DEF0010582MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Tag der Anmeldung: 10. Dezember 1952 Bekanirtgematiht am 23. August 1956Registration date: December 10, 1952 Bekanirtgematiht on August 23, 1956
DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE
PA TENTANMELDPA TENTAN REGISTRATION
KLASSE 39c GRUPPE.10 INTERNAT. KLASSE C 08 g CLASS 39c GROUP 10 INTERNAT. CLASS C 08 g
F 10582 IVbI'39 cF 10582 IVbI'39 c
Dr. Max Coenen, Krefeld-Uerdingen, Dr. Conrad Nagel und Dr. Wilhelm Hechelhammer, KrefeldDr. Max Coenen, Krefeld-Uerdingen, Dr. Conrad Nagel and Dr. Wilhelm Hechelhammer, Krefeld
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-BayerwerkPaint factories Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk
Verfahren zur Herstellung eines Polyesteramids ..Process for the production of a polyester amide ..
; Es ist bekannt, Polyesteramide aus Mischungen der verschiedensten Mengenverhältnisse von polyester- und polyamidbildenden Verbindungen, wie Dicarbonsäuren, Dialkoholen, Diaminen, Aminocarbonsäuren, Oxycarbonsäuren oder Aminoalko-, holen und gegebenenfalls Diisocyanate^ in einem Arbeitsgang-oder stufenweise herzustellen.; It is known that polyester amides can be prepared from mixtures of the most varied proportions of polyester and polyamide-forming compounds, such as dicarboxylic acids, dialcohols, diamines, aminocarboxylic acids, Oxycarboxylic acids or amino alcohols, pick up and optionally diisocyanates ^ in one Production process or in stages.
Ferner ist bekannt, polyesteramidartige Kondensationsprodukte dadurch herzustellen, daß man ίο Lactone der Oxy-alkoxyessigsäuren mit primären oder sekundären Diaminen kondensiert und die gebildeten carbonamidgruppenhaltigen Glykole mit bifunktionellen esterbildenden Verbindungen bis zur Bildung hochpolymerer Kondensationsprodukte auf Temperaturen zwischen 150 und 3000 erhitzt. Die danach erhaltenen Kondensationsprodukte stellen in der Kälte feste, wachsartige Stoffe dar, die sich nach mehrstündigem Erhitzen im Vakuum aus dem Schmelzfluß zu Fäden verspinnen lassen.It is also known to produce polyester amide-like condensation products by condensing ίο lactones of oxyalkoxyacetic acids with primary or secondary diamines and heating the glycols containing carboxamido groups with bifunctional ester-forming compounds to temperatures between 150 and 300 0 until high-polymer condensation products are formed. The condensation products obtained thereafter are solid, waxy substances in the cold, which after several hours of heating in a vacuum can be spun from the melt flow into threads.
Keines der nach diesen bekannten Verfahren erhältlichen Polyesteramide vereinigt alle für einen .■ hochwertigen Kunststoff erforderlichen Eigenschaften in sich, z.B. hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Zug-, Knick- und Abriebfestigkeit undNone of the polyester amides obtainable by these known processes combines all of them for one high-quality plastic required properties in itself, e.g. high temperature resistance, high tensile, kink and abrasion resistance and
609 580/509609 580/509
F 10582 IVb/39 cF 10582 IVb / 39 c
Elastizität und gute Verarbeitbarkeit, z. B. zu Spritzgußteilen, namentlich aber zu kalt verstreckbaren Filmen, Fäden oder Borsten, jedoch, wie gefunden wurde, mit Ausnahme eines einzigen Polyesteramide, das sich durch die Summe seiner Eigenschaften stark von allen übrigen abhebt. Die Herstellung dieses, verhältnismäßig hochschmelzenden, temperaturbeständigen und zu gut verstreckbaren, festen und elastischen Filmen, Fäden oder Borsten verarbeitbaren Polyesteramide ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Elasticity and good processability, e.g. B. to injection molded parts, but especially to cold stretchable Films, threads, or bristles, but all but one was found Polyester amide, which stands out from all others due to the sum of its properties. the Production of this, relatively high-melting, temperature-resistant and easily stretchable, Polyester amide is the solid and elastic film, thread or bristle that can be processed Subject of the present invention.
Das· erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, Terephthalsäuirediamid-N, N'-dicapronsäure oder deren funktioneile Derivate, namentlich deren Ddester mit niederen Alkoholen, insbesondere deren Dimethyliester, unter Zusatz vonPolykondensationskatalysatoren mit Äthylenglykol, letzteres vorzugsweise im Überschuß, unter polyesterbildenden Bedingungen zu polykon'densieren.The · inventive method consists in terephthalic acid diamide-N, N'-dicaproic acid or their functional derivatives, namely their desters with lower alcohols, in particular their Dimethyl ester, with the addition of polycondensation catalysts with ethylene glycol, the latter preferably in excess, among polyester-forming Polycondensing conditions.
Außer der Terephthalsäurediamid-N, N'-dicapronsäure können z. B. deren Dichlorid, insbesondere aber, wie bereits erwähnt, deren Diester mit niederen Alkoholen, z. B. mit Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl- und Amylalkohol, sowie entsprechende Mischester verwendet werden. Der vorzugsweise zu verwendende Terephthalsäurediamid-N, N'-diieapronsäuredimethylester kann z. B. durch Verestern der Terephthalsäurediamid-N, N'-dicapronsäure bzw. deren Dilactams mit Methanol unter Zusatz eines Katalysators, z. B. konzentrierter Schwefelsäure, mit besonders guter Aus-, beute und in der für das Verfahren, erforderlichen hohen Reinheit am vorteilhaftesten) aber durch Alkoholyse von 2 Mol durch Beckmannsche Umlagerung aus Cyclohexanonoxim in schwefelsaurer Lösung anfallendem Caprolaetam mit Methanol und anschließender Umsetzung des so entstandenen s-Aminocapronsäuremethylesters mit 1 Mol Terephthalyldiehloridgewonnen werden. Schließlich kann die erwähnte Dicarbonsäure auch mit Glykol, bzw. deren Alkalisalz mit Äthylenchlorhydrin, zunächst zu dem Diglykolester umgesetzt und dieser dann, gegebenenfalls unter Zusatz eines Überschusses an Äthylenglykol, polykondensiert werden.In addition to the terephthalic acid diamide-N, N'-dicaproic acid, z. B. their dichloride, in particular but, as already mentioned, their diesters with lower alcohols, e.g. B. with methyl, ethyl, Propyl, butyl and amyl alcohol, as well as corresponding mixed esters, can be used. The preferably to be used terephthalic acid-N, N'-dieapronic acid dimethyl ester can, for. B. by Esterification of terephthalic acid diamide-N, N'-dicaproic acid or its dilactams with methanol with the addition of a catalyst, e.g. B. concentrated sulfuric acid, with particularly good prey and in the high purity required for the process, most advantageous) but through Alcoholysis of 2 mol by Beckmann rearrangement from cyclohexanone oxime to sulfuric acid Solution of the resulting Caprolaetam with methanol and subsequent reaction of the resulting s-aminocaproic acid methyl ester obtained with 1 mole of terephthalyl dichloride will. Finally, the dicarboxylic acid mentioned can also be mixed with glycol or its alkali salt with ethylene chlorohydrin reacted to the diglycol ester and this then, optionally with the addition of an excess Ethylene glycol, polycondensed.
Ein Verfahren zur Herstellung solcher Terephthalsäurediamid-N, N'-dicapronsäureester soll hier jedoch nicht unter Patentschutz gestellt werden. Als Polykondensationskatalysatoren sind z. B. geeignet: Natrium, Lithium, Magnesium, Bor, Mangan, Blei, Zinkoxyd, Calciumoxyd, Bleioxyd, Boroxyd, Natriumalkoholat, Natriumcarbonat, Magnesiumalkoholat, Zinkborat oder auch Gemische solcher Katalysatoren.A process for the preparation of such terephthalic acid diamide-N, N'-dicaproic acid ester is to here, however, are not placed under patent protection. As polycondensation catalysts are, for. B. suitable: sodium, lithium, magnesium, boron, manganese, lead, zinc oxide, calcium oxide, lead oxide, Boron oxide, sodium alcoholate, sodium carbonate, magnesium alcoholate, zinc borate or mixtures such catalysts.
Die Polykondensation der Ausgangsstoffe erfolgt in an sich bekannter Weise durch Erhitzen des Gemisches auf Temperaturen zwischen etwa 150 und 3000, vorzugsweise zwischen etwa 200 und 2500, unter Ausschluß von Sauerstoff. Geht man z. B. von dem Dimethylester der Terephthalsäurediamid-N, N'-dicapronsäure aus, so empfiehlt es. sich, die Umesterung mit -dem Glykol zunächst bei Temperaturen von etwa 190 bis 2000 unter Normaldruck vor sich gehen zu lassen. Danach steigert man die Temperatur auf etwa 230 bis 240° und vermindert den Druck allmählich auf 0,5 bis 0,1 mm. Zweckmäßig wird die Masse während des Erhitzens gut durchgerührt. Nach einer Reaktionsdauer von etwa 3 bis 6 Stunden erhält man ein helles, zähes PoIykondensationsprodukt, das einen polyamidartigen Bruch und hervorragende faserbildende Eigenschäften besitzt. Daraus hergestellte Filme, Fäden oder Borsten sind um 300 bis 500% kalt verstreckbar. Das Produkt hat einen Schmelzpunkt von etwa 210 bis 220° und eine Eigenviskosität in einer o,5°/oigeh Lösung in Kresol von etwa 1,1 bis 1,2.The polycondensation of the starting materials is carried out in a manner known per se by heating the mixture to temperatures between about 150 and 300 ° , preferably between about 200 and 250 ° , with the exclusion of oxygen. If you go z. B. from the dimethyl ester of terephthalic acid diamide-N, N'-dicaproic acid, it recommends. to let the transesterification with -dem glycol initially go on at temperatures of about 190 to 200 0 under normal pressure. The temperature is then increased to about 230 to 240 ° and the pressure is gradually reduced to 0.5 to 0.1 mm. It is advisable to stir the mass thoroughly while it is being heated. After a reaction time of about 3 to 6 hours, a light-colored, tough polycondensation product is obtained which has a polyamide-like break and excellent fiber-forming properties. Films, threads or bristles made from them can be cold-stretched by 300 to 500%. The product has a melting point of about 210 to 220 ° and an inherent viscosity in a 0.5% solution in cresol of about 1.1 to 1.2.
35 Gewichtsteile Terephthalsäurediamid-N, N'-ddcapronsäuredimeithylester (Fp. 165°), 15 Gewichtsteile Äthylenglykol und 0,2 Gewichtsteile ' gelbes Bleioxyd werden so lange unter Rühren und Überleitung von Stickstoff auf 190 bis 2000 erhitzt, bis die Umesterung beendet ist. Dies dauert im allgemeinen etwa eine ZU Stunde. Dann wird1 das Reaktionsgemisch auf 230 bis 2400 gebracht und nach Erreichung dieser Temperatur langsam Vakuum angelegt, das allmählich auf 0,3 bis 0,1 mm gesteigert wird. Unter Rühren wird 4V2 Stunden weiterkondensiert.35 parts by weight of terephthalic acid diamide-N, N'-ddcapronsäuredimeithylester (melting point 165 °), 15 parts by weight of ethylene glycol and 0.2 parts by weight of yellow lead oxide are heated to 190 to 200 0 , with stirring and passing over nitrogen, until the transesterification is complete. This generally takes about an hour Z U. Then, 1, the reaction mixture is brought to 230 to 240 and 0 is applied after reaching this temperature, vacuum, which is increased gradually from 0.3 to 0.1 mm. The condensation is continued for 4 1/2 hours with stirring.
Das Endprodukt ist elfenbeinfarben, zeigt einen polyamidärtigen Bruch und hervorragende Fasereigenschaften. Aus ihm hergestellte dünne Gebilde, wie Fäden, Borsten, Filme oder Folien, sind im Verhältnis 1 ,■: 4 bis 1 : 5 kalt verstreckbar. Das Polykondensationsprodukt hat einen Schmelzpunkt von 213 bis 2i6°. Die relative Viskosität ηΓ einer-0,5%'igen Lösung in Kresol ist 1,75, entsprechend einem η0-Wert von 1,12.The end product is ivory in color, exhibits a polyamide break and excellent fiber properties. Thin structures made from it, such as threads, bristles, films or foils, can be cold-stretched in a ratio of 1: 4 to 1: 5. The polycondensation product has a melting point of 213 to 26 °. The relative viscosity η Γ of a 0.5% solution in cresol is 1.75, corresponding to an η 0 value of 1.12.
Kondensiert man eine Mischung von Terephthalsäuredimethylester, Aminocapronsäure oder Caprolaetam und Äthylenglykol in beliebiger Reihenfolge in einer oder zwei Stufen unter den oben angeführten Bedingungen, so erhält man ein Harz von niedrigem Schmelzpunkt.A mixture of dimethyl terephthalate, aminocaproic acid or caprolaetam is condensed and ethylene glycol in any order in one or two stages below those listed above Conditions, a low melting point resin is obtained.
Wird Terephthalsäurediamid-N, N'-diessigsäuredimethylester (Fp. 1580) unter denselben Bedingungen^ wie oben beschrieben, mit Äthylenglykol polykondensiert, so erhält man ebenfalls ein niedermolekulares, pulveriges Produkt, das sich bei Temperaturen über 2000 unter Verfärbung zersetzt und keine festen Gebilde ergibt.If terephthalic acid diamide-N, N'-diacetic acid dimethyl ester (mp. 158 0 ) is polycondensed with ethylene glycol under the same conditions ^ as described above, a low molecular weight, powdery product is also obtained, which decomposes at temperatures above 200 0 with discoloration and no solid ones Structure results.
40 Gewichtsteile TerephthalsäuredliamidrN, N'-dicapronsäurediäthylenglykolester (Fp. 131°), den man z. B. aus dem Natriumsalz der Terephthalsäurediamid-N, N'-dicapronsäure und Äthylenchlorhydrin erhalten kann, 5 Gewichtsteile Äthylenglykol und 0,02 Gewichtsteile gelbes Bleioxyd werdein unter Rühren im Laufe von; 1 Stunde unter Ausschluß von Sauerstoff von 190 bis 2000 auf 230 bis 2400 erhitzt. Wenn eine Temperatur von 2200 erreicht ist, wird das Reaktionsgefäß langsam evakuiert, bis ein Druck von 0,5 bis 0,2 mm erreicht ist. Nach etwa 4 Stunden ist die Polykondensation40 parts by weight of TerephthalsäuredliamidrN, N'-dicapronsäurediäthylenglykolester (mp. 131 °), which z. B. from the sodium salt of terephthalic acid diamide-N, N'-dicaproic acid and ethylene chlorohydrin can be obtained, 5 parts by weight of ethylene glycol and 0.02 parts by weight of yellow lead oxide are stirred in the course of; Heated from 190 to 200 0 to 230 to 240 0 for 1 hour in the absence of oxygen. When a temperature of 220 0 is reached, the reaction vessel is slowly evacuated until a pressure of 0.5 to 0.2 mm is reached. The polycondensation takes place after about 4 hours
«09 580/509«09 580/509
F 10582 IVb/39cF 10582 IVb / 39c
beendet. Das Reaktionsprodukt hat etwa dieselben Eigenschaften wie das im Beispiel ι beschriebene.completed. The reaction product has approximately the same properties as that described in Example ι.
Claims (1)
Belgische Patentschrift Nr. 506816;
deutsche Patentanmeldung D 4385 IVc/ 39 c (Patent 869867).Considered publications:
Belgian Patent No. 506816;
German patent application D 4385 IVc / 39 c (patent 869867).
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