disadvantage that it has a significantly higher hydroxyl number having.

Example 3

Zu 133 Gewichtsteilen Leinöl gibt man 98 Gewichtsteile Glycerin und estert durch Erhitzen auf etwa 270⁰ so lange um, bis das Gemisch in Alkohol löslich ist. Dann setzt man 152 Gewichtsteile Phthalsäureanhydrid und 119 Gewichtsteile eines durch Kondensation von molaren Mengen Caprolactam und Phthalsäure nach Patent 870 854 erhaltenen Kondensationsproduktes zu und erhitzt auf 230 bis 240⁰, bis das Reaktionsprodukt die Säurezahl 3 aufweist. Stellt man aus den vorerwähnten Ausgangsstoffen unter den gleichen Versuchsbedingungen ein Kondensationsprodukt ohne Lactamzusatz her, so tritt bereits bei Erreichung einer bedeutend höheren als der vorerwähnten Säurezahl Gelatinierung ein.To 133 parts by weight linseed oil are added 98 parts by weight of glycerol and esterified by heating at approximately 270 ⁰ as long to until the mixture in alcohol is soluble. 152 parts by weight of phthalic anhydride and 119 parts by weight of a condensation product obtained by condensation of molar amounts of caprolactam and phthalic acid according to Patent 870,854 are then added and ^{the mixture is heated to 230 to 240 0} until the reaction product has an acid number of 3. If a condensation product is prepared from the above-mentioned starting materials under the same test conditions without the addition of lactam, gelatinization occurs as soon as a significantly higher acid number than the above-mentioned acid number is reached.

Example 4

Eine Mischung aus 147 Gewichtsteilen Bernsteinsäure, 85 Gewichtsteilen Caprolactam und 58 Gewichtsteilen Glycerin wird bei etwa 200° so lange gerührt, bis die Säurezahl etwa 20 beträgt. Man erhält ein in den üblichen Lacklösungsmitteln lösliches Weichharz.A mixture of 147 parts by weight of succinic acid, 85 parts by weight of caprolactam and 58 parts by weight of glycerin is so long at about 200 ° stirred until the acid number is about 20. One receives one which is soluble in the usual lacquer solvents Soft resin.

Example 5

100 Gewichtsteile eines Umsetzungsproduktes, das bei 190⁰ aus 1 Mol Phthalsäureanhydrid und 2 Mol Äthylenglykol entsteht und die Hydroxylzahl 394 besitzt, werden mit 140 Gewichtsteilen eines Kondensationspraduktes aus molaren Mengen Caprolactam und Bernsteinsäure nach Patent 870 854 bei 2iö° nachverestert. Man erhält ein in Lacklösungsmitteln lösliches Weichharz. An Stelle von Phthalsäureanhydrid kann man die entsprechende Menge Adipin-, Malein- oder Bernsteinsäure oder Mischungen davon verwenden.100 parts by weight of a reaction product which is formed at 190 ⁰ from 1 mole of phthalic anhydride and 2 moles of ethylene glycol and has a hydroxyl number of 394 are re-esterified with 140 parts by weight of a condensation product from molar amounts of caprolactam and succinic acid according to patent 870 854 at 2io °. A soft resin which is soluble in paint solvents is obtained. Instead of phthalic anhydride, the corresponding amount of adipic, maleic or succinic acid or mixtures thereof can be used.

Example 6

100 Gewichtsteile des Esters, der bei 190⁰' aus ι Mol Adipinsäure und 2 Mol Äthylenglykol entsteht und der die Hydroxylzahl 423 besitzt, werden mit 190 Gewichtsteilen eines Kondensationsproduktes aus molaren Mengen Caprolactam und Phthalsäure nach Patent 870 854 nachverestert, bis die Säurezahl 10 bis 20 beträgt. Man erhält ein lösliches Weichharz.100 parts by weight of the ester, which at 190 ⁰ 'is formed from ι moles of adipic acid and 2 moles of ethylene glycol and which has the hydroxyl number 423, are re-esterified with 190 parts by weight of a condensation product from molar amounts of caprolactam and phthalic acid according to patent 870 854 until the acid number is 10 to 20 amounts to. A soluble soft resin is obtained.

Claims

PATENT CLAIM:

Process for the preparation of condensation products of the alkyd resin type, thereby characterized in that in the condensation of the starting materials for the alkyd resin production a lactam is added.