EP2268694A1 - Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier - Google Patents

Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier

Info

Publication number
EP2268694A1
EP2268694A1 EP09733485A EP09733485A EP2268694A1 EP 2268694 A1 EP2268694 A1 EP 2268694A1 EP 09733485 A EP09733485 A EP 09733485A EP 09733485 A EP09733485 A EP 09733485A EP 2268694 A1 EP2268694 A1 EP 2268694A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
group
impact modifier
epoxy resin
groups
block copolymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09733485A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Kramer
Jürgen Finter
Karsten Frick
Jan Olaf Schulenburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Priority to EP09733485A priority Critical patent/EP2268694A1/en
Publication of EP2268694A1 publication Critical patent/EP2268694A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/2805Compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/285Nitrogen containing compounds
    • C08G18/2865Compounds having only one primary or secondary amino group; Ammonia
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4866Polyethers having a low unsaturation value
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/671Unsaturated compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/6715Unsaturated monofunctional alcohols or amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/753Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
    • C08G18/755Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group and at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to a secondary carbon atom of the cycloaliphatic ring, e.g. isophorone diisocyanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/80Masked polyisocyanates
    • C08G18/8061Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/807Masked polyisocyanates masked with compounds having only one group containing active hydrogen with nitrogen containing compounds
    • C08G18/808Monoamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/4007Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
    • C08G59/4014Nitrogen containing compounds
    • C08G59/4021Ureas; Thioureas; Guanidines; Dicyandiamides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016Plasticisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/14Macromolecular compounds according to C08L59/00 - C08L87/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/20Macromolecular compounds having nitrogen in the main chain according to C08L75/00 - C08L79/00; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • C08L75/08Polyurethanes from polyethers

Definitions

  • Liquid rubbers have long been used for toughening.
  • liquid rubbers based on acrylonitrile / butadiene copolymers such as those available under the name Hypro TM (formerly Hycar®), have been used.
  • block segments which are immiscible in epoxy resin are, on the one hand, in particular polyether blocks prepared from alkylene oxides which have at least 4 C atoms, preferably butylene oxide, hexylene oxide and / or dodecylene oxide.
  • polyether blocks are polybutylene oxide, polyhexylene oxide and poly-dodecylene oxide blocks and mixtures thereof.
  • Polyhydrocarbyl polyols also called oligohydrocarbonols, such as, for example, polyhydroxy-functional ethylene-propylene, ethylene-butylene or ethylene-propylene-diene copolymers, for example produced by Kraton Polymers, or polyhydroxy-functional copolymers of dienes, such as 1,3-butanediene or diene mixtures and vinyl monomers such as styrene, acrylonitrile or isobutylene, or polyhydroxy-functional polybutadiene polyols, such as those which are prepared by copolymerization of 1, 3-butadiene and ailyl alcohol and may also be hydrogenated.
  • oligohydrocarbonols such as, for example, polyhydroxy-functional ethylene-propylene, ethylene-butylene or ethylene-propylene-diene copolymers, for example produced by Kraton Polymers, or polyhydroxy-functional copolymers of dienes, such as 1,3-butanediene or
  • Tetra phenols Tetra phenols. These are understood to mean not only pure phenols, but optionally also substituted phenols. The type of substitution can be very diverse. In particular, this is understood to mean a substitution directly on the aromatic nucleus to which the phenolic OH group is bonded. Phenols are furthermore not only understood as mononuclear aromatics, but also as polynuclear or condensed aromatics or heteroaromatics which have the phenolic OH group directly on the aromatic or heteroaromatic compounds. Due to the nature and position of such a substituent, among other things, the reaction necessary for the formation of the polyurethane polymer PU1 with isocyanates is influenced.
  • Preferred diphenols and dicresols prepared by reacting phenols or cresols with di-isopropylidenbenzene have a chemical structural formula as shown below for cresol, for example:
  • the polyisocyanate is preferably HDI, IPDI, MDI or TDI.
  • the polyurethane polymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and, in addition to at least one amphiphilic block copolymer which has at least one hydroxyl group, from an optionally substituted polyphenol Q PP .
  • the preparation of the polyurethane polymer PU1 is carried out in a
  • polyurethane polymer PU1 For the preparation of the polyurethane polymer PU1 from at least one polyisocyanate and at least one amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group, and optionally from at least one polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and / or at least one, optionally substituted, polyphenol Q PP Different options are available.
  • the polyurethane polymer PU1 can be reacted with at least one NCO-reactive compound to form a reaction product PU2. It has been found that both polyurethane polymer PU1 and its reaction product PU2 can be used in an outstanding manner as impact modifiers, in particular in epoxy resins. It has been shown that these impact modifiers occur evenly distributed in the cured matrix, in particular the epoxy resin matrix and already satisfy small amounts in order to increase the impact resistance of the matrix very strong. These impact modifiers self-form on curing a morphology, which is due to phase separation of epoxy resin and impact modifier (s), and depending on the used amphiphilic copolymer ball, Wurmoder vesicle-like. The size of these separate phases is especially in the nanometer range.
  • radicals Y 2 are in particular radicals which are selected from the group consisting of
  • R 9 , R 9 and R 10 each independently represent a
  • R 12 , R 13 and R 14 each independently represent an alkylene group having 2 to 5 C atoms, which optionally has double bonds or is substituted, or represents a phenylene group or a hydrogenated phenylene group.
  • R 15 , R 16 and R 17 are each independently H or one
  • R 5, R 6, R 7, R 8, R 9, R 9 'or R 10 is an alkylaryl group, this is particularly a group bonded through phenylene Cr to C 2 o alkyl group, such as tolyl or xylyl.
  • Y is a saturated or olefinically unsaturated
  • An impact modifier PU2 of the formula (I) is obtained from a
  • Isocyanate group having impact modifiers PU1 of the formula (III) the NCO-reactive compounds Y 2 -H and / or Y 3 -H produced.
  • the monohydroxyl epoxy compound of the formula (V) has 1, 2 or 3 epoxide groups.
  • the hydroxyl group of this monohydroxyl epoxy compound (V) may be a primary or a secondary hydroxyl group.
  • Such monohydroxyl epoxy compounds can be produced, for example, by reacting polyols with epichlorohydrin. Depending on the reaction, the reaction also produces the corresponding monohydroxy-epoxy compounds in various concentrations in the reaction of polyfunctional alcohols with epichlorohydrin as by-products. These can be isolated by conventional separation operations. In general, however, it is sufficient to use the product mixture obtained in the glycidylation reaction of polyols from completely and partially reacted to the glycidyl ether polyol.
  • hydroxyl-containing epoxides examples include butanediol monoglycidyl ether (contained in butanediol diglycidyl ether), hexanediol monoglycidyl ether (contained in hexanediol diglycidyl ether), cyclohexanedimethanol glycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether (contained in trimethylolpropane triglycidyl ether mixture), glycerol diglycidyl ether (contained in glycerol triglycidyl ether mixture), pentaerythritol triglycidyl ether (as Mixture contained in pentaerythritol tetraglycidyl ether).
  • trimethylolpropane diglycidyl ether which occurs in a relatively high proportion in commonly prepared Trimethylolpropant
  • distillation residues which are obtained in the production of high purity, distilled epoxy liquid resins. Such distillation residues have an up to three times higher concentration of hydroxyl-containing epoxides than commercially available undistilled epoxy liquid resins.
  • epoxides with a ß-hydroxy ether group prepared by the reaction of (poly) epoxides with a deficit of monovalent nucleophiles such as carboxylic acids, phenols, thiols or se ⁇ -amines can be used.
  • Epoxide compound of the formula (V) allows efficient reaction with terminal isocyanate groups of prepolymers without having to use disproportionate excesses of the epoxide component.
  • Both the impact modifier which is an isocyanate group-containing polyurethane polymer PU1, or which or a reaction product PU2 of this polyurethane product PU1 with at least one NCO-reactive compound, advantageously has an elastic character and is also advantageously soluble or dispersible in epoxy liquid resins.
  • thermosetting epoxy resin composition which
  • the epoxy resin A having an average of more than one epoxy group per molecule is preferably an epoxy liquid resin or a solid epoxy resin.
  • the term "solid epoxy resin” is well known to the person skilled in the art and is used in contrast to "liquid epoxy resins”.
  • the glass transition temperature of solid resins is above room temperature, i. they can be ground at room temperature to give pourable powders.
  • Preferred solid epoxy resins have the formula (X)
  • substituents R 'and R are independently of one another either H or CH 3. Furthermore, the subscript s stands for a value of> 1.5, in particular from 2 to 12.
  • Such solid epoxy resins are commercially available, for example, from Dow or Huntsman or Hexion.
  • epoxy resins in the narrower sense, i. where the index s one
  • liquid epoxy resins have the formula (XI)
  • the substituents R '"and R""independently of one another are either H or CH 3.
  • the index r stands for a value from 0 to 1.
  • r stands for a value of less than 0.2 Diglycidyl ether of bisphenol
  • DGEBA bisphenol-F and bisphenol A / F
  • 'A / F' refers to a mixture of acetone with formaldehyde, which is used as starting material in its preparation.
  • Such liquid resins are available, for example, as Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (Huntsman) or D.E.R. TM 331 or D.E.R. TM 330 (Dow) or Epikote 828 (Hexion).
  • epoxy resin A Also suitable as epoxy resin A are so-called novolacs. These have in particular the following formula:
  • the epoxy resin A is an epoxy liquid resin of the formula (XI).
  • the thermosetting epoxy resin composition contains both at least one epoxy liquid resin of the formula (XI) and at least one solid epoxy resin of the formula (X).
  • the proportion of epoxy resin A is preferably 10 to 85% by weight, in particular 15 to 70% by weight, preferably 15 to 60% by weight, of the weight of the composition.
  • the proportion of the previously described impact modifier PU1 or PU2 is preferably 1-45% by weight, in particular 3-30% by weight, based on the weight of the composition.
  • the inventive composition further contains at least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature. It is preferably a curing agent which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof.
  • substituted ureas such as 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea ( Monuron), 3-phenyl-1, 1-dimethylurea (fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron).
  • substituted ureas such as 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea ( Monuron), 3-phenyl-1, 1-dimethylurea (fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron).
  • Hardener B is preferably a hardener which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamine, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof; substituted ureas, in particular 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl- 1, 1-dimethylurea (fenuron), 3,4-dichloro phenyl-N, N-dimethylurea (diuron), N, N-dimethylurea as well as imidazoles, imidazole salts and amine complexes.
  • substituted ureas in particular 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylure
  • curing agent B is dicyandiamide.
  • the total amount of the curing agent B is 1 to 10% by weight, preferably 2 to 8% by weight, based on the weight of the total composition.
  • thermosetting epoxy resin composition may further include
  • Thixotropic agent C based on a urea derivative included.
  • the urea derivative is a reaction product of an aromatic monomeric diisocyanate with an aliphatic amine compound. It is also quite possible to react several different monomeric diisocyanates with one or more aliphatic amine compounds or a monomeric diisocyanate with several aliphatic amine compounds.
  • the reaction product of 4,4'-diphenylmethylene diisocyanate (MDI) with butylamine has proved to be particularly advantageous.
  • the urea derivative is preferably present in a carrier material.
  • the carrier material may be a plasticizer, in particular a phthalate or an adipate, preferably a diisodecyl phthalate (DIDP) or dioctyl adipate (DOA).
  • DIDP diisodecyl phthalate
  • DOA dioctyl adipate
  • the carrier may also be a non-diffusing carrier. This is preferred to ensure as little as possible migration after curing of unregulated components.
  • Preferred non-diffusing carriers are blocked polyurethane prepolymers.
  • the preparation of such preferred urea derivatives and support materials are described in detail in the patent application EP 1 152 019 A1.
  • the support material is advantageously a blocked polyurethane polymer, in particular obtained by reacting a trifunctional polyether polyol with IPDI and subsequent blocking of the terminal isocyanate groups with ⁇ -caprolactam.
  • the total amount of thixotropic agent C is 0-40% by weight, preferably 5-25% by weight, based on the weight the entire composition.
  • the ratio of the weight of the urea derivative to the weight of the carrier possibly present is preferably from 2:98 to 50:50, in particular from 5:95 to 25:75.
  • the heat-curing one-component epoxy resin composition additionally contains at least one further impact modifier D in addition to the previously described impact modifier PU1 or PU2.
  • the additional impact modifiers D may be solid or liquid.
  • this impact modifier D is a liquid rubber D1, which is a carboxyl- or epoxide-terminated acrylonitrile / butadiene copolymer or a derivative thereof.
  • liquid rubbers are commercially available, for example, under the name Hypro TM (formerly Hycar®) CTBN and CTBNX and ETBN from Nanoresins AG, Germany, and Emerald Performance Materials LLC).
  • the derivatives are in particular epoxy-containing elastomer-modified prepolymers, as under the product line Polydis®, preferably from the product line Polydis® 36 .., by the company Struktol® (Schill + Seilacher Group, Germany) or under the product line Albipox (Nanoresins, Germany) are commercially available suitable.
  • the impact modifier is N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl-N-(2-aminoethyl)-2-aminoethyl
  • D a polyacrylate liquid rubber D2, which is completely miscible with liquid epoxy resins and only separates into micro droplets when the epoxy resin matrix hardens.
  • polyacrylate liquid rubbers are available, for example, under the designation 20208-XPA from Rohm and Haas. It is clear to the expert that, of course, mixtures of
  • Liquid rubbers can be used, in particular mixtures of carboxyl or epoxy-terminated acrylonitrile / butadiene copolymers or derivatives thereof with epoxy-terminated polyurethane prepolymers.
  • the impact modifier D is a solid impact modifier which is an organic ion-exchanged layered mineral DE1.
  • the ion-exchanged layered mineral DE1 can either be
  • the cation-exchanged layered mineral DE1c is obtained here from a layered mineral DE1 'in which at least some of the cations have been replaced by organic cations.
  • Examples of such cation-exchanged layered minerals DE1c are in particular those mentioned in US 5,707,439 or in US 6,197,849.
  • the process for producing these cation-exchanged layered minerals DE1c is described there.
  • Preferred as layered mineral DE1 ' is a layered silicate.
  • the layered mineral DE1 ' is particularly preferably a phyllosilicate, as described in US Pat. No. 6,197,849, column 2, line 38 to column 3, line 5, in particular a bentonite.
  • Layer minerals DE1 ' such as kaolinite or a montmorillonite or a hectorite or an illite have proven particularly suitable. At least part of the cations of the layered mineral DE1 'is replaced by organic cations. Examples of such cations are n-octyl ammonium, trimethyldodecyl ammonium, dimethyl dodecyl ammonium or bis (hydroxyethyl) octadecyl ammonium or similar derivatives of amines which can be obtained from natural fats and oils; or guanidinium cations or amidinium cations; or cations of the N-substituted derivatives of pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, thiomorpholine; or cations of 1,4-diazobicyclo [2.2.2] octane (DABCO) and 1-azobicyclo [2.2.2] octane; or cations
  • Cyclic ammonium compounds are distinguished from linear ammonium compounds by an increased thermal stability, since the thermal Hoffmann - degradation can not occur with them.
  • Preferred cation-exchanged layer minerals DE1c are the
  • the anion-exchanged layered mineral DE1a is in this case obtained from a layered mineral DE1 "in which at least some of the anions have been exchanged by organic anions
  • An example of such an anion-exchanged layered mineral DE1a is a hydrotalcite DE1" in which at least one part the carbonate anions of the intermediate layers have been replaced by organic anions. It is quite possible that the composition simultaneously contains a cation-exchanged layered mineral DE1c and an anion-exchanged layered mineral DE1a.
  • the impact modifier D is a solid impact modifier which is a block copolymer DE2.
  • the block copolymer DE2 is obtained from an anionic or controlled radical polymerization of methacrylic acid ester with at least one further olefinic double bond
  • Monomers Preferred monomers having an olefinic double bond are those in which the double bond is conjugated directly with a heteroatom or with at least one further double bond.
  • monomers are suitable which are selected from the group comprising styrene, butadiene, acrylonitrile and vinyl acetate.
  • ASA acrylate-styrene-acrylic acid copolymers
  • block copolymers DE2 are block copolymers of methyl methacrylate, styrene and butadiene.
  • Such block copoly- mers are available, for example, as triblock copolymers under the group name SBM from Arkema.
  • the impact modifier D is a core-shell polymer DE3.
  • Core-shell polymers consist of an elastic core polymer and a rigid shell polymer.
  • Particularly suitable core-shell polymers consist of a core (core) of elastic acrylate or butadiene polymer which wraps around a rigid shell of a rigid thermoplastic polymer. This core-shell structure is formed either spontaneously by demixing a block copolymer or is given by the polymerization as latex or suspension polymerization with subsequent grafting.
  • Preferred core-shell polymers are so-called MBS polymers, which are commercially available under the trade names Clearstrength TM from Atofina, Paraloid TM from Rohm and Haas or F-351 TM from Zeon.
  • core-shell polymer particles which are already present as a dried polymer latex.
  • core-shell polymer particles which are already present as a dried polymer latex.
  • examples include GENIOPERL M23A from Wacker with polysiloxane core and acrylate shell, radiation-crosslinked
  • Rubber particles of the NEP series manufactured by Eliokem or Nanoprene by Lanxess or Paraloid EXL by Rohm and Haas.
  • nano-sized silicates in Epoxid Matiix as offered under the trade name Nonopox Nanoresins AG, Germany.
  • the impact modifier D is a reaction product DE4 of a carboxylated solid nitrile rubber with excess epoxy resin.
  • impact modifier D which may be present in the composition are impact modifiers which correspond to the impact modifier of the formula (I) already described but which do not have an amphiphilic block copolymer having a hydroxyl group (n) but are terminated on a polymer Q PM with endstability. or amino-substituted, thiol or hydroxyl groups and from an optionally substituted, polyphenol Q PP , as they have already been disclosed for the preparation of the polyurethane polymer (PU1) based.
  • PU1 polyurethane polymer
  • Particularly suitable as impact modifier D optionally present in the composition are those disclosed in the following articles or patent specifications, the contents of which are hereby incorporated by reference: EP 0 308 664 A1, in particular formula (I), especially page 5, Line 14 to page 13, line 24; EP 0 338 985 A1, EP 0 353 190 A1, WO 00/20483 A1, in particular formula (I), especially page 8, line 18 to page 12, line 2; WO 01/94492 A1, in particular the reaction products denoted D) and E), especially page 10, line 15 to page 14, line 22; WO 03/078163 A1, in particular the acrylate-terminated polyurethane resin designated B), especially page 14, line 6 to page 14, line 35; WO 2005/007766 A1, in particular formula (I) or (II), especially page 4, line 5 to page 11 to line 20; EP 1 728 825 A1, in particular formula (I), especially page 3, line 21 to page 4 to line 47; WO 2006/052726 A1, in particular the amphiphilic block copoly
  • the proportion of impact modifiers D is advantageously used in an amount of 1 to 35% by weight, in particular 1 to 25% by weight, based on the weight of the composition.
  • the composition additionally contains at least one filler F.
  • This is preferably mica, talc, kaolin, wollastonite, feldspar, syenite, chlorite, bentonite, montmorillonite, calcium carbonate (precipitated or ground), dolomite, quartz, silicic acids (pyrogenic or precipitated), cristobalite, calcium oxide, aluminum hydroxide, magnesium oxide, ceramic hollow spheres, glass hollow spheres, organic hollow spheres, glass spheres, color pigments.
  • Filler F is meant to mean both the organic coated and the uncoated commercially available and known to those skilled forms. Another example is functionalized alumoxanes such. In US
  • the total content of the total filler F is 3 to 50% by weight, preferably 5 to 35% by weight, in particular 5 to 25% by weight, based on the weight of the total composition.
  • the composition contains a physical or chemical blowing agent, as available, for example, under the trade name Expancel TM from Akzo Nobel or Celogen TM from Chemtura.
  • the proportion of blowing agent is advantageously 0.1-3% by weight on the weight of the composition.
  • the composition additionally contains at least one epoxy group-carrying reactive diluent G.
  • reactive diluents G are in particular:
  • Alcohols in particular selected from the group consisting of
  • Glycidyl ethers of trifunctional or polyfunctional, saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain alcohols such as epoxidized castor oil, epoxidized trimethylolpropane, epoxidized pentaerythrol or polyglycidyl ethers of aliphatic polyols, such as sorbitol, glycerol or trimethylolpropane.
  • Glycidyl ethers of phenolic and aniline compounds in particular selected from the group consisting of phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-tert-butylphenyl glycidyl ether, nonylphenol glycidyl ether, 3-n-pentadecenyl glycidyl ether (from cashew nut shell oil), N, N-diglycidyl aniline and triglycidyl of p-aminophenol.
  • Epoxidized mono- or dicarboxylic acids in particular selected from the group consisting of glycidyl neodecanoate, glycidyl methacrylate, glycidyl benzoate, diglycidyl phthalate, tetra- and hexahydrophthalate, and diglycidyl esters of dimeric fatty acids and cetyl terephthalic and trimelitic esters.
  • Epoxidized di- or trifunctional, low to high molecular weight polyether polyols in particular polyethylene glycol diglycidyl ethers or polypropyleneglycol diglycidyl ethers.
  • hexanediol diglycidyl ether cresyl glycidyl ether, p-fe / f-butylphenyl glycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether and polyethylene glycol diglycidyl ether.
  • the total proportion of the epoxide group-carrying reactive diluent G is 0.1-20% by weight, preferably 1-8% by weight, based on the weight of the total composition.
  • the composition may contain other ingredients, in particular
  • Thixotropic agents plasticizers, solvents, mineral or organic fillers, blowing agents, dyes and pigments, corrosion inhibitors, surfactants, defoamers and adhesion promoters include.
  • plasticizers are phenol alkyl sulfonic acid esters or benzenesulfonic acid N-butyl amide, such as are commercially available as Mesamoll® or Dellatol BBS from Bayer.
  • Particularly suitable stabilizers are optionally substituted phenols, such as BHT or Wingstay® T (elixirs), sterically hindered amines or N-oxyl compounds, such as TEMPO (Evonik). It has been shown that the described thermosetting
  • Epoxy resin compositions are particularly suitable as one-component adhesives.
  • Such a one-component adhesive has a wide range of uses.
  • thermosetting one-component adhesives are feasible, which are characterized by a high impact strength, both at higher temperatures and especially at low temperatures, in particular between 0 0 C to -40 ° C.
  • Such adhesives are needed for bonding heat stable materials.
  • Heat-resistant materials are materials which at a curing temperature from 100 to 220 0 C, preferably 120-200 0 C are dimensionally stable at least during the curing time.
  • these are metals and plastics such as ABS, polyamide, polyphenylene ethers, composite materials such as SMC, unsaturated polyester GRP, epoxy or acrylate composites.
  • Preferred is the application in which at least one material is a metal.
  • Particularly preferred use is the bonding of the same or different metals, especially in the shell in the automotive industry.
  • the preferred metals are, above all, steel, in particular electrolytically galvanized, hot-dip galvanized, oiled steel, Bonazink-coated steel, and subsequently phosphated steel, as well as aluminum in particular in the variants typically occurring in the car industry.
  • Such an adhesive is in particular first contacted with the materials to be bonded at a temperature of between 10 ° C and 80 0 C, in particular between 10 0 C and 60 ° C, and later cured at a temperature of typically 100 - 220 ° C, preferably 120-200 ° C.
  • a further aspect of the present invention relates to a method for bonding heat-stable substrates, comprising the steps of: i) applying a one-component thermosetting epoxy resin composition, as described in detail above, to the surface of a heat-stable substrate S1, in particular a metal; ii) contacting the applied thermosetting epoxy resin composition with the surface of another heat-stable substrate S2, in particular a metal; iii) heating the epoxy resin composition to a temperature of 100 to 130 ° C, preferably from 115 to 125 0 C; iv) contacting the substrates S1 and S2 and in contact therewith thermosetting epoxy resin with a washing liquid at a temperature between 20 and 100 0 C, in particular between 40 and 70 ° C; preferably between 50 and 70 ° C v) heating the composition to a temperature of 140-220 0 C, in particular 140-200 ° C, preferably 160-190 0 C.
  • the substrate S2 here consists of the same or a different material as the substrate S1. From such a method for bonding heat-stable materials results in a bonded article.
  • Such an article is preferably a vehicle or an attachment of a vehicle.
  • compositions according to the invention in addition to heat-curing adhesives, sealing compounds or coatings can also be realized.
  • novel compositions are not only suitable for the automotive industry but also for other applications. Particularly noteworthy are related applications in transport engineering such as ships, trucks, buses or rail vehicles or in the construction of consumer goods such as washing machines.
  • compositions according to the invention materials are used at temperatures between typically 12O 0 C and -4O 0 C, preferably between 100 0 C and -40 0 C, in particular between 80 ° C and -4O 0 C used. It is possible to formulate compositions which typically have fracture energies, measured according to ISO 11343, of more than 5.0 J at 23 0 C and more than 2.0 J at -3O 0 C. Typically, compositions can be formulated which have fracture energies of more than 8.0 J at 23 0 C and of more than 4.0 J at -30 0 C. Particularly advantageous compositions have even fracture energies of more than 10.0 J at 23 ° C and more than 9.0 J at -3O 0 C.
  • thermosetting epoxy resin composition is its use as a thermosetting structural adhesive in vehicle construction.
  • a further aspect of the present invention relates to the use of an amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group, for the production of impact modifiers comprising urethane groups.
  • the at least one hydroxyl group-containing amphiphilic block copolymers and their use for producing urethane-containing impact modifiers have already been described in detail previously. Examples
  • a thixotropic agent based on a urea derivative in a non-diffusing carrier material
  • a thixotropic agent according to patent application EP 1 152 019 A1 was prepared in a blocked polyurethane prepolymer with the above-mentioned raw materials:
  • a polyether polyol (Desmophen 3060BS; 3000 Dalton; OH number 57 mg / g KOH) were placed environmentally under vacuum and stirring at 90 0 C with 140.0 g of IPDI, and 0.10g of dibutyltin dilaurate to form the isocyanate-terminated prepolymer.
  • the reaction was performed until a constant NCO content of 3.41% after 2.5h (theoretical NCO content: 3.60%).
  • the free isocyanate groups were blocked at 9O 0 C under vacuum with 69.2 g of caprolactam (2% surplus) , wherein an NCO content of ⁇ 0.1% was reached after 3 h.
  • Glass transition temperature (T ⁇ ) The glass transition temperature was determined by DSC. A device Mettler DSC822 6 was used for this purpose. 10-20 mg of the compositions were each weighed into an aluminum pan. After the sample had been cured in the DSC for 30 min. At 175 0 C, the sample was cooled to -20O 0 C and then heated at a heating rate of 10 ° C / min to 15O 0 C. The glass transition temperature was determined from the measured DSC curve using the DSC software.

Abstract

The present invention relates to novel impact modifiers which are obtained by reaction of amphiphilic block copolymers. These impact modifiers are particularly suitable for use in heat-curing epoxy resin adhesives.

Description

AUF AMPHIPHILEM BLOCK-COPOLYMER BASIERENDES BASED ON AMPHIPHILEM BLOCK COPOLYMER
POLYURETHAN-POLYMER UND DESSEN VERWENDUNG ALS SCHLAGZÄHIGKEITSMODIFIKATORPOLYURETHANE POLYMER AND ITS USE AS IMPACTORITY MODIFIER
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schlagzähigkeitsmodifikatoren und das Gebiet der hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzungen.The invention relates to the field of impact modifiers and the field of thermosetting epoxy resin compositions.
Stand der Technik Schlagzähigkeitsmodifikatoren werden schon seit langem dazu eingesetzt, um die Festigkeit von Klebstoffen bei schlagartiger Krafteinwirkung zu verbessern. Insbesondere Epoxidharzzusammensetzungen weisen generell zwar hohe mechanische Festigkeiten auf, sind jedoch sehr spröde, das heisst bei einer schlagartigen Krafteinwirkung, wie sie beispielsweise in einem Zusammenstoss von Fahrzeugen eintritt, bricht das gehärtete Epoxidharz und führt zu einer Zerstörung des Verbundes.Background Art Impact modifiers have long been used to improve the strength of adhesives in the event of sudden impact. In particular, epoxy resin compositions generally have high mechanical strengths, but are very brittle, that is, in a sudden force, such as occurs in a collision of vehicles breaks the cured epoxy resin and leads to destruction of the composite.
Es wurden schon seit langem Vorschläge gemacht, die Schlagzähigkeit durch Verwendung von Schlagzähigkeitsmodifikatoren zu erhöhen. Flüssigkautschuke werden schon seit längerem zur Zähigkeitsmodifizierung eingesetzt. Beispielsweise wurden Flüssigkautschuke auf Basis von Acrylnitril/Butadien-Copolymeren, wie sie beispielsweise unter dem Namen Hypro™(früher Hycar®) erhältlich sind, eingesetzt.Proposals have long been made to increase impact strength through the use of impact modifiers. Liquid rubbers have long been used for toughening. For example, liquid rubbers based on acrylonitrile / butadiene copolymers, such as those available under the name Hypro ™ (formerly Hycar®), have been used.
EP 0 338 985 A2 beschreibt schlagzähe Epoxidharzzusammensetzun- gen, welche neben Flüssigkautschuken auf Basis von Acrylnitril/Butadien- Copolymeren zusätzlich auch Flüssigkautschuke auf Basis von Polyurethan- prepolymere aufweisen, welche mit einem Phenol oder einem Lactam terminiert sind.EP 0 338 985 A2 describes impact-resistant epoxy resin compositions which, in addition to liquid rubbers based on acrylonitrile / butadiene copolymers, additionally comprise liquid rubbers based on polyurethane prepolymers which are terminated with a phenol or a lactam.
WO 2005/007766 A1 offenbart Epoxidharzzusammensetzungen, welche ein Reaktionsprodukt eines Isocyanatgruppen-terminierten Prepoly- mers und eines Blockierungsmittels, welches ausgewählt ist aus der Gruppe Bisphenol, Phenol, Benzylalkohol, Aminophenol oder Benzylamin enthalten. Derartige Epoxidharzzusammensetzungen zeigen jedoch Schwächen in der Tieftemperaturschlagzähigkeit (<0°C) auf.WO 2005/007766 A1 discloses epoxy resin compositions which contain a reaction product of an isocyanate-terminated prepolymer and a blocking agent which is selected from the group bisphenol, phenol, benzyl alcohol, aminophenol or benzylamine. However, such epoxy resin compositions have weaknesses in low temperature impact strength (<0 ° C).
WO 03/093387 A1 offenbart schlagzähe Epoxidharzzusammensetzungen, welche Addukte von Dicarbonsäuren mit Glycidylethem oder von Bis(aminophenyl)sulfon-Isomeren oder aromatischen Alkoholen mit Glycidylethem enthalten. Diese Zusammensetzungen weisen jedoch ebenfalls Defizite in der Tieftemperaturschlagzähigkeit (<0°C) auf.WO 03/093387 A1 discloses impact-resistant epoxy resin compositions which contain adducts of dicarboxylic acids with glycidyl ethers or of bis (aminophenyl) sulfone isomers or aromatic alcohols with glycidyl ethers. However, these compositions also have deficiencies in low temperature impact strength (<0 ° C).
Vor kurzem wurde z.B. in WO 2006/052725 A1 , WO 2006/052726 A1 , WO 2006/052727 A1 , WO 2006/052728 A1 , WO 2006/052729 A1 , WO 2006/052730 A1 , WO 2005/097893 A1 , vorgeschlagen, amphiphile Block- copolymere für Epoxidharzzusammensetzungen zu verwenden.Recently, e.g. in WO 2006/052725 A1, WO 2006/052726 A1, WO 2006/052727 A1, WO 2006/052728 A1, WO 2006/052729 A1, WO 2006/052730 A1, WO 2005/097893 A1, proposed amphiphilic block copolymers for To use epoxy resin compositions.
Es hat sich aber gezeigt, dass diese Schlagzähigkeitsmodifikatoren zwar wirken, dass aber diese Erhöhung der Schlagzähigkeit, insbesondere der der Tieftemperaturschlagzähigkeit noch ungenügend ist.However, it has been shown that these impact modifiers act, but that this increase in impact strength, in particular that of low-temperature impact strength, is still insufficient.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, neue Schlagzähigkeitsmodifikatoren zur Verfügung zu stellen, welche eine Verbesserung der Schlagzähigkeit aufweisen, insbesondere bei tiefen Temperaturen. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe durchObject of the present invention is therefore to provide new impact modifiers available, which have an improvement in impact resistance, especially at low temperatures. Surprisingly, it has now been found that this task is accomplished by
Schlagzähigkeitsmodifikatoren gemäss Anspruch 1 gelöst werden kann.Impact modifiers according to claim 1 can be solved.
Es wurde gefunden, dass sich diese Schlagzähigkeitsmodifikatoren bestens für den Einsatz in hitzehärtenden Epoxidharzklebstoffen eignen.It has been found that these impact modifiers are best suited for use in thermosetting epoxy resin adhesives.
Insbesondere hat sich gezeigt, dass Kombinationen von unterschiedlichen erfindungsgemässen Schlagzähigkeitsmodifikatoren untereinander und/oder mit anderen Schlagzähigkeitsmodifikatoren besonders vorteilhaft sind. Es hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz Schlagzähigkeitsmodifikatoren dieIn particular, it has been found that combinations of different impact modifiers according to the invention with one another and / or with other impact modifiers are particularly advantageous. It has been shown that by using impact modifiers the
Glasumwandlungstemperatur (Tg) der ausgehärteten Matrix nicht oder nicht wesentlich negativ beeinflusst werden. Es lassen sich mit Epoxidharzen problemlos Tgs von über 1000C zuweilen gar von über 125°C, erreichen.Glass transition temperature (Tg) of the cured matrix are not affected or not significantly negatively. It can be with epoxy resins easily Tg of about 100 0 C at times even above 125 ° C, to achieve.
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Wege zur Ausführung der ErfindungFurther aspects of the present invention are the subject of further independent claims. Particularly preferred embodiments are the subject of the dependent claims. Ways to carry out the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt einen Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher ein Isocyanatgruppen aufweisendes Polyurethan-Polymer PU1 oder ein Umsetzungsprodukt PU2 dieses Polyurethanproduktes PU1 mit mindestens einer NCO-reaktiven Verbindung ist. Das Isocyanatgruppen aufweisende Polyurethan-Polymer PU1 wird hierbei hergestellt aus mindestens einem Polyisocyanat und mindestens einem amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, und gegebenenfalls mindestens einer Verbindung mit mindestens zwei NCO-reaktiven Gruppen.The present invention relates in a first aspect to an impact modifier which is an isocyanate group-containing polyurethane polymer PU1 or a reaction product PU2 of this polyurethane product PU1 with at least one NCO-reactive compound. The isocyanate group-containing polyurethane polymer PU1 is in this case prepared from at least one polyisocyanate and at least one amphiphilic block copolymer which has at least one hydroxyl group, and optionally at least one compound having at least two NCO-reactive groups.
In der gesamten hier vorliegenden Schrift werden mit der Vorsilbe „Poly" in „Polyisocyanat", „Polyol", „Polyphenol" und „Polymercaptan" Moleküle bezeichnet, die formal zwei oder mehr der jeweiligen funktionellen Gruppen enthalten. Unter einem „Schlagzähigkeitsmodifikator" wird im vorliegendenThroughout the specification herein, the prefix "poly" in "polyisocyanate", "polyol", "polyphenol" and "polymercaptan" refers to molecules that formally contain two or more of the respective functional groups present
Dokument ein Zusatz zu einer Kunststoffmatrix, insbesondere einer Epoxidharzmatrix, verstanden, der bereits bei geringen Zuschlägen, insbesondere von 0.1 - 35 Gew.-%, bevorzugt von 0.5 - 15 Gew.-%, eine deutliche Zunahme der Zähigkeit der ausgehärteten Matrix bewirkt und somit in der Lage ist, höhere Biege-, Zug-, Schlag- oder Stossbeanspruchung aufzunehmen, bevor die Matrix einreisst oder bricht.Document an addition to a plastic matrix, in particular an epoxy resin, understood that even at low surcharges, in particular from 0.1 to 35 wt .-%, preferably from 0.5 to 15 wt .-%, causes a significant increase in the toughness of the cured matrix and thus is able to absorb higher bending, tensile, impact or impact stress before the matrix breaks or breaks.
Als amphiphiles Blockcopolymer wird im vorliegenden Dokument ein Copolymer verstanden, welches mindestens ein Blocksegment, welches mit Epoxidharz mischbar ist, und mindestens ein Blocksegment, welches mit Epoxidharz nicht mischbar ist, enthält. Insbesondere sind amphiphile Blockco- polymere solche, wie sie offenbart werden in WO 2006/052725 A1 , WO 2006/052726 A1 , WO 2006/052727 A1 , WO 2006/052728 A1 ,As amphiphilic block copolymer is understood in the present document, a copolymer containing at least one block segment which is miscible with epoxy resin, and at least one block segment which is immiscible with epoxy resin contains. In particular, amphiphilic block copolymers are those disclosed in WO 2006/052725 A1, WO 2006/052726 A1, WO 2006/052727 A1, WO 2006/052728 A1,
WO 2006/052729 A1 , WO 2006/052730 A1 , WO 2005/097893 A1 , deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Beispiele für in Epoxidharz mischbare Blocksegmente sind besondersWO 2006/052729 A1, WO 2006/052730 A1, WO 2005/097893 A1, the content of which is hereby incorporated by reference. Examples of epoxy resin-miscible block segments are particularly
Polyethylenoxid-, Polypropylenoxid-, Poly(ethylenoxid-co-propylenoxid)- und Poly(ethylenoxid-ran-propylenoxid)-Blöcke sowie deren Mischungen. Beispiele für in Epoxidharz nicht mischbare Blocksegmente sind einerseits insbesondere Polyether-Blöcke hergestellt aus Alkylenoxiden, welche mindestens 4 C-Atome aufweisen, bevorzugt Butylenoxid, Hexylenoxid und/oder Dodecylenoxid. Insbesondere als derartige Polyether-Blöcke bevorzugt sind Polybutylenoxid-, Polyhexylenoxid- und PoIy Dodecylenoxid- Blöcke sowie deren Mischungen.Polyethylene oxide, polypropylene oxide, poly (ethylene oxide-co-propylene oxide) and poly (ethylene oxide-ran-propylene oxide) blocks and mixtures thereof. Examples of block segments which are immiscible in epoxy resin are, on the one hand, in particular polyether blocks prepared from alkylene oxides which have at least 4 C atoms, preferably butylene oxide, hexylene oxide and / or dodecylene oxide. Especially preferred as such polyether blocks are polybutylene oxide, polyhexylene oxide and poly-dodecylene oxide blocks and mixtures thereof.
Beispiele für in Epoxidharz nicht mischbare Blocksegmente sind andererseits Polyethylen-, Polyethylenpropylen-, Polybutadien-, Polyisopren-, PoIy- dimethylsiloxan- und Polyalkylmethacrylat-Blöcke sowie deren Mischungen.On the other hand, examples of block segments which are immiscible in epoxy resin are polyethylene, polyethylene-propylene, polybutadiene, polyisoprene, polydimethylsiloxane and polyalkyl methacrylate blocks and mixtures thereof.
In einer Ausführungsform ist das mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisende amphiphile Blockcopolymer ein Blockcopolymer aus Ethylenoxid und/oder Propylenoxid sowie mindestens einem weiteren Alkylenoxid mit mindestens 4 C-Atomen, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Butylenoxid, Hexylenoxid und Dodecylenoxid.In one embodiment, the at least one hydroxyl group-containing amphiphilic block copolymer is a block copolymer of ethylene oxide and / or propylene oxide and at least one further alkylene oxide having at least 4 C atoms, preferably from the group consisting of butylene oxide, hexylene oxide and dodecylene oxide.
In einer weiteren, bevorzugten, Ausführungsform ist das mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisende amphiphile Blockcopolymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(isopren-block-ethylenoxid)-Blockcopolymere (PI-b-PEO), PolyCethylenpropylen-b-ethylenoxid^Blockcopolymere (PEP-b- PEO), Poly(butadien-b-ethylenoxid)-Blockcopolymere (PB-b-PEO), Poly(iso- pren-b-ethylenoxid-b-isopren)-Blockcopolymere (PI-b-PEO-PI), Poly(isopren-b- ethylenoxid-methylmethacrylat)-Blockcopolymere (PI-b-PEO-b-PMMA) und Poly(ethylenoxid)-b-poly(ethylen-alt-propylen)-Blockcopolymere (PEO-PEP).In another preferred embodiment, the amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group is selected from the group consisting of poly (isoprene-block-ethylene oxide) block copolymers (PI-b-PEO), poly (ethylene-propylene-b-ethylene oxide) block copolymers (PEP-b - PEO), poly (butadiene-b-ethylene oxide) block copolymers (PB-b-PEO), poly (isoprene-b-ethylene oxide-b-isoprene) block copolymers (PI-b-PEO-PI), poly ( isoprene-b-ethylene oxide-methyl methacrylate) block copolymers (PI-b-PEO-b-PMMA) and poly (ethylene oxide) -b-poly (ethylene-old-propylene) block copolymers (PEO-PEP).
Die amphiphilen Blockcopolymere können insbesondere als Diblock, Triblock oder Tetrablock vorliegen. Bei Multiblocks, d.h. insbesondere bei Trioder Tetrablocks, können diese linear oder verzweigt, insbesondere als Sternblock (star block), vorliegen. Die Herstellung der amphiphilen Blockcopolymere ist dem Fachmann beispielsweise aus Macromolecules 1996, 29, 6994 - 7002 und Macromolecules 2000, 33, 9522-9534 und J. Polym. Sei. Part B: Polym. Phys. 2007, 45, 3338-3348, deren Offenbarung hiermit über Bezugnahme durch Referenz miteingeschlossen wird, bekannt. Das amphiphile Blockcopolymer weist mindestens eine Hydroxylgruppe auf. Je nach Herstellverfahren kann das amphiphile Blockcopolymer eine oder mehrere Hydroxylgruppen aufweisen.The amphiphilic block copolymers may be present in particular as diblock, triblock or tetrablock. In multiblocks, ie in particular in Trioder tetrablocks, these may be linear or branched, in particular as a star block (star block) present. The preparation of the amphiphilic block copolymers is known to those skilled in the art, for example from Macromolecules 1996, 29, 6994-7002 and Macromolecules 2000, 33, 9522-9534 and J. Polym. Be. Part B: Polym. Phys. 2007, 45, 3338-3348, the disclosure of which is hereby incorporated by reference Reference is known. The amphiphilic block copolymer has at least one hydroxyl group. Depending on the preparation method, the amphiphilic block copolymer may have one or more hydroxyl groups.
Wird beispielsweise bei der Polymerisierung von Alkylenoxiden mit Methanol gestartet und mit Säure abgebrochen, entsteht ein amphiphiles Blockcopolymer mit einer Hydroxylgruppe.If, for example, the polymerization of alkylene oxides is started with methanol and terminated with acid, an amphiphilic block copolymer having a hydroxyl group is formed.
Wird hingegen mit einem Diol, z.B. Ethylenglycol, gestartet, entsteht ein amphiphiles Blockcopolymer mit zwei Hydroxylgruppen.If, however, with a diol, e.g. Ethylene glycol, started, produces an amphiphilic block copolymer with two hydroxyl groups.
Werden Alkohole mit drei, vier bzw. noch mehr Hydroxylgruppen als Starter verwendet, entstehen dementsprechend amphiphiles Blockcopolymere mit drei, vier bzw. noch mehr Hydroxylgruppen.If alcohols having three, four or even more hydroxyl groups are used as initiators, accordingly amphiphilic block copolymers having three, four or even more hydroxyl groups are formed.
Die Herstellung kann beispielsweise in einem sequentiellen Synthese- prozess erfolgen, in welchem zuerst das erste Monomer, z.B. Butylenoxid, unter Mithilfe eines Starters polymerisiert wird, gefolgt von der Zugabe des zweiten Monomers, z.B. Ethylenoxid, welches an das Ende des entstandenen Polymerisat des ersten Monomers anpolymerisiert wird. So kann beispielsweise unter Verwendung von einem Monol als Starter ein amphiphiles Diblockco- polymer Poly(ethylenoxid)-b-Poly(butylenoxid) (PEO-PBO) hergestellt werden. Unter Verwendung eines Diols entsteht so beispielsweise ein amphiphiles Tri- blockcopolymer Poly(ethylenoxid)-b-Poly(butylenoxid)-Poly(ethylenoxid) (PEO- PBO-PEO).The preparation can be carried out, for example, in a sequential synthesis process in which first the first monomer, e.g. Butylene oxide is polymerized with the aid of a starter, followed by the addition of the second monomer, e.g. Ethylene oxide, which is grafted onto the end of the resulting polymer of the first monomer. Thus, for example, using a monol as a starter, an amphiphilic diblock copolymer poly (ethylene oxide) -b-poly (butylene oxide) (PEO-PBO) can be prepared. By using a diol, for example, an amphiphilic tri-block copolymer poly (ethylene oxide) -b-poly (butylene oxide) -poly (ethylene oxide) (PEO-PBO-PEO) is formed.
Es kann aber auch zuerst ein erstes Monomer, z.B. Butylenoxid, unter Mithilfe eines Starters polymerisiert werden, gefolgt von der Zugabe einer Mi- schung von zwei oder mehreren Monomeren, z.B. eine Mischung von Ethylenoxid und Butlyenoxid, welches an das Ende des entstandenen Polymerisat des ersten Monomers anpolymerisiert werden. So kann beispielsweise ein amphiphiles Blockcopolymer Poly(ethylenoxid/butylenoxid)-Poly(butylenoxid)- Poly(ethylenoxid/butylenoxid) (PEO/BO-PBO-PEO/BO) hergestellt werden. Zusätzlich zum mindestens einen amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, kann noch mindestens eine Verbindung mit mindestens zwei NCO-reaktiven Gruppen eingesetzt werden. Insbesondere stellen Polymere QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen; und / oder gegebenenfalls substituierte Polyphenole QPP derartige Verbindung mit mindestens zwei NCO-reaktiven Gruppen dar.However, it is also possible first to polymerize a first monomer, for example butylene oxide, with the aid of a starter, followed by the addition of a mixture of two or more monomers, for example a mixture of ethylene oxide and butylene oxide, which is attached to the end of the resulting polymer of the first Monomers are polymerized. Thus, for example, an amphiphilic block copolymer poly (ethylene oxide / butylene oxide) -poly (butylene oxide) -poly (ethylene oxide / butylene oxide) (PEO / BO-PBO-PEO / BO) can be prepared. In addition to the at least one amphiphilic block copolymer which has at least one hydroxyl group, it is also possible to use at least one compound having at least two NCO-reactive groups. In particular, polymers Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups; and / or optionally substituted polyphenols QPP such compound having at least two NCO-reactive groups.
Als Polymere QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen sind insbesondere geeignet Polymere QPM mit zwei oder drei endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen.As polymers Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups are particularly suitable polymers QPM having two or three terminal amino, thiol or hydroxyl groups.
Die Polymere QPM weisen vorteilhaft ein Equivalenzgewicht von 300 - 6OOO1 insbesondere von 600 - 4'00O, bevorzugt von 700 - 2'200 g/Equivalent NCO-reaktiver Gruppen auf.The polymers QPM advantageously have an equivalent of 300 - 6OOO 1 in particular of 600 - 4'00O, preferably 700 - 2200 g / equivalent of NCO-reactive groups.
Als Polymere QPM geeignet sind Polyole, beispielsweise die folgenden handelsüblichen Polyole oder beliebige Mischungen davon:Suitable polymers Q PM are polyols, for example the following commercially available polyols or any mixtures thereof:
- Polyoxyalkylenpolyole, auch Polyetherpolyole oder Oligoetherole genannt, welche Polymerisationsprodukte von Ethylenoxid, 1 ,2-Propylenoxid, 1 ,2- oder 2,3-Butylenoxid, Oxetan, Tetra hydrofu ran oder Mischungen davon sind, eventuell polymerisiert mit Hilfe eines Startermoleküls mit zwei oder mehreren aktiven Wasserstoffatomen wie beispielsweise Wasser, Ammoniak oder Verbindungen mit mehreren OH- oder NH-Gruppen wie beispielsweise 1 ,2-Ethandiol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, die isomeren Dipropylenglykole und Tripropylenglykole, die isomeren Butandiole, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, Decandiole, Undecandiole, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, 1 ,1 ,1-Tri- methylolethan, 1 ,1 ,1-Trimethylolpropan, Glycerin, Anilin, sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen. Eingesetzt werden können sowohl Polyoxyalkylenpolyole, die einen niedrigen Ungesättigtheitsgrad aufweisen (gemessen nach ASTM D-2849-69 und angegeben in Milliequivalent Ungesättigtheit pro Gramm Polyol (mEq/g)), hergestellt beispielsweise mit Hilfe von sogenannten Double Metal Cyanide Complex-Katalysatoren (DMC-Katalysatoren), als auch Polyoxyalkylenpolyole mit einem höheren Ungesättigtheitsgrad, hergestellt beispielsweise mit Hilfe von anionischen Katalysatoren wie NaOH, KOH, CsOH oder Alkalialkoholaten. Besonders geeignet sind Polyoxyalkylendiole oder Polyoxyalkylentriole, insbesondere Polyoxypropylendiole oder Polyoxypropylentriole. Speziell geeignet sind Polyoxyalkylendiole und -triole mit einem Unge- sättigtheitsgrad tiefer als 0.02 mEq/g und mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1O00 - 30O00 g/mol, sowie Polyoxypropylendiole und -triole mit einem Molekulargewicht von 400 - 8'0OO g/mol. Ebenfalls besonders geeignet sind sogenannte Ethylenoxid-terminierte („EO-endcapped", ethylene oxide-endcapped) Polyoxypropylenpolyole. Letztere sind spezielle Polyoxypropylenpolyoxyethylenpolyole, die beispielsweise dadurch erhalten werden, dass reine Polyoxypropylenpolyole, insbesondere Polyoxypropylendiole und -triole, nach Abschluss der Polypropoxylierungsreaktion mit Ethylenoxid weiter alkoxyliert werden und dadurch primäre Hydroxylgruppen aufweisen.- Polyoxyalkylenpolyole, also called polyether polyols or oligoetherols, which are polymerization of ethylene oxide, 1, 2-propylene oxide, 1, 2- or 2,3-butylene oxide, oxetane, tetrahydrofuran or mixtures thereof, possibly polymerized with the aid of a starter molecule with two or a plurality of active hydrogen atoms such as water, ammonia or compounds having several OH or NH groups such as 1, 2-ethanediol, 1, 2- and 1, 3-propanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, the isomeric dipropylene glycols and tripropylene glycols, the isomeric butanediols, pentanediols, hexanediols, heptanediols, octanediols, nonanediols, decanediols, undecanediols, 1,3- and 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, 1,1,1-trimethylolethane, 1,1,1 Trimethylolpropane, glycerol, aniline, and mixtures of the aforementioned compounds. Both polyoxyalkylene polyols having a low degree of unsaturation (measured according to ASTM D-2849-69 and expressed in milliequivalents of unsaturation per gram of polyol (mEq / g)) prepared, for example, by means of so-called double metal cyanide complex catalysts (DMC) can be used. Catalysts), as well as polyoxyalkylene polyols having a higher degree of unsaturation, prepared for example with the aid of anionic catalysts such as NaOH, KOH, CsOH or alkali metal alkoxides. Particularly suitable are polyoxyalkylenediols or polyoxyalkylenetriols, in particular polyoxypropylenediols or polyoxypropylenetriols. Especially suitable are polyoxyalkylenediols and -triols having a degree of unsaturation lower than 0.02 meq / g and having a molecular weight in the range from 10 000 to 30 000 g / mol, and also polyoxypropylenediols and -triols having a molecular weight of 400-800 g / mol. Also particularly suitable are so-called ethylene oxide-terminated ("EO" endcapped) polyoxypropylene polyols, the latter being specific polyoxypropylene polyoxyethylene polyols obtained, for example, by pure polyoxypropylene polyols, especially polyoxypropylene diols and triols, upon completion of the polypropoxylation reaction with ethylene oxide alkoxylated and thereby have primary hydroxyl groups.
- Hydroxyterminierte Polybutadienpolyole, wie beispielsweise solche, die durch Polymerisation von 1 ,3-Butadien und Allylalkohol oder durch Oxida- tion von Polybutadien hergestellt werden, sowie deren Hydrierungsprodukte; - Styrol-Acrylnitril- oder Acrylnitril-Methylmethacrylat-gepfropfte Polyether- polyole, insbesondere wie sie beispielsweise von Elastogran unter dem Namen Lupranol® geliefert werden;Hydroxy-terminated polybutadiene polyols, such as those prepared by polymerization of 1,3-butadiene and allyl alcohol or by oxidation of polybutadiene, and their hydrogenation products; Styrene-acrylonitrile or acrylonitrile-methyl methacrylate-grafted polyether polyols, in particular as supplied, for example, by Elastogran under the name Lupranol®;
- Polyesterpolyole, auch Oligoesterole genannt, hergestellt beispielsweise aus zwei- bis dreiwertigen Alkoholen wie beispielsweise 1 ,2-Ethandiol, Di- ethylenglykol, 1 ,2-Propandiol, Dipropylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-Pentan- diol, 1 ,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Glycerin, 1 ,1 ,1-Tπmethylolpropan oder Mischungen der vorgenannten Alkohole mit organischen Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester wie beispielsweise Bernsteinsäure, Glutar- säure, Adipinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Hexahydrophthalsäure oder Mischungen der vorgenannten Säuren, sowie Polyesterpolyole aus Lactonen wie beispielsweise ε-Caprolacton.Polyesterpolyols, also called oligoesterols, prepared for example from dihydric to trihydric alcohols such as 1, 2-ethanediol, diethylene glycol, 1, 2-propanediol, dipropylene glycol, 1, 4-butanediol, 1, 5-pentanediol, 1 , 6-hexanediol, neopentyl glycol, glycerol, 1, 1, 1-trimethylolpropane or mixtures of the abovementioned alcohols with organic dicarboxylic acids or their anhydrides or esters such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid , Isophthalic acid, terephthalic acid and hexahydrophthalic acid or mixtures of the aforementioned acids, as well as polyester polyols from lactones such as ε-caprolactone.
- Polycarbonatpolyole, wie sie durch Umsetzung beispielsweise der oben genannten - zum Aufbau der Polyesterpolyole eingesetzten - Alkohole mit Dialkylcarbonaten, Diarylcarbonaten oder Phosgen zugänglich sind.Polycarbonate polyols as obtainable by reacting, for example, the abovementioned alcohols used to form the polyesterpolyols with dialkyl carbonates, diaryl carbonates or phosgene.
- Polyacrylat- und Polymethacrylatpolyole.Polyacrylate and polymethacrylate polyols.
- Polyhydroxyfunktionelle Fette und Öle, beispielsweise natürliche Fette und Öle, insbesondere Ricinusöl; oder durch chemische Modifizierung von natür- liehen Fetten und Ölen gewonnene - sogenannte oleochemische - Polyole, beispielsweise die durch Epoxidierung ungesättigter Öle und anschlies- sender Ringöffnung mit Carbonsäuren bzw. Alkoholen erhaltenen Epoxy- polyester bzw. Epoxypolyether, oder durch Hydroformylierung und Hydrierung ungesättigter Öle erhaltene Polyole; oder aus natürlichen Fetten und Ölen durch Abbauprozesse wie Alkoholyse oder Ozonolyse und anschliessender chemischer Verknüpfung, beispielsweise durch Umesterung oder Dimerisierung, der so gewonnenen Abbauprodukte oder Derivaten davon erhaltene Polyole. Geeignete Abbauprodukte von natürlichen Fetten und Ölen sind insbesondere Fettsäuren und Fettalkohole sowie Fettsäureester, insbesondere die Methylester (FAME), welche beispielsweise durch Hydroformylierung und Hydrierung zu Hydroxyfett- säureestern derivatisiert werden können.Polyhydroxy-functional fats and oils, for example natural fats and oils, in particular castor oil; or by chemical modification of natural lene fats and oils - so-called oleochemical polyols obtained, for example, the epoxy-polyester or epoxy polyether obtained by epoxidation of unsaturated oils and subsequent ring opening with carboxylic acids or alcohols, or polyols obtained by hydroformylation and hydrogenation of unsaturated oils; or from natural fats and oils by degradation processes such as alcoholysis or ozonolysis and subsequent chemical linkage, for example by transesterification or dimerization, of the resulting degradation products or derivatives thereof obtained polyols. Suitable degradation products of natural fats and oils are in particular fatty acids and fatty alcohols and fatty acid esters, in particular the methyl esters (FAME), which can be derivatized by hydroformylation and hydrogenation to hydroxy fatty acid esters, for example.
- Polykohlenwasserstoffpolyole, auch Oligohydrocarbonole genannt, wie beispielsweise polyhydroxyfunktionelle Ethylen-Propylen-, Ethylen-Butylen- oder Ethylen-Propylen-Dien-Copolymere, wie sie beispielsweise von der Firma Kraton Polymers hergestellt werden, oder polyhydroxyfunktionelle Copolymere aus Dienen wie 1 ,3-Butandien oder Diengemischen und Vinylmonomeren wie Styrol, Acrylnitril oder Isobutylen, oder polyhydroxy- funktionelle Polybutadienpolyole, wie beispielsweise solche, die durch Copolymerisation von 1 ,3-Butadien und Ailylalkohol hergestellt werden und auch hydriert sein können.Polyhydrocarbyl polyols, also called oligohydrocarbonols, such as, for example, polyhydroxy-functional ethylene-propylene, ethylene-butylene or ethylene-propylene-diene copolymers, for example produced by Kraton Polymers, or polyhydroxy-functional copolymers of dienes, such as 1,3-butanediene or diene mixtures and vinyl monomers such as styrene, acrylonitrile or isobutylene, or polyhydroxy-functional polybutadiene polyols, such as those which are prepared by copolymerization of 1, 3-butadiene and ailyl alcohol and may also be hydrogenated.
- Polyhydroxyfunktionelle Acrylonitril/Butadien-Copolymere,wie sie beispielsweise aus Epoxiden oder Aminoalkoholen und carboxylterminierten Acrylo- nitril/Butadien-Copolymeren (kommerziell unter dem Namen Hypro™(früher Hycar®) CTBN und CTBNX von Nanoresins AG, Deutschland, bzw. Emerald Performance Materials LLC erhältlich) hergestellt werden können.Polyhydroxy-functional acrylonitrile / butadiene copolymers, such as, for example, epoxides or amino alcohols and carboxyl-terminated acrylo nitrile / butadiene copolymers (commercially available under the name Hypro ™ (formerly Hycar®) CTBN and CTBNX from Nanoresins AG, Germany, respectively Emerald Performance Materials LLC available).
Zusätzlich zu diesen genannten Polyolen können kleine Mengen von niedrigmolekularen zwei- oder mehrwertigen Alkoholen wie beispielsweise 1 ,2- Ethandiol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Tri- ethylenglykol, die isomeren Dipropylenglykole und Tripropylenglykole, die isomeren Butandiole, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, Decandiole, Undecandiole, 1 ,3- und 1 ,4-Cyclohexandimethanol, hydriertes Bisphenol A, dimere Fettalkohole, 1 ,1 ,1-Trimethylolethan, 1 ,1 ,1 -Tn- methylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, Zuckeralkohole wie Xylit, Sorbit oder Mannit, Zucker wie Saccharose, andere höherwertige Alkohole, niedrigmolekulare Alkoxylierungsprodukte der vorgenannten zwei- und mehrwertigen Alkohole, sowie Mischungen der vorgenannten Alkohole bei der Herstellung des Polymers QPM mitverwendet werden. Ebenso können kleine Mengen an Polyolen mit einer mittleren OH-Funktionalität von mehr als 3 mitverwendet werden, beispielsweise Zuckerpolyole.In addition to these mentioned polyols, small amounts of low molecular weight di- or polyhydric alcohols such as 1, 2-ethanediol, 1, 2- and 1, 3-propanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, the isomeric dipropylene glycols and tripropylene glycols, the isomeric Butanediols, pentanediols, hexanediols, heptanediols, octanediols, nonanediols, decanediols, undecanediols, 1, 3- and 1, 4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, dimeric fatty alcohols, 1,1,1-trimethylolethane, 1,1,1-methylolpropane, glycerol, pentaerythritol, sugar alcohols such as xylitol, sorbitol or mannitol, sugars such as sucrose, other higher alcohols, low molecular weight alkoxylation products of the aforementioned two - And polyhydric alcohols, as well as mixtures of the aforementioned alcohols in the production of the polymer Q P M be used. Similarly, small amounts of polyols having an average OH functionality of more than 3 may be included, for example, sugar polyols.
Vorteilhaft sind die Polymere QPM di- oder höherfunktioneller Polyole mit OH-Equivalentsgewichten von 300 bis 6000 g/OH-Equivalent, insbesondere von 600 bis 4000 g/OH-Equivalent, vorzugsweise 700 - 2200 g/OH- Equivalent. Weiterhin vorteilhaft sind die Polyole ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglycolen, Polypropylenglycolen, Polyethylenglycol- Polypropylenglycol-Block-Co-polymeren, Polybutylenglycolen, hydroxyl- terminierten Polybutadienen, hydroxylterminierten Butadien/Acryinitril- Copolymeren, hydroxylterminierten synthetischen Kautschuken, deren Hydrierungsprodukten und Gemischen dieser genannten Polyole.Advantageously, the polymers Q PM di- or higher functional polyols having OH equivalent weights of 300 to 6000 g / OH equivalent, in particular from 600 to 4000 g / OH equivalent, preferably 700 - 2200 g / OH equivalent. Also advantageous are the polyols selected from the group consisting of polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol-polypropylene glycol block co-polymers, polybutylene glycols, hydroxyl-terminated polybutadienes, hydroxyl-terminated butadiene / acrylonitrile copolymers, hydroxyl-terminated synthetic rubbers, their hydrogenation products and mixtures of said polyols ,
Für gewisse Anwendungen sind als Polymere QPM insbesondere Hydroxyl-Gruppen aufweisende Polybutadiene oder Polyisoprene oder deren partiell oder vollständig hydrierte Reaktionsprodukte geeignet.For certain applications, suitable polymers Q PM are in particular hydroxyl-containing polybutadienes or polyisoprenes or their partially or completely hydrogenated reaction products.
Im Weiteren können als Polymere QPM auch di- oder höherfunktionelle aminoterminierte Polyethylenether, Polypropylenether, wie sie zum Beispiel unter dem Namen Jeffamine® von Huntsman vertrieben werden, Polybutylenether, Polybutadiene, Butadien/Acrylnitril-Copolymere, wie sie zum Beispiel die unter dem Namen Hypro™(früher Hycar®) ATBN von Nanoresins AG, Deutschland, bzw. Emerald Performance Materials LLC) vertrieben werden, sowie weitere aminoterminierte synthetische Kautschuke oder Gemische der genannte Komponenten verwendet werden.Furthermore, as polymers QPM, di- or higher-functional amino-terminated polyethylene ethers, polypropylene ethers, such as those sold under the name Jeffamine® by Huntsman, polybutylene ethers, polybutadienes, butadiene / acrylonitrile copolymers, such as those known under the name Hypro ™ (formerly Hycar®) ATBN from Nanoresins AG, Germany, or Emerald Performance Materials LLC), as well as other amino-terminated synthetic rubbers or mixtures of said components.
Es ist auch möglich, dass als Polymere QPM Hydroxyl-, Mercapto- oder Aminogruppen terminierte Polysiloxane zu verwenden.It is also possible to use as polymers Q P M hydroxyl, mercapto or amino-terminated polysiloxanes.
Es ist weiterhin möglich, dass die Polymere QPM auch kettenverlängert sein können, wie es in dem Fachmann bekannter Art und Weise durch die Reaktion von Polyaminen, Polyolen und Polyisocyanaten, insbesondere von Diaminen, Diolen und Diisocyanaten, durchgeführt werden kann.It is also possible that the polymers QP M can also be chain-extended, as is known in the art by the Reaction of polyamines, polyols and polyisocyanates, especially diamines, diols and diisocyanates, can be performed.
Für die Kettenverlängerung werden insbesondere Diole und/oderFor the chain extension in particular diols and / or
Diamine und Diisocyanate bevorzugt. Selbstverständlich ist dem Fachmann klar, dass auch höherfunktionelle Polyole, wie beispielsweise Trimethylolpro- pan oder Pentaerythrit, oder höherfunktionelle Polyisocyanate, wie Isocyanura- te von Diisocyanaten, für die Kettenverlängerung verwendet werden können.Diamines and diisocyanates are preferred. Of course, it is clear to the person skilled in the art that it is also possible to use higher-functionality polyols, such as trimethylolpropane or pentaerythritol, or higher-functional polyisocyanates, such as isocyanurates of diisocyanates, for chain extension.
Bei den Polyurethanpolymeren PU1 generell und bei den kettenverlängerten Polyurethanpolymeren im Speziellen ist vorteilhaft darauf zu achten, dass die Polymere nicht zu hohe Viskositäten aufweisen, insbesondere wenn höher funktionelle Verbindungen für die Kettenverlängerung eingesetzt werden.In the polyurethane polymers PU1 in general and in the chain-extended polyurethane polymers in particular, it is advantageous to ensure that the polymers do not have too high viscosities, especially when higher functional compounds are used for chain extension.
Als Polymere QPM bevorzugt sind Polyole mit Molekulargewichten zwischen 600 und 6000 Dalton ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykolen, Polypropylenglykolen, Polyethylenglykol-Polypropylengly- kol-Blockpolymeren, Polybutylenglykolen, hydroxylterminierte Polybutadiene, hydroxylterminierte Butadien-Acrylnitril-Copolymere sowie deren Gemische.Preferred polymers Q PM are polyols having molecular weights between 600 and 6000 daltons selected from the group consisting of polyethylene glycols, polypropylene glycols, polyethylene glycol-polypropylene glycol block polymers, polybutylene glycols, hydroxyl-terminated polybutadienes, hydroxyl-terminated butadiene-acrylonitrile copolymers and mixtures thereof.
Als Polymere QPM sind insbesondere bevorzugt α,ω-Dihydroxypoly- alkylenglykole mit C2-C6-Alkylengruppen oder mit gemischten C2-C6- Alkylen- gruppen, die mit Amino-, Thiol- oder, bevorzugt, Hydroxylgruppen terminiert sind. Besonders bevorzugt sind Polypropylenglykole oder Polybutylenglykole. Weiterhin besonders bevorzugt sind Hydroxylgruppen-terminierte Polyoxy- butylene.Polymers Q P M, particularly preferred are α, ω-Dihydroxypoly- glycols with C 2 -C 6 -alkylene groups or having mixed C 2 -C 6 - alkylene groups which are terminated with amino, thiol or, preferably, hydroxyl groups , Particularly preferred are polypropylene glycols or polybutylene glycols. Also particularly preferred are hydroxyl-terminated polyoxybutylenes.
Als Polyphenol QPP sind insbesondere geeignet Bis-, Tris- undAs polyphenol Q PP are particularly suitable Bis, Tris and
Tetraphenole. Hierunter werden nicht nur reine Phenole, sondern gegebenenfalls auch substituierte Phenole verstanden. Die Art der Substitution kann sehr vielfältig sein. Insbesondere wird hierunter eine Substitution direkt am aromatischen Kern, an den die phenolische OH-Gruppe gebunden ist, verstanden. Unter Phenolen werden weiterhin nicht nur einkernige Aromaten, sondern auch mehrkernige oder kondensierte Aromaten oder Heteroaromaten verstanden, welche die phenolische OH-Gruppe direkt am Aromaten beziehungsweise Heteroaromaten aufweisen. Durch die Art und Stellung eines solchen Substituenten wird unter anderem die für die Bildung des Polyurethanpolymeren PU1 nötige Reaktion mit Isocyanaten beeinflusst.Tetra phenols. These are understood to mean not only pure phenols, but optionally also substituted phenols. The type of substitution can be very diverse. In particular, this is understood to mean a substitution directly on the aromatic nucleus to which the phenolic OH group is bonded. Phenols are furthermore not only understood as mononuclear aromatics, but also as polynuclear or condensed aromatics or heteroaromatics which have the phenolic OH group directly on the aromatic or heteroaromatic compounds. Due to the nature and position of such a substituent, among other things, the reaction necessary for the formation of the polyurethane polymer PU1 with isocyanates is influenced.
Besonders eignen sich die Bis- und Trisphenole. Als Bisphenole oder Trisphenole sind beispielsweise geeignet 1 ,4-Dihydroxybenzol, 1 ,3-Dihydroxy- benzol, 1 ,2-Dihydroxybenzol, 1 ,3-Dihydroxytoluol, 3,5-Dihydroxybenzoate, 2,2- Bis(4-hydroxyphenyl)propan (=Bisphenol-A), Bis(4-hydroxyphenyl)methan (=Bisphenol-F), Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon (=Bisphenol-S), Naphtoresorcin, Dihydroxynaphthalin, Dihydroxyanthrachinon, Dihydroxy-biphenyl, 3,3-bis(p- hydroxyphenyl)phthalide, 5,5-Bis(4-hydroxyphenyl)hexahydro-4,7-methano- indan, Phenolpthalein, Fluorescein, 4,4'-[bis-(hydroxyphenyl)-1 ,3-Phenylene- bis-(i-Methyl-ethyliden)] (=Bisphenol-M), 4,4'-[bis-(hydroxyphenyl)-1 ,4- Phenylenebis-(1 -Methyl-ethyliden)] (=Bisphenol-P), 2,2'-Diallyl-bisphenol-A, Diphenole und Dikresole hergestellt durch Umsetzung von Phenolen oder Kresolen mit Di-isopropylidenbenzol, Phloroglucin, Gallsäureester, Phenoloder Kresolnovolacke mit -OH-Funktionalität von 2.0 bis 3.5 sowie alle Isomeren der vorgenannten Verbindungen.The bis- and trisphenols are particularly suitable. Suitable bisphenols or trisphenols are, for example, 1,4-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxybenzene, 1,2-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxytoluene, 3,5-dihydroxybenzoates, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane (= Bisphenol A), bis (4-hydroxyphenyl) methane (= bisphenol F), bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (= bisphenol-S), naphthororcinol, dihydroxynaphthalene, dihydroxyanthraquinone, dihydroxybiphenyl, 3,3-bis (p-hydroxyphenyl) phthalides, 5,5-bis (4-hydroxyphenyl) hexahydro-4,7-methanoindane, phenolphthalein, fluorescein, 4,4 '- [bis (hydroxyphenyl) -1, 3-phenylene-bis - (i-methyl-ethylidene)] (= bisphenol-M), 4,4 '- [bis- (hydroxyphenyl) -1, 4-phenylenebis (1-methyl-ethylidene)] (= bisphenol-P), 2 , 2'-diallyl-bisphenol-A, diphenols and dicresols prepared by reacting phenols or cresols with di-isopropylidenbenzol, phloroglucinol, bile acid esters, phenol or cresol novolaks with -OH functionality of 2.0 to 3.5 and all isomers of the aforementioned compounds.
Bevorzugte Diphenole und Dikresole hergestellt durch Umsetzung von Phenolen oder Kresolen mit Di-isopropylidenbenzol weisen eine chemische Strukturformel auf, wie sie entsprechend für Kresol als Bespiel nachfolgend gezeigt ist:Preferred diphenols and dicresols prepared by reacting phenols or cresols with di-isopropylidenbenzene have a chemical structural formula as shown below for cresol, for example:
Besonders bevorzugt sind schwerflüchtige Bisphenole. Als meist bevorzugt gelten Bisphenol-M, Bisphenol-S und 2,2'-Diallyl-Bisphenol-A. Bevorzugt weist das QPP 2 oder 3 phenolische Gruppen auf. Für die Herstellung des Polyurethan-Polymers PU1 wird mindestens ein Polyisocyanat verwendet. Dieses hierfür eingesetzte Polyisocyanat ist insbesondere ein Diisocyanat oder Triisocyanat.Particularly preferred are low-volatility bisphenols. Most preferred are bisphenol-M, bisphenol-S and 2,2'-diallyl-bisphenol-A. Preferably, the Q PP has 2 or 3 phenolic groups. At least one polyisocyanate is used for the preparation of the polyurethane polymer PU1. This polyisocyanate used for this purpose is in particular a diisocyanate or triisocyanate.
Geeignete Diisocyanate sind aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder araliphatische Diisocyanate, insbesondere handelsüblicheSuitable diisocyanates are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, especially commercial ones
Produkte wie Methylendiphenyldiisocyanat (MDI), HexamethylendiisocyanatProducts such as methylene diphenyl diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate
(HDI), Toluoldiisocyanat (TDI), Tolidindiisocyanat (TODI), Isophorondiisocyanat(HDI), toluene diisocyanate (TDI), tolidine diisocyanate (TODI), isophorone diisocyanate
(IPDI), Trimethylhexamethylendiisocyanat (TMDI), 2,5- oder 2,6-Bis-(iso- cyanatomethyl)-bicyclo[2.2.1]heptan, 1 ,5-Naphthalindiisocyanat (NDI), Dicyclo- hexylmethyldiisocyanat (Hi2MDI), p-Phenylendiisocyanat (PPDI), m-Tetra- methylxylylen diisocyanat (TMXDI), etc. sowie deren Dimere. Bevorzugt sind(IPDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), 2,5- or 2,6-bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), dicyclohexylmethyl diisocyanate (Hi 2 MDI ), p-phenylene diisocyanate (PPDI), m-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), etc. as well as their dimers. Preferred are
HDI, IPDI, MDI oder TDI.HDI, IPDI, MDI or TDI.
Geeignete Triisocyanate sind Trimere oder Biurete von aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Diisocyanaten, insbesondere die Isocyanurate und Biurete der im vorherigen Absatz beschriebenen Diisocyanate.Suitable triisocyanates are trimers or biurets of aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic diisocyanates, especially the isocyanurates and biurets of the diisocyanates described in the previous paragraph.
Selbstverständlich können auch geeignete Mischungen von Di- oder Triisocyanaten eingesetzt werden.Of course, suitable mixtures of di- or triisocyanates can be used.
Bevorzugt ist das Polyisocyanat HDI, IPDI, MDI oder TDI.The polyisocyanate is preferably HDI, IPDI, MDI or TDI.
In einer Ausführungsform wird das Polyurethanpolymer PU1 aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie neben mindestens einem amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, aus einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen hergestellt. Die Herstellung des Polyurethanpolymers PU1 erfolgt in einer dem Polyurethan-Fachmann bekannten Art und Weise, insbesondere, indem das Diisocyanat oder Triisocyanat in einem stöchiometrischen Überschuss in Bezug auf die Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen des Polymeren QPM und des Hydroxylgruppen aufweisenden amphiphilen Blockcopolymers eingesetzt wird. In einer weiteren Ausführungsform wird das Polyurethanpolymer PU1 aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie neben mindestens einem amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP hergestellt. Die Herstellung des Polyurethanpolymers PU1 erfolgt in einer demIn one embodiment, the polyurethane polymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and, in addition to at least one amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group, from a polymer Q P M having terminal amino, thiol or hydroxyl groups. The preparation of polyurethane polymer PU1 is carried out in a manner known to those skilled in the polyurethane art, in particular by reacting the diisocyanate or triisocyanate in a stoichiometric excess with respect to the amino, thiol or hydroxyl groups of the polymer Q P M and the hydroxyl-containing amphiphilic block copolymer is used. In a further embodiment, the polyurethane polymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and, in addition to at least one amphiphilic block copolymer which has at least one hydroxyl group, from an optionally substituted polyphenol Q PP . The preparation of the polyurethane polymer PU1 is carried out in a
Polyurethan-Fachmann bekannter Art und Weise, insbesondere indem dasPolyurethane specialist known manner, in particular by the
Diisocyanat oder Triisocyanat in einem stöchiometrischen Überschuss inDiisocyanate or triisocyanate in a stoichiometric excess in
Bezug auf die phenolischen Gruppen des Polyphenols QPP und desReference to the phenolic groups of the polyphenol Q PP and the
Hydroxylgruppen aufweisenden amphiphilen Blockcopolymers eingesetzt wird.Hydroxyl-containing amphiphilic block copolymer is used.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Polyurethanpolymer PU1 aus mindestens einem Diisocyanat oder Triisocyanat sowie neben mindestens einem amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, aus einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen sowie aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPF> hergestellt.In a further embodiment, the polyurethane polymer PU1 is prepared from at least one diisocyanate or triisocyanate and at least one amphiphilic block copolymer which has at least one hydroxyl group from a polymer Q P M with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and from an optionally substituted polyphenol QPF> manufactured.
Zur Herstellung des Polyurethanpolymers PU1 aus mindestens einem Polyisocyanat sowie mindestens einem amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, und gegebenenfalls aus mindestens einem Polymeren QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen und / oder mindestens einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP stehen unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung.For the preparation of the polyurethane polymer PU1 from at least one polyisocyanate and at least one amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group, and optionally from at least one polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups and / or at least one, optionally substituted, polyphenol Q PP Different options are available.
Je nach Art und Weise der Abfolge und Stöchiometrie zwischenDepending on the way of the sequence and stoichiometry between
Polyisocyanat und NCO-reaktiven Verbindungen kann die genaue Abfolge der Bausteine im gebildeten Polyurethanpolymers PU1 gezielt hergestellt werden. Das Polyurethanpolymers PU1 weist Isocyanatgruppen auf und weist bevorzugt elastischen Charakter auf und zeigt eine Glasumwandlungs- temperatur (Tg) von kleiner als 0°C.Polyisocyanate and NCO-reactive compounds, the exact sequence of the blocks in the polyurethane polymer PU1 formed can be made specifically. The polyurethane polymer PU1 has isocyanate groups and preferably has elastic character and shows a glass transition temperature (Tg) of less than 0 ° C.
Das Polyurethanpolymer PU1 kann mit mindestens einer NCO- reaktiven Verbindung zu einem Umsetzungsprodukt PU2 umgesetzt werden. Es wurde gefunden, dass sowohl Polyurethanpolymer PU1 als auch dessen Umsetzungsprodukt PU2 in hervorragender Art und Weise als Schlagzähigkeitsmodifikatoren, insbesondere in Epoxidharzen, verwendet werden können. Es hat sich gezeigt, dass diese Schlagzähigkeitsmodifikatoren gleichmässig in der ausgehärteten Matrix, insbesondere der Epoxidharzmatrix, verteilt auftreten und bereits geringe Mengen genügen, um die Schlagzähigkeit der Matrix sehr stark zu erhöhen. Diese Schlagzähigkeitsmodifikatoren bilden bei der Aushärtung selbständig eine Morphologie aus, welche durch Phasenseparierung von Epoxidharz und Schlagzähigkeitsmodifikator(en) bedingt ist, und je nach verwendetem amphiphilen Copolymer Kugel-, Wurmoder Bläschen-(Vesikel)-artig ist. Die Grosse dieser separaten Phasen ist insbesondere im Nanometerbereich.The polyurethane polymer PU1 can be reacted with at least one NCO-reactive compound to form a reaction product PU2. It has been found that both polyurethane polymer PU1 and its reaction product PU2 can be used in an outstanding manner as impact modifiers, in particular in epoxy resins. It has been shown that these impact modifiers occur evenly distributed in the cured matrix, in particular the epoxy resin matrix and already satisfy small amounts in order to increase the impact resistance of the matrix very strong. These impact modifiers self-form on curing a morphology, which is due to phase separation of epoxy resin and impact modifier (s), and depending on the used amphiphilic copolymer ball, Wurmoder vesicle-like. The size of these separate phases is especially in the nanometer range.
Als NCO-reaktive Verbindung zur Umsetzung zum Umsetzungsprodukt PU2 sind insbesondere Verbindungen, welche OH, SH, NH, NH2 als NCO- reaktive Gruppe aufweisen, geeignet.As NCO-reactive compound for the reaction to the reaction product PU2 are in particular compounds having OH, SH, NH, NH 2 as an NCO-reactive group is suitable.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Umsetzungsprodukt PU2 die Formel (I) auf.In a particularly preferred embodiment, the reaction product PU2 has the formula (I).
Hierbei steht Y1 für ein mit m+nϊ Isocyanatgruppen terminiertes lineares oder verzweigtes Polyurethanpolymer PU1 nach dem Entfernen aller endständigen Isocyanatgruppen.Here, Y 1 is a m + nϊ isocyanate-terminated linear or branched polyurethane polymer PU1 after removal of all terminal isocyanate groups.
Weiterhin steht Y2 unabhängig von einander für eine Blockierungsgruppe, welche sich bei einer Temperatur über 1000C abspaltet.Furthermore, Y 2 is independently of one another a blocking group which splits off at a temperature above 100 0 C.
Weiterhin steht Y3 hierbei unabhängig von einander für eine Gruppe der Formel (I').Furthermore, Y 3 hereby independently of one another represents a group of the formula (I ').
(i1) R4 steht hierbei für einen Rest eines eine primäre oder sekundäre Hydroxylgruppe enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Epoxids nach dem Entfernen der Hydroxid- und Epoxidgruppen.(i 1 ) R 4 stands for a residue of a primary or secondary hydroxyl group-containing aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic epoxide, after removal of the hydroxide and epoxide groups.
In diesem Dokument ist die Verwendung des Terms „unabhängig voneinander" in Zusammenhang mit Substituenten, Reste oder Gruppen dahin gehend auszulegen, dass in demselben Molekül die gleich bezeichneten Substituenten, Resten oder Gruppen gleichzeitig mit unterschiedlicher Bedeutung auftreten können.In this document, the use of the term "independently of one another" in connection with substituents, radicals or groups is to be construed as meaning that in the same molecule the identically named substituents, radicals or groups may simultaneously occur with different meanings.
Schliesslich ist p = 1 , 2 oder 3 und m und m' stehen je für Werte zwischen 0 und 8 stehen, mit der Massgabe, dass m +m' für einen Wert von 1 bis 8 steht.Finally, p = 1, 2 or 3 and m and m 'each represent values between 0 and 8, with the proviso that m + m' stands for a value of 1 to 8.
Die möglichen Blockierungsgruppen Y2 sind grundsätzlich sehr vielfältig und der Fachmann kennt eine breite Anzahl derartigerThe possible blocking groups Y 2 are basically very diverse and the person skilled in the art knows a large number of such
Blockierungsgruppen, zum Beispiel aus den Review Artikeln von Douglas A.Blocking groups, for example from the review articles by Douglas A.
Wick in Progress in Organic Coatings 36 (1999), 148-172 und in Progress inWick in Progress in Organic Coatings 36 (1999), 148-172 and Progress in
Organic Coatings 41 (2001), 1-83.Organic Coatings 41 (2001), 1-83.
Als Reste Y2 stehen insbesondere Reste, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend ausAs radicals Y 2 are in particular radicals which are selected from the group consisting of
nder für eine Alkyl- oder Cycloalkyl- oder Aryl- oder Aralkyl- oder Arylalkyl-Gruppe. for an alkyl or cycloalkyl or aryl or aralkyl or arylalkyl group.
Oder R5 bildet zusammen mit R6, oder R7 zusammen mit R8, einen Teil einesOr R 5 forms together with R 6 , or R 7 together with R 8 , part of a
4- bis 7- gliedrigen Rings, welcher allenfalls substituiert ist. Weiterhin stehen R9, R9 und R10 je unabhängig voneinander für eine4- to 7-membered ring which is substituted at most. Furthermore, R 9 , R 9 and R 10 each independently represent a
Alkyl- oder Aralkyl- oder Aryl- oder Arylalkyl-Gruppe oder für eine Alkyloxy- oder Aryloxy- oder Aralkyloxy-Gruppe und R11 steht für eine Alkylgruppe.Alkyl or aralkyl or aryl or arylalkyl group or for an alkyloxy or aryloxy or aralkyloxy group and R 11 stands for an alkyl group.
Des Weiteren stehen R12, R13 und R14 je unabhängig voneinander für eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 C-Atomen, welche gegebenenfalls Doppelbin- düngen aufweist oder substituiert ist, oder für eine Phenylengruppe oder für eine hydrierte Phenylengruppe.In addition, R 12 , R 13 and R 14 each independently represent an alkylene group having 2 to 5 C atoms, which optionally has double bonds or is substituted, or represents a phenylene group or a hydrogenated phenylene group.
R15, R16 und R17 stehen je unabhängig voneinander für H oder für eineR 15 , R 16 and R 17 are each independently H or one
Alkylgruppe oder für eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe und R18 steht für eine Aralkylgruppe oder für eine ein- oder mehrkernige substituierte oder unsubstituierte Aromatengruppe, welche gegebenenfalls aromatischeAlkyl group or an aryl group or an aralkyl group and R 18 is an aralkyl group or a mono- or polynuclear substituted or unsubstituted aromatic group, which may be aromatic
Hydroxylgruppen aufweist.Has hydroxyl groups.
Die gestrichelten Linien in den Formeln dieses Dokumentes stellen jeweils die Bindung zwischen dem jeweiligen Substituenten und dem dazugehörigen Molekülrest dar.The dashed lines in the formulas of this document in each case represent the bond between the respective substituent and the associated molecular residue.
Als R18 sind insbesondere einerseits Phenole oder Bisphenole nach Entfernung einer Hydroxylgruppe zu betrachten. Als Bespiele für derartige Phenole und Bisphenole sind insbesondere Phenol, Cardanol (3-Penta- decenylphenol (aus Cashewnuss-Schalen-Öl)), Nonylphenol, Diallyl-Bisphenol- A, mit Styrol oder Dicyclopentadien umgesetzte Phenole, Bis-Phenol-A, Bis- Phenol-F zu nennen. Als R18 sind andererseits insbesondere Hydroxybenzylalkohol und Benzylalkohol nach Entfernung einer Hydroxylgruppe zu betrachten.As R 18 , on the one hand, in particular, phenols or bisphenols are to be considered after removal of a hydroxyl group. As examples of such phenols and bisphenols are in particular phenol, cardanol (3-penta-decenylphenol (from cashew nut shell oil)), nonylphenol, diallyl-bisphenol A, with styrene or dicyclopentadiene reacted phenols, bis-phenol-A, bis - call phenol-F. On the other hand, as R 18 , in particular, hydroxybenzyl alcohol and benzyl alcohol are considered after removal of a hydroxyl group.
Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9', R10, R11, R15, R16 oder R17 für eine Alkylgruppe steht, ist diese insbesondere eine lineare oder verzweigte C1-C20- Alkylgruppe.If R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 11 , R 15 , R 16 or R 17 is an alkyl group, this is in particular a linear or branched C 1 -C 20 -alkyl group.
Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9', R10, R15, R16, R17 oder R18 für eine Aralkylgruppe steht, ist diese Gruppierung insbesondere eine über Methylen gebundene aromatische Gruppe, insbesondere eine Benzylgruppe. Die Reste R5 und/oder R6 stehen insbesondere für Methyl oder Ethyl.If R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 9 ' , R 10 , R 15 , R 16 , R 17 or R 18 is an aralkyl group, this grouping is in particular a methylene-bonded aromatic group, in particular a benzyl group. The radicals R 5 and / or R 6 are in particular methyl or ethyl.
Falls R5, R6, R7, R8, R9, R9' oder R10 für eine Alkylarylgruppe steht, ist diese insbesondere eine über Phenylen gebundene Cr bis C2o-Alkylgruppe, wie beispielsweise ToIyI oder XyIyI.If R 5, R 6, R 7, R 8, R 9, R 9 'or R 10 is an alkylaryl group, this is particularly a group bonded through phenylene Cr to C 2 o alkyl group, such as tolyl or xylyl.
Als Y2 gilt insbesondere ein Rest, welcher ausgewählt ist aus derAs Y 2 is especially a remainder, which is selected from the
Gruppe bestehend ausGroup consisting of
Hierbei steht Y für einen gesättigten oder olefinisch ungesättigten Here, Y is a saturated or olefinically unsaturated
Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 15 C- Atomen. Es können im Schlagzähigkeitsmodifikator der Formel (I) unterschiedliche Reste Y2 und/oder Y3 vorhanden sein. Wenn unterschiedliche Reste Y2 vorhanden sind, ist es vorteilhaft, wenn sich die Deblockierungstemperaturen der Blockierungsgruppen Y2 deutlich voneinander unterscheiden. Insbesonde- re ist es von Vorteil, wenn die Differenz der Deblockierungstemperaturen der beteiligten Y2 mindestens 2O0C, bevorzugt mindestens 30 0C, beträgt. Dies erlaubt es, gezielt mehrstufige Vernetzungsprozesse zu gestalten, welche eine Vielzahl von Möglichkeiten in Klebstoffen eröffnet.Hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, in particular having 1 to 15 C atoms. There may be present in the impact modifier of the formula (I) different radicals Y 2 and / or Y 3 . If different radicals Y 2 are present, it is advantageous if the deblocking temperatures of the blocking groups Y 2 differ significantly from each other. Insbesonde- re it is advantageous if the difference of the deblocking temperatures of the Y 2 involved least 2O 0 C, preferably at least 30 0 C, is. This makes it possible to design targeted multi-stage crosslinking processes, which opens up a variety of possibilities in adhesives.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn im Schlagzähigkeitsmodifikator derIn addition, it is advantageous if the impact modifier of the
Formel (I) unterschiedliche Endgruppen vorhanden sind, d.h. insbesondere dass m verschieden von 0 ist, bzw., dass sie aus unterschiedlichen Gruppen, wie sie oben aufgezeigt sind, stammen. Beispielsweise ist es vorteilhaft, einerseits hydroxylfunktionelle Epoxide der Formel (T) und Phenole oder andererseits Phenole und Oxazolinone als Blockierungsmittel zu verwenden. Selbstverständlich sind auch alle weiteren Kombinationen der beschriebenen Blockierungsmittel, sowie ternäre oder quaternäre Mischungen von Blockierungsmitteln, denkbar.Formula (I) different end groups are present, i. in particular, that m is different from 0, or that they come from different groups, as indicated above. For example, it is advantageous to use, on the one hand, hydroxyl-functional epoxides of the formula (T) and phenols or, on the other hand, phenols and oxazolinones as blocking agents. Of course, all other combinations of the blocking agents described, as well as ternary or quaternary mixtures of blocking agents, conceivable.
Ein Schlagzähigkeitsmodifikatoren PU2 der Formel (I) wird aus einemAn impact modifier PU2 of the formula (I) is obtained from a
Isocyanatgruppen aufweisenden Schlagzähigkeitsmodifikatoren PU1 der Formel (III) den NCO-reaktiven Verbindungen Y2-H und/oder Y3-H hergestellt.Isocyanate group having impact modifiers PU1 of the formula (III) the NCO-reactive compounds Y 2 -H and / or Y 3 -H produced.
OCN-4 J m-Y1+NCO L J m (III)OCN-4 J mY 1 + NCO LJ m (III)
Für die Bildung von sogenannten „asymmetrisch" blockierten Schlagzähigkeitsmodifikatoren der Formel (I), d.h. wenn weder m noch m' einen Wert von 0 aufweisen, bzw. wenn unterschiedliche Reste Y2 oder Y3 in demselben Molekül vorhanden sind, lässt sich eine derartige Umsetzung desFor the formation of so-called "asymmetrically" blocked impact modifiers of the formula (I), ie when neither m nor m 'have a value of 0, or when different radicals Y 2 or Y 3 are present in the same molecule, such a reaction can be of
Isocyanatgruppen aufweisenden Polyurethanpolymers PU1 entweder mit einerIsocyanate group-containing polyurethane polymer PU1 either with a
Mischung von unterschiedlichen Y2-H und/oder Y3-H erreichen oder es kann eine sequentielle Umsetzung über ein Zwischenprodukt der Formel (IVa) oderMixture of different Y 2 -H and / or Y 3 -H reach or it can be a sequential reaction over an intermediate of the formula (IVa) or
(IVb) erfolgen. (IVb).
In einem zweiten Schritt wird dann dieses NCO-Gruppen-haltige Zwischenprodukt der Formel (IVa) mit Y3H, beziehungsweise dieses NCO- Gruppen-haltige Zwischenprodukt der Formel (IVb) mit Y2H, zum Umsetzungsprodukt PU2 der Formel (I) umgesetzt. Diese sequentielle Umsetzung hat den Vorteil, dass die Reaktion besser gesteuert werden kann, so dass die Bildung von symmetrischen Adduktionsprodukten („gleich" blockiert) reduziert wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die NCO- Reaktivitäten der Verbindungen Y2-H und Y3-H sehr unterschiedlich ist.In a second step, this NCO group-containing intermediate of the formula (IVa) with Y 3 H, or this NCO group-containing intermediate of the formula (IVb) with Y 2 H, is then converted to the reaction product PU 2 of the formula (I) , This sequential reaction has the advantage that the reaction can be better controlled so that the formation of symmetrical adducts ("equal" blocked) is reduced, which is particularly advantageous when the NCO reactivities of the compounds Y 2 -H and Y. 3 -H is very different.
Für die Bildung von sogenannten „symmetrisch" blockierten Schlagzähigkeitsmodifikatoren der Formel (I), d.h. wenn m oder m' einen Wert von 0 aufweisen und die beteiligten Reste Y2 bzw. Y3 gleich sind, wird die Umsetzung des Isocyanatgruppen aufweisenden Polyurethanpolymers PU1 mit Y2-H bzw. Y3-H durchgeführt.For the formation of so-called "symmetrical" blocked impact modifiers of the formula (I), that is, when having m or m 'has a value of 0, and the residues involved Y 2 and Y 3 are identical, the reaction of the isocyanate groups-containing polyurethane polymer PU1 with Y 2 -H or Y 3 -H performed.
In einer bevorzugten Ausführungsform, in der Y3 für die Gruppe der Formel (I') steht, erfolgt die entsprechende Reaktion des Polyurethanpolymers PU1, welches die Formel (III) aufweist, mit einer Monohydroxyl- Epoxidverbindung der Formel (V).In a preferred embodiment, in which Y 3 is the group of the formula (I '), the corresponding reaction of the polyurethane polymer PU1, which has the formula (III), with a monohydroxyl epoxy compound of the formula (V).
Die Monohydroxyl-Epoxidverbindung der Formel (V) weist 1 , 2 oder 3 Epoxidgruppen auf. Die Hydroxylgruppe dieser Monohydroxyl-Epoxidverbindung (V) kann eine primäre oder eine sekundäre Hydroxylgruppe darstellen. Solche Monohydroxyl-Epoxidverbindungen lassen sich beispielsweise durch Umsetzung von Polyolen mit Epichlorhydrin erzeugen. Je nach Reaktionsführung entstehen bei der Umsetzung von mehrfunktionellen Alkoholen mit Epichlorhydrin als Nebenprodukte auch die entsprechenden Mono- hydroxyl-Epoxidverbindungen in unterschiedlichen Konzentrationen. Diese lassen sich durch übliche Trennoperationen isolieren. In der Regel genügt es aber, das bei der Glycidylisierungsreaktion von Polyolen erhaltene Produktgemisch aus vollständig und partiell zum Glycidylether reagiertem Polyol einzusetzen. Beispiele solcher hydroxylhaltigen Epoxide sind Butandiolmono- glycidylether (enthalten in Butandioldiglycidylether), Hexandiolmonoglycidyl- ether (enthalten in Hexandioldiglycidylether), Cyclohexandimethanolglycidyl- ether,Trimethylolpropandiglycidylether (als Gemisch enthalten in Trimethylol- propantriglycidylether), Glycerindiglycidylether (als Gemisch enthalten in Glycerintriglycidylether), Pentaerythrittriglycidylether (als Gemisch enthalten in Pentaerythrittetraglycidylether). Vorzugsweise wird Trimethylolpropandiglyci- dylether, welcher zu einem relativ hohen Anteil in üblich hergestellten Trimethylolpropantriglycidylether vorkommt, verwendet. The monohydroxyl epoxy compound of the formula (V) has 1, 2 or 3 epoxide groups. The hydroxyl group of this monohydroxyl epoxy compound (V) may be a primary or a secondary hydroxyl group. Such monohydroxyl epoxy compounds can be produced, for example, by reacting polyols with epichlorohydrin. Depending on the reaction, the reaction also produces the corresponding monohydroxy-epoxy compounds in various concentrations in the reaction of polyfunctional alcohols with epichlorohydrin as by-products. These can be isolated by conventional separation operations. In general, however, it is sufficient to use the product mixture obtained in the glycidylation reaction of polyols from completely and partially reacted to the glycidyl ether polyol. Examples of such hydroxyl-containing epoxides are butanediol monoglycidyl ether (contained in butanediol diglycidyl ether), hexanediol monoglycidyl ether (contained in hexanediol diglycidyl ether), cyclohexanedimethanol glycidyl ether, trimethylolpropane diglycidyl ether (contained in trimethylolpropane triglycidyl ether mixture), glycerol diglycidyl ether (contained in glycerol triglycidyl ether mixture), pentaerythritol triglycidyl ether (as Mixture contained in pentaerythritol tetraglycidyl ether). Preferably, trimethylolpropane diglycidyl ether, which occurs in a relatively high proportion in commonly prepared Trimethylolpropantriglycidylether used.
Es können aber auch andere ähnliche hydroxylhaltige Epoxide, insbesondere Glycidol, 3-Glycidyloxybenzylalkohol oder Hydroxymethyl-cyclo- hexenoxid eingesetzt werden. Weiterhin bevorzugt ist der ß-Hydroxyether der Formel (IX), der in handelsüblichen flüssigen Epoxidharzen, hergestellt aus Bisphenol-A (R = CH3) und Epichlorhydrin, zu etwa 15 % enthalten ist, sowie die entsprechenden ß-Hydroxyether der Formel (IX), die bei der Reaktion von Bisphenol-F (R = H) oder des Gemisches von Bisphenol-A und Bisphenol-F mit Epichlorhydrin gebildet werden.However, it is also possible to use other similar hydroxyl-containing epoxides, in particular glycidol, 3-glycidyloxybenzyl alcohol or hydroxymethylcyclohexene oxide. Preference is furthermore given to the β-hydroxy ether of the formula (IX) which is present in commercially available liquid epoxy resins prepared from bisphenol A (R =CH 3 ) and epichlorohydrin and contains about 15%, and the corresponding β-hydroxy ethers of the formula (IX ) formed in the reaction of bisphenol-F (R = H) or the mixture of bisphenol-A and bisphenol-F with epichlorohydrin.
Weiterhin bevorzugt sind auch Destillationsrückstände, welche bei der Herstellung von hochreinen, destillierten Epoxid-Flüssigharzen anfallen. Solche Destillationsrückstände weisen eine bis zu drei Mal höhere Konzentration an hydroxylhaltigen Epoxiden auf als handelübliche undestillierte Epoxid- Flüssigharze. Im Weiteren können auch unterschiedlichste Epoxide mit einer ß-Hydroxyether-Gruppe, hergestellt durch die Reaktion von (Poly-)Epoxiden mit einem Unterschuss von einwertigen Nukleophilen wie Carbonsäuren, Phenolen, Thiolen oder seα- Aminen, eingesetzt werden. Also preferred are distillation residues, which are obtained in the production of high purity, distilled epoxy liquid resins. Such distillation residues have an up to three times higher concentration of hydroxyl-containing epoxides than commercially available undistilled epoxy liquid resins. In addition, a wide variety of epoxides with a ß-hydroxy ether group, prepared by the reaction of (poly) epoxides with a deficit of monovalent nucleophiles such as carboxylic acids, phenols, thiols or seα-amines can be used.
Die freie primäre oder sekundäre OH-Funktionalität der Monohydroxyl-The free primary or secondary OH functionality of the monohydroxyl
Epoxidverbindung der Formel (V) lässt eine effiziente Umsetzung mit terminalen Isocyanatgruppen von Prepolymeren zu, ohne dafür unverhältnis- mässige Überschüsse der Epoxidkomponente einsetzen zu müssen.Epoxide compound of the formula (V) allows efficient reaction with terminal isocyanate groups of prepolymers without having to use disproportionate excesses of the epoxide component.
Zur Umsetzung der Polyurethanprepolymeren PU1 der Formel (III) können gesamthaft stöchiometrische Mengen an Y3H, insbesondere der Mono- hydroxyl-Epoxidverbindung der Formel (V), und Y2H eingesetzt werden. Falls eine sequentielle Umsetzung unter Bildung eines Zwischenproduktes der Formel (IVa) oder (IVb) durchgeführt wird, kann es von Vorteil sein, einen stöchiometrischen Überschuss der im zweiten Schritt verwendeten Verbindung Y3H, bzw. Y2H, einzusetzen, um zu gewährleisten, dass alle NCO Gruppen abreagiert werden.To implement the polyurethane prepolymers PU1 of the formula (III), it is possible to use a total of stoichiometric amounts of Y 3 H, in particular of the monohydric epoxy compound of the formula (V), and Y 2 H. If a sequential reaction is carried out to form an intermediate of the formula (IVa) or (IVb), it may be advantageous to use a stoichiometric excess of the compound Y 3 H or Y 2 H used in the second step to ensure in that all NCO groups are reacted off.
Sowohl der Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher ein Isocyanatgruppen aufweisendes Polyurethan-Polymer PU1 ist, oder welcher oder ein Umsetzungsprodukt PU2 dieses Polyurethanproduktes PU1 mit mindestens einer NCO-reaktiven Verbindung ist, weist vorteilhaft einen elastischen Charakter auf und ist weiterhin vorteilhaft in Epoxid-Flüssigharzen löslich oder dispergierbar.Both the impact modifier, which is an isocyanate group-containing polyurethane polymer PU1, or which or a reaction product PU2 of this polyurethane product PU1 with at least one NCO-reactive compound, advantageously has an elastic character and is also advantageously soluble or dispersible in epoxy liquid resins.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine einkomponentige hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung dar, welcheAnother aspect of the present invention is a one-component thermosetting epoxy resin composition which
- mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül; - mindestens einen Härter B für Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird; sowieat least one epoxy resin A having on average more than one epoxide group per molecule; - At least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature; such as
- mindestens ein vorgängig im Detail beschriebenen Schlagzähigkeits- modifikator PU1 oder PU2 enthält.- contains at least one previously described in detail impact modifier PU1 or PU2.
Das Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül ist vorzugsweise ein Epoxid-Flüssigharz oder ein Epoxid-Festharz. Der Begriff „Epoxid-Festharz" ist dem Epoxid-Fachmann bestens bekannt und wird im Gegensatz zu „Epoxid-Flüssigharzen" verwendet. Die Glastemperatur von Festharzen liegt über Raumtemperatur, d.h. sie lassen sich bei Raumtemperatur zu schüttfähigen Pulvern zerkleinern.The epoxy resin A having an average of more than one epoxy group per molecule is preferably an epoxy liquid resin or a solid epoxy resin. The term "solid epoxy resin" is well known to the person skilled in the art and is used in contrast to "liquid epoxy resins". The glass transition temperature of solid resins is above room temperature, i. they can be ground at room temperature to give pourable powders.
Bevorzugte Epoxid-Festharze weisen die Formel (X) aufPreferred solid epoxy resins have the formula (X)
Hierbei stehen die Substituenten R' und R" unabhängig voneinander entweder für H oder CH3. Weiterhin steht der Index s für einen Wert von > 1.5, insbesondere von 2 bis 12.Here, the substituents R 'and R "are independently of one another either H or CH 3. Furthermore, the subscript s stands for a value of> 1.5, in particular from 2 to 12.
Derartige Epoxid-Festharze sind kommerziell erhältlich beispielsweise von Dow oder Huntsman oder Hexion.Such solid epoxy resins are commercially available, for example, from Dow or Huntsman or Hexion.
Verbindungen der Formel (X) mit einem Index s zwischen 1 und 1.5 werden vom Fachmann als Semisolid-Epoxidharze bezeichnet. Für die hier vorliegende Erfindung werden sie ebenfalls als Festharze betrachtet.Compounds of formula (X) with an index s between 1 and 1.5 are referred to by the skilled person as semisolid epoxy resins. For the present invention, they are also considered as solid resins.
Bevorzugt sind jedoch Epoxidharze im engeren Sinn, d.h. wo der Index s einenHowever, preferred are epoxy resins in the narrower sense, i. where the index s one
Wert von > 1.5 aufweist. Bevorzugte Epoxid-Flüssigharze weisen die Formel (Xl) aufValue of> 1.5. Preferred liquid epoxy resins have the formula (XI)
Hierbei stehen die Substituenten R'" und R"" unabhängig voneinander entweder für H oder CH3. Weiterhin steht der Index r für einen Wert von 0 bis 1. Bevorzugt steht r für einen Wert von kleiner als 0.2. Es handelt sich somit vorzugsweise um Diglycidylether von Bisphenol-Here, the substituents R '"and R""independently of one another are either H or CH 3. Furthermore, the index r stands for a value from 0 to 1. Preferably, r stands for a value of less than 0.2 Diglycidyl ether of bisphenol
A (DGEBA), von Bisphenol-F sowie von Bisphenol-A/F (Die Bezeichnung ,A/F' verweist hierbei auf eine Mischung von Aceton mit Formaldehyd, welche als Edukt bei dessen Herstellung verwendet wird). Solche Flüssigharze sind beispielsweise als Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (Huntsman) oder D.E.R.™ 331 oder D.E.R.™ 330 (Dow) oder Epikote 828 (Hexion) erhältlich.A (DGEBA), bisphenol-F and bisphenol A / F (The term 'A / F' refers to a mixture of acetone with formaldehyde, which is used as starting material in its preparation). Such liquid resins are available, for example, as Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (Huntsman) or D.E.R. ™ 331 or D.E.R. ™ 330 (Dow) or Epikote 828 (Hexion).
Weiterhin geeignet als Epoxidharz A sind sogenannte Novolake. Diese weisen insbesondere die folgende Formel auf:Also suitable as epoxy resin A are so-called novolacs. These have in particular the following formula:
H oder Methyl und z = 0 bis 7.H or methyl and z = 0 to 7.
Insbesondere handelt es sich hierbei um Phenol- oder Kresol- Novolake (R2 = CH2).In particular, these are phenol or cresol Novolake (R2 = CH 2 ).
Solche Epoxidharze sind unter dem Handelnamen EPN oder ECN sowie Tactix®556 von Huntsman oder unter der Produktereihe D.E.N.™ VON Dow Chemical kommerziell erhältlich. Bevorzugt stellt das Epoxidharz A ein Epoxid-Flüssigharz der Formel (Xl) dar. In einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform enthält die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung sowohl mindestens ein Epoxid- Flüssigharz der Formel (Xl) als auch mindestens ein Epoxid-Festharz der Formel (X).Such epoxy resins are commercially available under the tradename EPN or ECN and Tactix®556 from Huntsman or under the product series DEN ™ from Dow Chemical. Preferably, the epoxy resin A is an epoxy liquid resin of the formula (XI). In a more preferred embodiment, the thermosetting epoxy resin composition contains both at least one epoxy liquid resin of the formula (XI) and at least one solid epoxy resin of the formula (X).
Der Anteil von Epoxidharzes A beträgt vorzugsweise 10 - 85 Gew.-%, insbesondere 15 - 70 Gew.-%, bevorzugt 15 - 60 Gew.-%, am Gewicht der Zusammensetzung.The proportion of epoxy resin A is preferably 10 to 85% by weight, in particular 15 to 70% by weight, preferably 15 to 60% by weight, of the weight of the composition.
Der Anteil des vorgängig beschriebenen Schlagzähigkeitsmodifikators PU1 oder PU2 beträgt vorzugsweise 1 - 45 Gew.-%, insbesondere 3 - 30 Gew.-%, am Gewicht der Zusammensetzung.The proportion of the previously described impact modifier PU1 or PU2 is preferably 1-45% by weight, in particular 3-30% by weight, based on the weight of the composition.
Die erfindungsgemässe Zusammensetzung enthält weiterhin mindestens einen Härter B für Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um einen Härter, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate. Weiterhin möglich sind beschleunigend wirksame Härter, wie substituierte Harnstoffe, wie beispielsweise 3-(3-Chlor-4-methylphenyl)-1 ,1-dimethylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethylharnstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl-1 ,1-dimethylhamstoff (Fenuron) oder 3,4-Dichlorphenyl- N,N-dimethylhamstoff (Diuron). Weiterhin können Verbindungen der Klasse der Imidazole und Amin-Komplexe eingesetzt werden.The inventive composition further contains at least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature. It is preferably a curing agent which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof. Also possible are accelerating effective curing agents, such as substituted ureas, such as 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea ( Monuron), 3-phenyl-1, 1-dimethylurea (fenuron) or 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron). Furthermore, compounds of the class of imidazoles and amine complexes can be used.
Bevorzugt handelt es sich beim Härter B um einen Härter, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate; substituierte Harnstoffe, insbesondere 3-(3-Chlor-4-methylphenyl)-1 ,1-dimethylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethylharnstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethyl- harnstoff (Monuron), 3-Phenyl-1 ,1-dimethylharnstoff (Fenuron), 3,4-Dichlor- phenyl-N,N-dimethylharnstoff(Diuron), N,N-Dimethylharnstoff sowie Imidazole, Imidazol-Salze und Amin-Komplexe.Hardener B is preferably a hardener which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamine, guanidines, aminoguanidines and derivatives thereof; substituted ureas, in particular 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyl-dimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl- 1, 1-dimethylurea (fenuron), 3,4-dichloro phenyl-N, N-dimethylurea (diuron), N, N-dimethylurea as well as imidazoles, imidazole salts and amine complexes.
Besonders bevorzugt als Härter B ist Dicyandiamid.Particularly preferred as curing agent B is dicyandiamide.
Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des Härters B 1 - 10 Gewichts-%, vorzugsweise 2 - 8 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung.Advantageously, the total amount of the curing agent B is 1 to 10% by weight, preferably 2 to 8% by weight, based on the weight of the total composition.
Die hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung kann weiterhin einThe thermosetting epoxy resin composition may further include
Thixotropiermittel C auf Basis eines Harnstoffderivates enthalten. Das Harnstoffderivat ist insbesondere ein Umsetzungsprodukt eines aromatischen monomeren Diisocyanates mit einer aliphatischen Aminverbindung. Es ist auch durchaus möglich, mehrere unterschiedliche monomere Diisocyanate mit einer oder mehreren aliphatischen Aminverbindungen oder ein monomeres Diisocyanat mit mehreren aliphatischen Aminverbindungen umzusetzen. Als besonders vorteilhaft hat sich das Umsetzungsprodukt von 4,4'-Diphenyl- methylen-diisocyanat (MDI) mit Butylamin erwiesen.Thixotropic agent C based on a urea derivative included. In particular, the urea derivative is a reaction product of an aromatic monomeric diisocyanate with an aliphatic amine compound. It is also quite possible to react several different monomeric diisocyanates with one or more aliphatic amine compounds or a monomeric diisocyanate with several aliphatic amine compounds. The reaction product of 4,4'-diphenylmethylene diisocyanate (MDI) with butylamine has proved to be particularly advantageous.
Das Harnstoffderivat ist vorzugsweise in einem Trägermaterial vorhanden. Das Trägermaterial kann ein Weichmacher, insbesondere ein Phthalat oder ein Adipat sein, vorzugsweise ein Diisodecylphthalat (DIDP) oder Dioctyladipat (DOA). Das Trägermittel kann auch ein nicht-diffundierendes Trägermittel sein. Dies ist bevorzugt, um möglichst eine geringe Migration nach Aushärtung von nicht regierten Bestandteilen zu gewährleisten. Bevorzugt sind als nicht-diffundierende Trägermittel blockierte Polyurethanprepolymere.The urea derivative is preferably present in a carrier material. The carrier material may be a plasticizer, in particular a phthalate or an adipate, preferably a diisodecyl phthalate (DIDP) or dioctyl adipate (DOA). The carrier may also be a non-diffusing carrier. This is preferred to ensure as little as possible migration after curing of unregulated components. Preferred non-diffusing carriers are blocked polyurethane prepolymers.
Die Herstellung von solchen bevorzugten Harnstoffderivaten und Trägermaterialien sind im Detail in der Patentanmeldung EP 1 152 019 A1 beschrieben. Das Trägermaterial ist vorteilhaft ein blockiertes Polyurethanpre- polymer, insbesondere erhalten durch Umsetzung eines trifunktionellen Polyetherpolyols mit IPDI und anschliessender Blockierung der endständigen Isocyanatgruppen mit ε-Caprolactam.The preparation of such preferred urea derivatives and support materials are described in detail in the patent application EP 1 152 019 A1. The support material is advantageously a blocked polyurethane polymer, in particular obtained by reacting a trifunctional polyether polyol with IPDI and subsequent blocking of the terminal isocyanate groups with ε-caprolactam.
Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des Thixotropiermittels C 0 - 40 Gewichts-%, vorzugsweise 5 - 25 % Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung. Das Verhältnis vom Gewicht des Harnstoffderivates zum Gewicht des allenfalls vorhandenen Trägermittels beträgt vorzugsweise 2 / 98 bis 50 / 50, insbesondere 5 / 95 - 25 /75.Advantageously, the total amount of thixotropic agent C is 0-40% by weight, preferably 5-25% by weight, based on the weight the entire composition. The ratio of the weight of the urea derivative to the weight of the carrier possibly present is preferably from 2:98 to 50:50, in particular from 5:95 to 25:75.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die hitzehärtende einkomponentige Epoxidharzzusammensetzung neben dem vorgängig beschriebenen Schlagzähigkeitsmodifikators PU1 oder PU2 zusätzlich mindestens noch einen weiteren Schlagzähigkeitsmodifikator D enthält.It has also been shown that it is particularly advantageous if the heat-curing one-component epoxy resin composition additionally contains at least one further impact modifier D in addition to the previously described impact modifier PU1 or PU2.
Die zusätzlichen Schlagzähigkeitsmodifikatoren D können fest oder flüssig sein.The additional impact modifiers D may be solid or liquid.
In einer Ausführungsform ist dieser Schlagzähigkeitsmodifikatoren D ein Flüssigkautschuk D1, welcher ein carboxyl- oder epoxidterminiertes Acrylnitril/Butadien-Copolymer oder ein Derivat davon ist. Derartige Flüssigkautschuke sind beispielsweise unter dem unter dem Namen Hypro™(früher Hycar®) CTBN und CTBNX und ETBN von Nanoresins AG, Deutschland, bzw. Emerald Performance Materials LLC) kommerziell erhältlich. Als Derivate sind insbesondere Epoxidgruppen aufweisende Elastomer-modifizierte Prepolymere, wie sie unter der Produktelinie Polydis®, vorzugsweise aus der Produktelinie Polydis® 36.., von der Firma Struktol® (Schill+Seilacher Gruppe, Deutschland) oder unter der Produktelinie Albipox (Nanoresins, Deutschland) kommerziell vertrieben werden, geeignet.In one embodiment, this impact modifier D is a liquid rubber D1, which is a carboxyl- or epoxide-terminated acrylonitrile / butadiene copolymer or a derivative thereof. Such liquid rubbers are commercially available, for example, under the name Hypro ™ (formerly Hycar®) CTBN and CTBNX and ETBN from Nanoresins AG, Germany, and Emerald Performance Materials LLC). The derivatives are in particular epoxy-containing elastomer-modified prepolymers, as under the product line Polydis®, preferably from the product line Polydis® 36 .., by the company Struktol® (Schill + Seilacher Group, Germany) or under the product line Albipox (Nanoresins, Germany) are commercially available suitable.
In einer weiteren Ausführungsform ist der SchlagzähigkeitsmodifikatorIn another embodiment, the impact modifier is
D ein Polyacrylatflüssigkautschuk D2, der mit flüssigen Epoxidharzen vollständig mischbar ist und sich erst beim Aushärten der Epoxidharzmatrix zu Mikro- tröpfchen entmischt. Derartige Polyacrylatflüssigkautschuke sind beispielsweise unter der Bezeichnung 20208-XPA von Rohm und Haas erhältlich. Es ist dem Fachmann klar, dass natürlich auch Mischungen vonD a polyacrylate liquid rubber D2, which is completely miscible with liquid epoxy resins and only separates into micro droplets when the epoxy resin matrix hardens. Such polyacrylate liquid rubbers are available, for example, under the designation 20208-XPA from Rohm and Haas. It is clear to the expert that, of course, mixtures of
Flüssigkautschuken verwendet werden können, insbesondere Mischungen von carboxyl- oder epoxidterminiertes Acrylnitril/Butadien-Copolymeren oder Derivaten davon mit epoxidterminierten Polyurethanprepolymeren. In einer weiteren Ausführungsform ist der Schlagzähigkeitsmodifikator D ein fester Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher ein organisches lonen- getauschtes Schichtmineral DE1 ist.Liquid rubbers can be used, in particular mixtures of carboxyl or epoxy-terminated acrylonitrile / butadiene copolymers or derivatives thereof with epoxy-terminated polyurethane prepolymers. In another embodiment, the impact modifier D is a solid impact modifier which is an organic ion-exchanged layered mineral DE1.
Das lonen-getauschte Schichtmineral DE1 kann entweder einThe ion-exchanged layered mineral DE1 can either be
Kationen-getauschtes Schichtmineral DE1c oder ein Anionen-getauschtes Schichtmineral DE1a sein.Cation-exchanged layered mineral DE1c or an anion-exchanged layered mineral DE1a.
Das Kationen-getauschte Schichtmineral DE1c wird hierbei erhalten aus einem Schichtmineral DE1', bei welchem zumindest ein Teil der Kationen durch organische Kationen ausgetauscht worden sind. Beispiele für derartige Kationen-getauschte Schichtmineralien DE1c sind insbesondere diejenigen, welche in US 5,707,439 oder in US 6,197,849 erwähnt sind. Ebenso ist dort das Verfahren zur Herstellung dieser Kationen-getauschten Schichtminerale DE1c beschrieben. Bevorzugt als Schichtmineral DE1' ist ein Schichtsilikat. Insbesondere bevorzugt handelt es sich beim Schichtmineral DE1' um ein Phyllosilikat, wie sie in US 6,197,849 Spalte 2, Zeile 38 bis Spalte 3, Zeile 5 beschrieben sind, insbesondere um einen Bentonit. Als besonders geeignet haben sich Schichtmineral DE1' wie Kaolinit oder ein Montmorillionit oder ein Hectorit oder ein Illit gezeigt. Zumindest ein Teil der Kationen des Schichtminerals DE1' wird durch organische Kationen ersetzt. Beispiele für derartige Kationen sind n-Octyl- ammonium, Trimethyldodecylammonium, Dimethyldodecylammonium oder Bis(hydroxyethyl)octadecylammonium oder ähnliche Derivate von Aminen, die aus natürlichen Fetten und Ölen gewonnen werden können; oder Guanidinium Kationen oder Amidiniumkationen; oder Kationen der N-substituierten Derivate von Pyrrolidin, Piperidin, Piperazin, Morpholin, Thiomorpholin; oder Kationen von 1 ,4-Diazobicyclo[2.2.2]octan (DABCO) und 1-Azobicyclo[2.2.2]octan; oder Kationen von N-substituierten Derivaten von Pyridin, Pyrrol, Imidazol, Oxazol, Pyrimidin, Chinolin, Isochinoilin, Pyrazin, Indol, Bezimidazol, Benzoxaziol, Thiazol Phenazin und 2,2'-Bipyridin. Weiterhin sind geeignet cyclische Amidiniumkationen, insbesondere solche, wie sie in US 6,197,849 in Spalte 3 Zeile 6 bis Spalte 4 Zeile 67 offenbart werden. Cyclische Ammoniumverbindungen zeichnen sich gegenüber linearen Ammoniumverbindungen durch eine erhöhte Thermostabilität aus, da der thermische Hoffmann - Abbau bei ihnen nicht auftreten kann.The cation-exchanged layered mineral DE1c is obtained here from a layered mineral DE1 'in which at least some of the cations have been replaced by organic cations. Examples of such cation-exchanged layered minerals DE1c are in particular those mentioned in US 5,707,439 or in US 6,197,849. Likewise, the process for producing these cation-exchanged layered minerals DE1c is described there. Preferred as layered mineral DE1 'is a layered silicate. The layered mineral DE1 'is particularly preferably a phyllosilicate, as described in US Pat. No. 6,197,849, column 2, line 38 to column 3, line 5, in particular a bentonite. Layer minerals DE1 'such as kaolinite or a montmorillonite or a hectorite or an illite have proven particularly suitable. At least part of the cations of the layered mineral DE1 'is replaced by organic cations. Examples of such cations are n-octyl ammonium, trimethyldodecyl ammonium, dimethyl dodecyl ammonium or bis (hydroxyethyl) octadecyl ammonium or similar derivatives of amines which can be obtained from natural fats and oils; or guanidinium cations or amidinium cations; or cations of the N-substituted derivatives of pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, thiomorpholine; or cations of 1,4-diazobicyclo [2.2.2] octane (DABCO) and 1-azobicyclo [2.2.2] octane; or cations of N-substituted derivatives of pyridine, pyrrole, imidazole, oxazole, pyrimidine, quinoline, isoquinoline, pyrazine, indole, benzimidazole, benzoxazole, thiazole phenazine and 2,2'-bipyridine. Also suitable are cyclic amidinium cations, in particular those disclosed in US Pat. No. 6,197,849 at column 3, line 6 to column 4, line 67. Cyclic ammonium compounds are distinguished from linear ammonium compounds by an increased thermal stability, since the thermal Hoffmann - degradation can not occur with them.
Bevorzugte Kationen-getauschte Schichtminerale DE1c sind demPreferred cation-exchanged layer minerals DE1c are the
Fachmann unter dem Term Organoclay oder Nanoclay bekannt und sind kommerziell zum Beispiel unter den Gruppennamen Tixogel® oder Nanofil®Professional known under the term Organoclay or Nanoclay and are commercially available, for example, under the group names Tixogel® or Nanofil®
(Südchemie), Cloisite® (Southern Clay Products) oder Nanomer® (Nanocor(Southern Chemistry), Cloisite® (Southern Clay Products) or Nanomer® (Nanocor
Inc.) oder Garmite® (Rockwood) erhältlich.Inc.) or Garmite® (Rockwood).
Das Anionen-getauschte Schichtmineral DE1a wird hierbei erhalten aus einem Schichtmineral DE1", bei welchem zumindest ein Teil der Anionen durch organische Anionen ausgetauscht worden sind. Ein Beispiel für ein derartig Anionen-getauschtes Schichtmineral DE1a ist ein Hydrotalcit DE1", bei dem zumindest ein Teil der Carbonat-Anionen der Zwischenschichten durch organische Anionen ausgetauscht wurden. Es ist durchaus auch möglich, dass die Zusammensetzung gleichzeitig ein Kationen-getauschtes Schichtmineral DE1c und ein Anionen-getauschtes Schichtmineral DE1a enthält.The anion-exchanged layered mineral DE1a is in this case obtained from a layered mineral DE1 "in which at least some of the anions have been exchanged by organic anions An example of such an anion-exchanged layered mineral DE1a is a hydrotalcite DE1" in which at least one part the carbonate anions of the intermediate layers have been replaced by organic anions. It is quite possible that the composition simultaneously contains a cation-exchanged layered mineral DE1c and an anion-exchanged layered mineral DE1a.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Schlagzähigkeitsmodifikator D ein fester Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher ein Blockcopolymer DE2 ist.In another embodiment, the impact modifier D is a solid impact modifier which is a block copolymer DE2.
Das Blockcopolymer DE2 wird erhalten aus einer anionischen oder kontrollierten radikalischen Polymerisation von Methacrylsäureester mit mindestens einem weiteren eine olefinisch Doppelbindung aufweisendenThe block copolymer DE2 is obtained from an anionic or controlled radical polymerization of methacrylic acid ester with at least one further olefinic double bond
Monomeren. Als eine olefinische Doppelbindung aufweisende Monomere sind insbesondere solche bevorzugt, bei denen die Doppelbindung unmittelbar mit einem Heteroatom oder mit mindestens einer weiteren Doppelbindung konjugiert ist. Insbesondere sind Monomere geeignet, welche ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Styrol, Butadien, Acrylnitril und Vinylacetat.Monomers. Preferred monomers having an olefinic double bond are those in which the double bond is conjugated directly with a heteroatom or with at least one further double bond. In particular, monomers are suitable which are selected from the group comprising styrene, butadiene, acrylonitrile and vinyl acetate.
Bevorzugt sind Acrylat-Styrol-Acrylsäure (ASA) Copolymere, erhältlich z.B. unter dem Namen GELOY 1020 von GE Plastics.Preferred are acrylate-styrene-acrylic acid (ASA) copolymers, available e.g. under the name GELOY 1020 from GE Plastics.
Besonders bevorzugte Blockcopolymere DE2 sind Blockcopolymere aus Methacrylsäuremethylester, Styrol und Butadien. Derartige Blockcopoly- mere sind beispielsweise als Triblockcopolymere unter der Gruppenbezeichnung SBM bei Arkema erhältlich.Particularly preferred block copolymers DE2 are block copolymers of methyl methacrylate, styrene and butadiene. Such block copoly- mers are available, for example, as triblock copolymers under the group name SBM from Arkema.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Schlagzähigkeitsmodifikator D ein Core-Shell Polymer DE3. Core-Shell-Polymere bestehen aus einem elastischen Kernpolymer und einem starren Schalen-Polymer. Insbesondere geeignete Core-Shell-Polymere bestehen aus einem Kern (Core) aus elastischem Acrylat- oder Butadien-Polymer, den eine starre Schale (Shell) eines starren thermoplastischen Polymers umhüllt. Diese Core-Shell Struktur bildet sich entweder spontan durch Entmischen eines Blockcopolymeren oder ist durch die Polymerisationsführung als Latex oder Suspensionspolymerisation mit nachfolgender Pfropfung vorgegeben. Bevorzugte Core- Shell-Polymere sind sogenannte MBS Polymere, welche kommerziell unter dem Handelsnamen Clearstrength™ von Atofina, Paraloid™ von Rohm and Haas oder F-351 ™ von Zeon erhältlich sind.In another embodiment, the impact modifier D is a core-shell polymer DE3. Core-shell polymers consist of an elastic core polymer and a rigid shell polymer. Particularly suitable core-shell polymers consist of a core (core) of elastic acrylate or butadiene polymer which wraps around a rigid shell of a rigid thermoplastic polymer. This core-shell structure is formed either spontaneously by demixing a block copolymer or is given by the polymerization as latex or suspension polymerization with subsequent grafting. Preferred core-shell polymers are so-called MBS polymers, which are commercially available under the trade names Clearstrength ™ from Atofina, Paraloid ™ from Rohm and Haas or F-351 ™ from Zeon.
Besonders bevorzugt sind Core-Shell Polymerpartikel, die bereits als getrockneter Polymerlatex vorliegen. Beispiele hierfür sind GENIOPERL M23A von Wacker mit Polysiloxankern und Acrylatschale, strahlungsvemetzteParticularly preferred are core-shell polymer particles which are already present as a dried polymer latex. Examples include GENIOPERL M23A from Wacker with polysiloxane core and acrylate shell, radiation-crosslinked
Kautschukpartikel der NEP Reihe, hergestellt von Eliokem oder Nanoprene von Lanxess oder Paraloid EXL von Rohm und Haas.Rubber particles of the NEP series, manufactured by Eliokem or Nanoprene by Lanxess or Paraloid EXL by Rohm and Haas.
Weitere vergleichbare Beispiele für Core-Shell-Polymere werden unter dem Namen Albidur von Nanoresins AG, Deutschland, angeboten.Further comparable examples of core-shell polymers are offered under the name Albidur by Nanoresins AG, Germany.
Ebenso geeignet sind nanosklaige Silikate in Epoxid-Matiix, wie sie unter dem Handelnamen Nonopox von Nanoresins AG, Deutschland, angeboten werden.Also suitable are nano-sized silicates in Epoxid Matiix, as offered under the trade name Nonopox Nanoresins AG, Germany.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Schlagzähigkeitsmodifikator D ein Umsetzungsprodukt DE4 eines carboxylierten festen Nitrilkautschuks mit überschüssigem Epoxidharz.In another embodiment, the impact modifier D is a reaction product DE4 of a carboxylated solid nitrile rubber with excess epoxy resin.
Besonders geeignet als in der Zusammensetzung gegebenenfalls vor- handenem Schlagzähigkeitsmodifikator D sind Schlagzähigkeitsmodifikatoren, welche dem bereits beschriebenen Schlagzähigkeitsmodifikator der Formel (I), entsprechen, welche aber nicht auf einem Hydroxylgruppe(n) aufweisenden amphiphilen Blockcopolymer, sondern auf einem Polymeren QPM mit endstän- digen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen sowie aus einem, gegebenenfalls substituierten, Polyphenol QPP, wie sie für die Herstellung des Polyurethan- Polymer (PU1) bereits offenbart wurden, basieren.Particularly suitable as impact modifier D which may be present in the composition are impact modifiers which correspond to the impact modifier of the formula (I) already described but which do not have an amphiphilic block copolymer having a hydroxyl group (n) but are terminated on a polymer Q PM with endstability. or amino-substituted, thiol or hydroxyl groups and from an optionally substituted, polyphenol Q PP , as they have already been disclosed for the preparation of the polyurethane polymer (PU1) based.
Besonders geeignet als in der Zusammensetzung gegebenenfalls vorhandenem Schlagzähigkeitsmodifikator D sind jene, wie sie in den folgenden Artikel bzw. Patentschriften, deren Inhalt hiermit durch Referenz miteingeschlossen wird, offenbart sind: EP 0 308 664 A1 , insbesondere Formel (I), besonders Seite 5, Zeile 14 bis Seite 13, Zeile 24; EP 0 338 985 A1 , EP 0 353 190 A1 , WO 00/20483 A1 , insbesondere Formel (I), besonders Seite 8, Zeile 18 bis Seite 12, Zeile 2; WO 01/94492 A1 , insbesondere die als D) und E) bezeichneten Reaktionsprodukte, besonders Seite 10, Zeile 15 bis Seite 14, Zeile 22; WO 03/078163 A1 , insbesondere das als B) bezeichnete Acrylat- terminierte Polyurethanharz, besonders Seite 14, Zeile 6 bis Seite 14, Zeile 35; WO 2005/007766 A1 , insbesondere Formel (I) oder (II), besonders Seite 4, Zeile 5 bis Seite 11 bis Zeile 20; EP 1 728 825 A1 , insbesondere Formel (I), besonders Seite 3, Zeile 21 bis Seite 4 bis Zeile 47; WO 2006/052726 A1 , insbesondere das als b) bezeichnete amphiphilic block copolymer, besonders Seite 6, Zeile 17 bis Seite 9, Zeile 10; WO 2006/052729 A1 , insbesondere das als b) bezeichnete amphiphilic block copolymer, besonders Seite 6, Zeile 25 bis Seite 10, Zeile 2; TJ. Hermel-Davidock et al., J.Polym. Sei. Part B: Polym. Phys. 2007, 45, 3338-3348, insbesondere die ambiphilen Blockcopolymere, besonders Seite 3339, 2. Spalte bis 3341 2. Spalte; WO 2004/055092 A1 , insbesondere Formel (I), besonders Seite 7, Zeile 28 bis Seite 13 bis Zeile 15;. WO 2005/007720 A1 , insbesondere Formel (I), besonders Seite 8, Zeile 1 bis Seite 17 bis Zeile 10; WO 2007/020266 A1 , insbesondere Formel (I), besonders Seite 3, Zeile 1 bis Seite 11 bis Zeile 6, sowie DE-A-2 123 033, US 2008/0076886 A1 , WO 2008/016889 und WO 2007/025007.Particularly suitable as impact modifier D optionally present in the composition are those disclosed in the following articles or patent specifications, the contents of which are hereby incorporated by reference: EP 0 308 664 A1, in particular formula (I), especially page 5, Line 14 to page 13, line 24; EP 0 338 985 A1, EP 0 353 190 A1, WO 00/20483 A1, in particular formula (I), especially page 8, line 18 to page 12, line 2; WO 01/94492 A1, in particular the reaction products denoted D) and E), especially page 10, line 15 to page 14, line 22; WO 03/078163 A1, in particular the acrylate-terminated polyurethane resin designated B), especially page 14, line 6 to page 14, line 35; WO 2005/007766 A1, in particular formula (I) or (II), especially page 4, line 5 to page 11 to line 20; EP 1 728 825 A1, in particular formula (I), especially page 3, line 21 to page 4 to line 47; WO 2006/052726 A1, in particular the amphiphilic block copolymer designated as b), especially page 6, line 17 to page 9, line 10; WO 2006/052729 A1, in particular the amphiphilic block copolymer designated as b), especially page 6, line 25 to page 10, line 2; TJ. Hermel-Davidock et al., J. Polym. Be. Part B: Polym. Phys. 2007, 45, 3338-3348, in particular the ambiphilic block copolymers, especially page 3339, 2nd column to 3341 2nd column; WO 2004/055092 A1, in particular formula (I), especially page 7, line 28 to page 13 to line 15 ;. WO 2005/007720 A1, in particular formula (I), especially page 8, line 1 to page 17 to line 10; WO 2007/020266 A1, in particular formula (I), especially page 3, line 1 to page 11 to line 6, and DE-A-2 123 033, US 2008/0076886 A1, WO 2008/016889 and WO 2007/025007.
Es hat sich gezeigt, dass in der Zusammensetzung vorteilhaft mehrere Schlagzähigkeitsmodifikator vorhanden sind, insbesondere auch mehrere Schlagzähigkeitsmodifikatoren D. Der Anteil an Schlagzähigkeitsmodifikatoren D wird vorteilhaft in einer Menge von 1 - 35 Gew.-%, insbesondere 1 - 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, eingesetzt.It has been found that in the composition advantageously several impact modifier are present, in particular several impact modifiers D. The proportion of impact modifiers D is advantageously used in an amount of 1 to 35% by weight, in particular 1 to 25% by weight, based on the weight of the composition.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung zusätzlich mindestens einen Füllstoff F. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Glimmer, Talk, Kaolin, Wollastonit, Feldspat, Syenith, Chlorit, Bentonit, Montmorillonit, Calciumcarbonat (gefällt oder gemahlen), Dolomit, Quarz, Kieselsäuren (pyrogen oder gefällt), Cristobalit, Calciumoxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumoxid, Keramikhohlkugeln, Glashohlkugeln, organische Hohlkugeln, Glaskugeln, Farbpigmente. Als Füllstoff F sind sowohl die organisch beschichteten als auch die unbeschichteten kommerziell erhältlichen und dem Fachmann bekannten Formen gemeint. Ein weiteres Beispiel sind funktionalisierte Alumoxane wie z. B. in USIn a further preferred embodiment, the composition additionally contains at least one filler F. This is preferably mica, talc, kaolin, wollastonite, feldspar, syenite, chlorite, bentonite, montmorillonite, calcium carbonate (precipitated or ground), dolomite, quartz, silicic acids (pyrogenic or precipitated), cristobalite, calcium oxide, aluminum hydroxide, magnesium oxide, ceramic hollow spheres, glass hollow spheres, organic hollow spheres, glass spheres, color pigments. Filler F is meant to mean both the organic coated and the uncoated commercially available and known to those skilled forms. Another example is functionalized alumoxanes such. In US
6,322,890 beschrieben.6,322,890.
Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des gesamten Füllstoffs F 3 - 50 Gewichts-%, vorzugsweise 5 - 35 Gewichts-%, insbesondere 5 - 25 Gewichts- %, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung.Advantageously, the total content of the total filler F is 3 to 50% by weight, preferably 5 to 35% by weight, in particular 5 to 25% by weight, based on the weight of the total composition.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung ein physikalisches oder chemisches Treibmittel, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen Expancel™ der Firma Akzo Nobel oder Celogen™ der Firma Chemtura erhältlich ist.Der Anteil des Treibmittels beträgt vorteilhaft 0.1 - 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.In a further preferred embodiment, the composition contains a physical or chemical blowing agent, as available, for example, under the trade name Expancel ™ from Akzo Nobel or Celogen ™ from Chemtura. The proportion of blowing agent is advantageously 0.1-3% by weight on the weight of the composition.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung zusätzlich mindestens einen Epoxidgruppen-tragenden Reaktivverdünner G. Bei diesen Reaktivverdünnern G handelt es sich insbesondere um:In a further preferred embodiment, the composition additionally contains at least one epoxy group-carrying reactive diluent G. These reactive diluents G are in particular:
- Glycidylether von monofunktionellen gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen C4 - C30 Glycidyl ethers of monofunctional saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain C 4 -C 30
Alkoholen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend ausAlcohols, in particular selected from the group consisting of
Butanolglycidylether, Hexanolglycidylether, 2-Ethylhexanolglycidyl- ether, Allylglycidylether, Tetrahydrofurfuryl- und Furfurylglycidylether, Trimethoxysilylglycidylether.Butanol glycidyl ether, hexanol glycidyl ether, 2-ethylhexanol glycidyl ether ethers, allyl glycidyl ethers, tetrahydrofurfuryl and furfuryl glycidyl ethers, trimethoxysilyl glycidyl ethers.
- Glycidylether von difunktionellen gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen C2 - C30 - Alkolen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus- Glycidyl ethers of difunctional saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain C 2 - C 30 - alcohols, in particular selected from the group consisting of
Ethylenglykol-, Butandiol-, Hexandiol-, Oktandiolgylcidylether, Cyclo- hexandimethanoldigylcidylether und Neopentylglycoldiglycidylether.Ethylene glycol, butanediol, hexanediol, octanediol glycidyl ethers, cyclohexanedimethane diglycidyl ethers and neopentyl glycol diglycidyl ethers.
- Glycidylether von tri- oder polyfunktionellen, gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, zyklischen oder offenkettigen Akoholen wie epoxidiertes Rhizinusöl, epoxidiertes Trimethylolpropan, epoxidiertes Pentaerythrol oder Polyglycidylether von aliphatischen Polyolen wie Sorbitol, Glycerin oder Trimethylolpropan.Glycidyl ethers of trifunctional or polyfunctional, saturated or unsaturated, branched or unbranched, cyclic or open-chain alcohols, such as epoxidized castor oil, epoxidized trimethylolpropane, epoxidized pentaerythrol or polyglycidyl ethers of aliphatic polyols, such as sorbitol, glycerol or trimethylolpropane.
- Glycidylether von Phenol- und Anilinverbindungen insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenylglycidylether, Kresylglycidylether, p-tert.-Butylphenylglycidylether, Nonylphenolgly- cidylether, 3-n-Pentadecenyl-glycidylether (aus Cashewnuss-Schalen- Öl), N,N-Diglycidylanilin und Triglycdiyl von p-Aminophenol.Glycidyl ethers of phenolic and aniline compounds, in particular selected from the group consisting of phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-tert-butylphenyl glycidyl ether, nonylphenol glycidyl ether, 3-n-pentadecenyl glycidyl ether (from cashew nut shell oil), N, N-diglycidyl aniline and triglycidyl of p-aminophenol.
- Epoxidierte Amine wie N, N-Diglycidylcyclohexylamin.- Epoxidized amines such as N, N-diglycidylcyclohexylamine.
- Epoxidierte Mono- oder Dicarbonsäuren insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Neodecansäure-glycidylester, Methacryl- säureglycidylester, Benzoesäureglycidylester, Phthalsäure-, Tetra- und Hexahydrophthalsäurediglycidylester und Diglycidylester von dimeren Fettsäuren sowie Terephthalsäure- und Trimelitsäuregylcidylester.Epoxidized mono- or dicarboxylic acids, in particular selected from the group consisting of glycidyl neodecanoate, glycidyl methacrylate, glycidyl benzoate, diglycidyl phthalate, tetra- and hexahydrophthalate, and diglycidyl esters of dimeric fatty acids and cetyl terephthalic and trimelitic esters.
- Epoxidierte di- oder trifunktionelle, nieder- bis hochmolekulare PoIy- etherpolyole, insbesondere Polyethylenglycol-diglycidylether oder PoIy- propyleneglycol-diglycidylether.Epoxidized di- or trifunctional, low to high molecular weight polyether polyols, in particular polyethylene glycol diglycidyl ethers or polypropyleneglycol diglycidyl ethers.
Besonders bevorzugt sind Hexandioldiglycidylether, Kresylglycidylether, p-fe/f-Butylphenylglycidylether, Polypropylenglycoldiglycidylether und Polyethylenglycoldiglycidylether.Especially preferred are hexanediol diglycidyl ether, cresyl glycidyl ether, p-fe / f-butylphenyl glycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether and polyethylene glycol diglycidyl ether.
Vorteilhaft beträgt der Gesamtanteil des epoxidgruppentragenden Reaktivverdünners G 0.1 - 20 Gewichts-%, vorzugsweise 1 - 8 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung. Die Zusammensetzung kann weitere Bestandteile, insbesondereAdvantageously, the total proportion of the epoxide group-carrying reactive diluent G is 0.1-20% by weight, preferably 1-8% by weight, based on the weight of the total composition. The composition may contain other ingredients, in particular
Katalysatoren, Stabilisatoren, insbesondere Hitze- und/oder Lichtstabilisatoren,Catalysts, stabilizers, in particular heat and / or light stabilizers,
Thixotropiermittel, Weichmacher, Lösungsmittel, mineralische oder organische Füllstoffe, Treibmittel, Farbstoffe und Pigmente, Korrosionsschutzmittel, tenside, Entschäumer und Haftvermittler umfassen.Thixotropic agents, plasticizers, solvents, mineral or organic fillers, blowing agents, dyes and pigments, corrosion inhibitors, surfactants, defoamers and adhesion promoters include.
Als Weichmacher eignen sich insbesondere Phenol- Alkylsulfonsäureester oder Benzolsulfonsäure-N-butylamid, wie sie als Mesamoll® bzw. Dellatol BBS von Bayer kommerziell erhältlich sind.Particularly suitable plasticizers are phenol alkyl sulfonic acid esters or benzenesulfonic acid N-butyl amide, such as are commercially available as Mesamoll® or Dellatol BBS from Bayer.
Als Stabilisatoren eignen sich insbesondere gegebenenfalls substituierte Phenole, wie BHT oder Wingstay® T (Elikem), sterisch gehinderte Amine oder N-Oxylverbindungen wie TEMPO (Evonik). Es hat sich gezeigt, dass sich die beschriebenen hitzehärtendenParticularly suitable stabilizers are optionally substituted phenols, such as BHT or Wingstay® T (elixirs), sterically hindered amines or N-oxyl compounds, such as TEMPO (Evonik). It has been shown that the described thermosetting
Epoxidharzzusammensetzungen besonders als einkomponentige Klebstoffe eignen. Ein derartiger einkomponentiger Klebstoff weist breite Einsatzmöglichkeiten auf. Insbesondere sind hiermit hitzehärtende einkomponentige Klebstoffe realisierbar, die sich durch eine hohe Schlagzähigkeit, sowohl bei höheren Temperaturen und vor allem bei tiefen Temperaturen, insbesondere zwischen O0C bis -40°C auszeichnen. Solche Klebstoffe werden für das Verkleben von hitzestabilen Materialien benötigt. Unter hitzestabilen Materialien werden Materialien verstanden, welche bei einer Aushärtetemperatur von 100 - 220 0C, vorzugsweise 120 - 2000C zumindest während der Aushärtezeit formstabil sind. Insbesondere handelt es sich hierbei um Metalle und Kunststoffe wie ABS, Polyamid, Polyphenylenether, Verbundmaterialien wie SMC, ungesättigte Polyester GFK, Epoxid- oder Acrylatverbundwerkstoffe. Bevorzugt ist die Anwendung, bei der zumindest ein Material ein Metall ist. Als besonders bevorzugte Verwendung gilt das Verkleben von gleichen oder verschiedenen Metallen, insbesondere im Rohbau in der Automobilindustrie. Die bevorzugten Metalle sind vor allem Stahl, insbesondere elektrolytisch verzinkter, feuerverzinkter, beölter Stahl, Bonazink-beschichteter Stahl, und nachträglich phosphatierter Stahl, sowie Aluminium insbesondere in den im Autobau typischerweise vorkommenden Varianten.Epoxy resin compositions are particularly suitable as one-component adhesives. Such a one-component adhesive has a wide range of uses. In particular, hereby thermosetting one-component adhesives are feasible, which are characterized by a high impact strength, both at higher temperatures and especially at low temperatures, in particular between 0 0 C to -40 ° C. Such adhesives are needed for bonding heat stable materials. Heat-resistant materials are materials which at a curing temperature from 100 to 220 0 C, preferably 120-200 0 C are dimensionally stable at least during the curing time. In particular, these are metals and plastics such as ABS, polyamide, polyphenylene ethers, composite materials such as SMC, unsaturated polyester GRP, epoxy or acrylate composites. Preferred is the application in which at least one material is a metal. Particularly preferred use is the bonding of the same or different metals, especially in the shell in the automotive industry. The preferred metals are, above all, steel, in particular electrolytically galvanized, hot-dip galvanized, oiled steel, Bonazink-coated steel, and subsequently phosphated steel, as well as aluminum in particular in the variants typically occurring in the car industry.
Mit einem Klebstoff basierend auf einer erfindungsgemässen hitzehärtenden Zusammensetzung ist es möglich, die gewünschte Kombination von hoher Crashfestigkeit sowohl hoher als auch tiefer Einsatztemperatur zu erreichen.With an adhesive based on a heat-curing composition according to the invention, it is possible to achieve the desired combination of high crash resistance both high and low operating temperature.
Ein solcher Klebstoff wird insbesondere zuerst mit den zu verklebenden Materialien bei einer Temperatur von zwischen 10° C und 800C, insbesondere zwischen 100C und 60°C, kontaktiert und später ausgehärtet bei einer Temperatur von typischerweise 100 - 220 °C, vorzugsweise 120 - 200°C.Such an adhesive is in particular first contacted with the materials to be bonded at a temperature of between 10 ° C and 80 0 C, in particular between 10 0 C and 60 ° C, and later cured at a temperature of typically 100 - 220 ° C, preferably 120-200 ° C.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verklebung von hitzestabilen Substraten, welches die Schritte umfasst: i) Applizieren einer einkomponentigen hitzehärtenden Epoxidharzzu- sammensetzung, wie sie vorgängig im Detail beschrieben wurde, auf die Oberfläche eines hitzestabilen Substrates S1 , insbesondere eines Metalls; ii) Kontaktieren der applizierten hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung mit der Oberfläche eines weiteren hitzestabilen Substrates S2, insbesondere eines Metalls; iii) Erhitzen des Epoxidharzzusammensetzung auf eine Temperatur von 100 bis 130 °C, bevorzugt von 115 bis 1250C; iv) In Kontaktbringen der Substrate S1 und S2 und der damit in Kontakt stehenden hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung mit einer Waschflüssigkeit bei einer Temperatur zwischen 20 und 1000C, insbesondere zwischen 40 und 70°C; bevorzugt zwischen 50 und 70°C v) Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von 140 - 220 0C, insbesondere von 140 - 200°C, bevorzugt zwischen 160 und 1900C.A further aspect of the present invention relates to a method for bonding heat-stable substrates, comprising the steps of: i) applying a one-component thermosetting epoxy resin composition, as described in detail above, to the surface of a heat-stable substrate S1, in particular a metal; ii) contacting the applied thermosetting epoxy resin composition with the surface of another heat-stable substrate S2, in particular a metal; iii) heating the epoxy resin composition to a temperature of 100 to 130 ° C, preferably from 115 to 125 0 C; iv) contacting the substrates S1 and S2 and in contact therewith thermosetting epoxy resin with a washing liquid at a temperature between 20 and 100 0 C, in particular between 40 and 70 ° C; preferably between 50 and 70 ° C v) heating the composition to a temperature of 140-220 0 C, in particular 140-200 ° C, preferably 160-190 0 C.
Das Substrat S2 besteht hierbei aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Material wie das Substrat S1. Aus einem derartigen Verfahren zum Verkleben von hitzestabilen Materialien resultiert ein verklebter Artikel. Ein derartiger Artikel ist vorzugsweise ein Fahrzeug oder ein Anbauteil eines Fahrzeugs.The substrate S2 here consists of the same or a different material as the substrate S1. From such a method for bonding heat-stable materials results in a bonded article. Such an article is preferably a vehicle or an attachment of a vehicle.
Selbstverständlich können mit einer erfindungsgemässen Zusammen- setzung neben hitzehärtenden Klebstoffen auch Dichtmassen oder Beschich- tungen realisiert werden. Ferner eignen sich die erfindungsgemässen Zusammensetzungen nicht nur für den Automobilbau sondern auch für andere Anwendungsgebiete. Besonders zu erwähnen sind verwandte Anwendungen im Transportmittelbau wie Schiffe, Lastwagen, Busse oder Schienenfahrzeuge oder im Bau von Gebrauchsgütern wie beispielsweise Waschmaschinen.Of course, with a composition according to the invention, in addition to heat-curing adhesives, sealing compounds or coatings can also be realized. Furthermore, the novel compositions are not only suitable for the automotive industry but also for other applications. Particularly noteworthy are related applications in transport engineering such as ships, trucks, buses or rail vehicles or in the construction of consumer goods such as washing machines.
Die mittels einer erfindungsgemässen Zusammensetzung verklebten Materialien kommen bei Temperaturen zwischen typischerweise 12O0C und -4O0C, vorzugsweise zwischen 1000C und -400C, insbesondere zwischen 80°C und -4O0C zum Einsatz. Es lassen sich Zusammensetzungen formulieren, welche typischerweise Bruchenergien, gemessen nach ISO 11343, von mehr als 5.0 J bei 230C und mehr als 2.0 J bei -3O0C aufweisen. Typischerweise lassen sich Zusammensetzungen formulieren, welche Bruchenergien von mehr als 8.0 J bei 230C und von mehr als 4.0 J bei -300C aufweisen. Besonders vorteilhafte Zusammensetzungen weisen gar Bruchenergien von mehr als 10.0 J bei 23°C und von mehr als 9.0 J bei -3O0C auf.The bonded by means of a composition according to the invention materials are used at temperatures between typically 12O 0 C and -4O 0 C, preferably between 100 0 C and -40 0 C, in particular between 80 ° C and -4O 0 C used. It is possible to formulate compositions which typically have fracture energies, measured according to ISO 11343, of more than 5.0 J at 23 0 C and more than 2.0 J at -3O 0 C. Typically, compositions can be formulated which have fracture energies of more than 8.0 J at 23 0 C and of more than 4.0 J at -30 0 C. Particularly advantageous compositions have even fracture energies of more than 10.0 J at 23 ° C and more than 9.0 J at -3O 0 C.
Eine besonders bevorzugte Verwendung der erfindungsgemässen hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung ist dessen Verwendung als hitzehärtender Rohbauklebstoff im Fahrzeugbau. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Verwendung eines mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisenden amphiphilen Block- copolymeren, zum Herstellen von Urethangruppen aufweisenden Schlag- zähigkeitsmodifikatoren. Die mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisenden amphiphilen Blockcopolymeren sowie deren Verwendung zum Herstellen von Urethangruppen aufweisenden Schlagzähigkeitsmodifikatoren wurden bereits vorgängig im Detail beschrieben worden. BeispieleA particularly preferred use of the inventive thermosetting epoxy resin composition is its use as a thermosetting structural adhesive in vehicle construction. A further aspect of the present invention relates to the use of an amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group, for the production of impact modifiers comprising urethane groups. The at least one hydroxyl group-containing amphiphilic block copolymers and their use for producing urethane-containing impact modifiers have already been described in detail previously. Examples
Im Folgenden sollen einige Beispiele aufgezeigt werden, welche die Erfindung weiter veranschaulichen, den Umfang der Erfindung aber in keiner Weise beschränken sollen. Die in den Beispielen verwendeten Rohstoffe sind in Tabelle 1 aufgelistet.In the following, some examples will be shown, which further illustrate the invention, but are not intended to limit the scope of the invention in any way. The raw materials used in the examples are listed in Table 1.
Tabelle! Eingesetzte Rohstoffe. Beispielhafte Herstellung eines monohydroxylhaltigen Epoxides MHE1 Trimethylolpropanglycidylether wurde gemäss dem Verfahren in Patent US 5,668,227, Beispiel 1 aus Trimethylolpropan und Epichlorhydrin mit Tetramethylammoniumchlorid und Natronlauge hergestellt. Man erhält ein gelbliches Produkt mit Epoxidzahl von 7.5 eq/kg und einem Hydroxylgruppengehalt von 1.8 eq/kg. Aus dem HPLC-MS Spektrum kann geschlossen werden, dass im Wesentlichen ein Gemisch von Trimethylolpropandiglycidylether und Trimethylolpropantriglycidylether vorliegt.Table! Used raw materials. Exemplary preparation of a monohydroxyl-containing epoxide MHE1 trimethylolpropane glycidyl ether was prepared according to the process in US Pat. No. 5,668,227, Example 1 from trimethylolpropane and epichlorohydrin with tetramethylammonium chloride and sodium hydroxide solution. A yellowish product having an epoxide number of 7.5 eq / kg and a hydroxyl group content of 1.8 eq / kg is obtained. It can be concluded from the HPLC-MS spectrum that essentially a mixture of trimethylolpropane diglycidyl ether and trimethylolpropane triglycidyl ether is present.
Thixotropiermittel TM1Thixotropic agent TM1
Als Beispiel für ein Thixotropiermittel auf Basis eines Harnstoffderivates in einem nicht-diffundierenden Trägermaterial wurde ein Thixotropiermittel gemäss Patentanmeldung EP 1 152 019 A1 in einem blockierten Polyurethan- Prepolymer mit oben erwähnten Rohstoffen hergestellt:As an example of a thixotropic agent based on a urea derivative in a non-diffusing carrier material, a thixotropic agent according to patent application EP 1 152 019 A1 was prepared in a blocked polyurethane prepolymer with the above-mentioned raw materials:
Trägermittel: Blockiertes Polyurethan-Prepolymer PUP.Vehicle: Blocked polyurethane prepolymer PUP.
600.0 g eines Polyetherpolyols (Desmophen 3060BS; 3000 Dalton; OH- Zahl 57 mg/g KOH) wurden unter Vakuum und Rühren bei 900C mit 140.0 g IPDI und 0.10g Dibutylzinndilaurat zum Isocyanat-terminierten Prepolymer um- gesetzt. Die Reaktion wurde bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.41 % nach 2.5h geführt (theoretischer NCO-Gehalt:3.60%).Anschliessend wurden die freien Isocyanatgruppen bei 9O0C unter Vakuum mit 69.2g Caprolactam (2% Über- schuss) blockiert, wobei ein NCO-Gehalt von < 0.1% nach 3h erreicht wurde.600.0 g of a polyether polyol (Desmophen 3060BS; 3000 Dalton; OH number 57 mg / g KOH) were placed environmentally under vacuum and stirring at 90 0 C with 140.0 g of IPDI, and 0.10g of dibutyltin dilaurate to form the isocyanate-terminated prepolymer. The reaction was performed until a constant NCO content of 3.41% after 2.5h (theoretical NCO content: 3.60%). The free isocyanate groups were blocked at 9O 0 C under vacuum with 69.2 g of caprolactam (2% surplus) , wherein an NCO content of <0.1% was reached after 3 h.
Harnstoffderivat in blockiertem Polyurethan-Prepolymer:Urea derivative in blocked polyurethane prepolymer:
Unter Stickstoff und leichtem Wärmen wurden 68.7 g MDI-Flocken in 181.3 g des oben beschriebenen blockierten Prepolymeres PL/P eingeschmolzen. Danach wurden während zwei Stunden unter Stickstoff und schnellem Rühren 40.1 g N-Butylamin gelöst in 219.9 g des oben beschriebenen blockierten Prepolymers zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe der Aminlösung wurde die weisse Paste für weitere 30 Minuten weitergerührt. So wurde nach dem Abkühlen eine weisse, weiche Paste eines Thixotropiermittels TM1 erhalten, welche einen freien Isocyanatgehalt von < 0.1 % aufwies (Anteil Harnstoffderivat ca. 20%). Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator PU2-1Under nitrogen and gentle warming, 68.7 g of MDI flakes were melted in 181.3 g of the above-described blocked prepolymer PL / P. Thereafter, 40.1 g of N-butylamine dissolved in 219.9 g of the above-described blocked prepolymer were added dropwise over two hours under nitrogen and with rapid stirring. After completion of the addition of the amine solution, the white paste was further stirred for a further 30 minutes. Thus, after cooling, a white, soft paste of a thixotropic agent TM1 was obtained, which had a free isocyanate content of <0.1% (proportion of urea derivative about 20%). Production of impact modifier PU2-1
100 g Fortegra™ 100 (OH-Zahl ca. 16 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 1050C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 9O0C reduziert worden war, wurden 7.2 g IPDI und 0.04 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 9O0C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 1.17% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 1.29%). Anschliessend wurden 4.4 g Hydrochinon-monomethylether als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 1150C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1% gesunken war.100 g of Fortegra ™ 100 (OH number about 16 mg / g KOH) were dried under vacuum at 105 ° C. for 30 minutes. After the temperature was reduced to 9O 0 C, 7.2 g of IPDI and 0.04 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was performed under vacuum at 9O 0 C until a constant NCO content at 17.1%, after 2.5 h (calculated NCO content: 29.1%). Subsequently, 4.4 g of hydroquinone monomethyl ether were added as a blocking agent. It was further stirred at 115 0 C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator PU2-2Production of impact modifier PU2-2
100 g Fortegra™ 100 (OH-Zahl ca. 16 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 1050C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 9O0C reduziert worden war, wurden 7.2 g IPDI und 0.04 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 90°C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 1.17% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 1.29%). Anschliessend wurden 20.7 g MHE1 (Gemisch aus Trimethylolpropan- tri- und Trimethylolpropandiglycidylether) als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 1000C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 2.5h unter 0.1 % gesunken war.100 g of Fortegra ™ 100 (OH number about 16 mg / g KOH) were dried under vacuum at 105 ° C. for 30 minutes. After the temperature was reduced to 9O 0 C, 7.2 g of IPDI and 0.04 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under reduced pressure at 90 ° C. until the NCO content remained constant at 1.17% after 2.5 h (calculated NCO content: 1.29%). Subsequently, 20.7 g of MHE1 (mixture of trimethylolpropane tri and trimethylolpropane diglycidyl ether) were added as blocking agents. It was further stirred at 100 0 C under vacuum until the NCO content had fallen below 0.1% after 2.5 h.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator PU2-3Production of impact modifier PU2-3
40 g PoIy-THF 2000 (OH-Zahl ca. 57 mg/g KOH), 40 g Fortegra™ 100 (OH-Zahl ca. 16 mg/g KOH) und 40 g Liguiflex H (OH-Zahl 46 mg/g KOH) wur- den 30 Minuten unter Vakuum bei 1050C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 9O0C reduziert worden war, wurden 19.2 g IPDI und 0.06 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 900C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 2.4% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 2.6%). Anschliessend wurden 3.2 g Benzoxazolinon und 3.0 g Hydrochi- non-monomethylether zugegeben. Nach 3 h Rühren bei 120°C unter Vakuum wurden 26.5 g MHE1 (Gemisch aus Trimethylolpropan-tri- und Trimethylol- propandiglycidylether) zugegeben. Es wurde bei 100°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 2.5h unter 0.1 % gesunken war. Herstellung Schlaqzähigkeitsmodifikator PU-Ref157 g / g KOH), 40 g Fortegra ™ 100 (OH number about 16 mg / g KOH) and 40 g Liguiflex H (OH number 46 mg / g KOH ) wur- to 30 minutes under vacuum dried at 105 0 C. After the temperature was reduced to 9O 0 C, 19.2 g of IPDI and 0.06 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under vacuum at 90 ° C. until the NCO content remained constant at 2.4% after 2.5 h (calculated NCO content: 2.6%). Subsequently, 3.2 g of benzoxazolinone and 3.0 g of hydroquinone monomethyl ether were added. After stirring for 3 h at 120 ° C. under reduced pressure, 26.5 g of MHE1 (mixture of trimethylolpropane tri- and trimethylolpropane diglycidyl ether) were added. It was further stirred at 100 ° C under vacuum until the NCO content had fallen below 0.1% after 2.5 h. Preparation of Attenuation Modifier PU-Ref1
150 g Acclaim 8200N (OH-Zahl ca. 14.5 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 1050C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 900C reduziert worden war, wurden 9.9 g IPDI und 0.05 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 900C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 1.18% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 1.20%). Anschliessend wurden 6.7 g Hydrochinon-monomethylether als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 1150C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1% gesunken war.150 g Acclaim 8200N (OH number of about 14.5 mg / g KOH) were dried for 30 minutes under vacuum at 105 0 C. After the temperature had been reduced to 90 0 C, 9.9 g IPDI and 0.05g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under reduced pressure at 90 ° C. until the NCO content remained constant at 1.18% after 2.5 hours (calculated NCO content: 1.20%). Subsequently, 6.7 g of hydroquinone monomethyl ether were added as a blocking agent. It was further stirred at 115 0 C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator PU-Ref2Production of Impact Modifier PU-Ref2
150 g Acclaim 8200N (OH-Zahl ca. 14.5 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 1050C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 90°C reduziert worden war, wurden 9.9 g IPDI und 0.05 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 9O0C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 1.18% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 1.20%). Anschliessend wurden 31.2 g MHE1 (Gemisch aus Trimethylolpropan- tri- und Trimethylolpropandiglycidylether) als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 1000C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 2.5h unter 0.1 % gesunken war.150 g Acclaim 8200N (OH number of about 14.5 mg / g KOH) were dried for 30 minutes under vacuum at 105 0 C. After the temperature was reduced to 90 ° C, 9.9 g of IPDI and 0.05 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was performed under vacuum at 9O 0 C until a constant NCO content at 18.1%, after 2.5 h (calculated NCO content: 1.20%). Subsequently, 31.2 g of MHE1 (mixture of trimethylolpropane tri- and trimethylolpropane diglycidyl ether) were added as blocking agent. It was further stirred at 100 0 C under vacuum until the NCO content had fallen below 0.1% after 2.5 h.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator PU-Ref3Production of impact modifier PU-Ref3
150 g PoIy-THF 2000 (OH-Zahl 57 mg/g KOH) und 150 Liquiflex H150 g of polyTHF 2000 (OH number 57 mg / g KOH) and 150 Liquiflex H
(OH-Zahl 46 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 105°C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 9O0C reduziert worden war, wurden(OH number 46 mg / g KOH) were dried under vacuum at 105 ° C for 30 minutes. After the temperature had been reduced to 9O 0 C were
64.0 g IPDI und 0.13 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 900C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.30% nach64.0 g of IPDI and 0.13 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was reduced under vacuum at 90 ° C. until the NCO content remained constant at 3.30%
2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 3.38%). Anschliessend wurden 103.0 g Cardolite NC-700 als Blockierungsmittel zugegeben. Es wurde bei 1050C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1 % gesunken war.2.5 h (calculated NCO content: 3.38%). Subsequently, 103.0 g of Cardolite NC-700 were added as a blocking agent. Stirring was continued at 105 0 C under vacuum until the NCO content had fallen below 0.1% after 3.5 h.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator PU-Ref4Production of Impact Modifier PU-Ref4
60 g PoIy-THF 2000 (OH-Zahl ca. 57 mg/g KOH) und 60 g Liquiflex H (OH-Zahl 46 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 1050C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 9O0C reduziert worden war, wurden 24.6 g IPDI und 0.06 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 9O0C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.05% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 3.22%). Anschliessend wurden 4.3 g Benzoxazolinon und 3.9 g Hydrochinon-monomethylether zugegeben. Nach 3 h Rühren bei 12O0C unter Vakuum wurden 35.0 g MHE1 (Gemisch aus Trimethylolpropan-tri- und Trimethylolpropandiglycidylether) zugegeben. Es wurde bei 100°C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 2.5h unter 0.1 % gesunken war.60 g poly-THF 2000 (OH number about 57 mg / g KOH) and 60 g Liquiflex H (OH number 46 mg / g KOH) for 30 minutes under vacuum at 105 0 C dried. After the temperature was reduced to 9O 0 C, 24.6 g of IPDI and 0.06 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was performed under vacuum at 9O 0 C until a constant NCO content at 3:05% after 2.5 h (calculated NCO content: 3.22%). Subsequently, 4.3 g of benzoxazolinone and 3.9 g of hydroquinone monomethyl ether were added. After 3 h stirring at 12O 0 C under vacuum, 35.0 g of MHE1 (mixture of trimethylolpropane tri- and Trimethylolpropandiglycidylether) was added. It was further stirred at 100 ° C under vacuum until the NCO content had fallen below 0.1% after 2.5 h.
Herstellung Schlagzähiqkeitsmodifikator PU-Ref5Preparation Impact modifier PU-Ref5
108 g PoIy-THF 2000 (OH-Zahl ca. 57.0 mg/g KOH) und 72 g Dynacoll 7250 (OH-Zahl 22 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 1050C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 9O0C reduziert worden war, wurden 32.2 g IPDI und 0.06 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 9O0C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 2.87% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 2.92%). Anschliessend wurden 21.6 g Hydrochinon-monomethylether zugegeben. Es wurde bei 11O0C unter Vakuum weitergerührt, bis der NCO-Gehalt nach 3.5h unter 0.1% gesunken war.108 g of poly-THF 2000 (OH number of about 57.0 mg / g KOH) and 72 g of Dynacoll 7250 (OH number 22 mg / g KOH) were dried for 30 minutes under vacuum at 105 0 C. After the temperature was reduced to 9O 0 C, 32.2 g of IPDI and 0.06 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was carried out under reduced pressure at 9O 0 C until the NCO content remained constant at 2.87% after 2.5 h (calculated NCO content: 2.92%). Subsequently, 21.6 g of hydroquinone monomethyl ether were added. It was further stirred at 11O 0 C under vacuum until the NCO content had dropped below 0.1% after 3.5 h.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator SM1Production of impact modifier SM1
90 g Hypro™ CTBN 1300X13 (Säure-Zahl ca. 29 mg/g KOH), 60 g Hypro™ CTBN 1300X8 (Säure-Zahl ca. 32 mg/g KOH) und 23.2 g Araldite® GT7071 (EEW ca. 510 g/eg) wurden zusammen mit 0.75 g Triphenylphosphin und 0.38 g BHT während 2 Stunden unter Vakuum bei 140°C gerührt. Anschliessend wurden 201.8 g D. E. R. 354 zugegeben und es wurde während 2h bei 14O0C unter Vakuum weiter gerührt. Es wurde ein viskoses Harz mit einem Epoxidgehalt von ca. 2.8 eg/kg erhalten.29 g Hypro ™ CTBN 1300X13 (acid number about 29 mg / g KOH), 60 g Hypro ™ CTBN 1300X8 (acid number about 32 mg / g KOH) and 23.2 g Araldite® GT7071 (EEW about 510 g / eg) were stirred together with 0.75 g of triphenylphosphine and 0.38 g of BHT for 2 hours under reduced pressure at 140.degree. Subsequently, 201.8 g DER 354 were added and it was further stirred for 2 h at 14O 0 C under vacuum. A viscous resin having an epoxide content of about 2.8 eq / kg was obtained.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator SM2Production of impact modifier SM2
318.0 g Jeffamine T-3000 und 30.4 g Maleinsäureanhydrid wurden während 2 h unter Stickstoff bei 1200C gerührt. Anschliessend wurden 802 g D. E. R. 331 sowie 2.9 g Triphenylphosphin zugegeben und es wurde bei 110°C unter Vakuum weiter gerührt, bis ein konstanter Epoxid-Gehalt erreicht war. Nach ca. 2h wurde so ein viskoses Harz mit einem Epoxid-Gehalt von ca. 3.5 eq/kg erhalten.318.0 g of Jeffamine T-3000 and 30.4 g of maleic anhydride was stirred for 2 hours under nitrogen at 120 0 C. Subsequently, 802 g DER 331 and 2.9 g of triphenylphosphine were added and it was further stirred at 110 ° C under vacuum until a constant epoxide content was reached. After about 2 hours, a viscous resin having an epoxide content of about 3.5 eq / kg was obtained.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator SM3 200.0 g (ca. 0.4 eq EP) D. E. R. 671 und 75.0 g (ca. 0.4 eq EP) D. E. R.Preparation of impact modifier SM3 200.0 g (about 0.4 eq EP) D.E.R. 671 and 75.0 g (about 0.4 eq EP) D.E.R.
331 wurden während 15 Minuten bei 12O0C unter Vakuum gerührt, bis eine homogene Lösung entstanden war. Anschliessend wurden 230.0 g (ca 0.23 eq NH) Jeffamine D-4000 sowie 0.5 g (ca. 0.007 eq NH) Jeffamine T-403 zugegeben. Nach 3h Rühren unter Vakuum bei 1200C sowie 1h bei 13O0C wurde ein klares, viskoses Harz mit einem berechneten Epoxid-Gehalt von ca. 1.13 eq/kg (EEW = ca. 890) erhalten.331 were stirred for 15 minutes at 12O 0 C under vacuum until a homogeneous solution had formed. Subsequently, 230.0 g (about 0.23 eq NH) of Jeffamine D-4000 and 0.5 g (about 0.007 eq of NH) of Jeffamine T-403 were added. After 3 h of stirring under vacuum at 120 0 C and 1 h at 13O 0 C, a clear, viscous resin with a calculated epoxide content of from about 1.13 eq / kg (EEW = ca. 890) was obtained.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator SM4Production of impact modifier SM4
160 g PoIy-THF 1800 (OH-Zahl 62.3 mg/g KOH), 110 g Liquiflex H (OH-Zahl 46 mg/g KOH) und 130 g Caradol ED 56-10 (OH-Zahl 56 mg/g KOH) wurden 30 Minuten unter Vakuum bei 105°C getrocknet. Nachdem die Temperatur auf 9O0C reduziert worden war, wurden 92.5 g IPDI und 0.08 g Dibutylzinndilaurat zugegeben. Die Reaktion wurde unter Vakuum bei 9O0C bis zur Konstanz des NCO-Gehaltes bei 3.60% nach 2.5 h geführt (berechneter NCO-Gehalt: 3.62%). Anschliessend wurden 257.8 g MHE1 (Gemisch aus Trimethyiolpropan-tri- und Trimethylolpropandiglycidylether) zugegeben und die Reaktion wurde bei 9O0C unter Vakuum weitergeführt, bis der NCO-Gehalt nach 3h unter 0.1 % gefallen war.160 g of polyTHF 1800 (OH number 62.3 mg / g KOH), 110 g of Liquiflex H (OH number 46 mg / g KOH) and 130 g of Caradol ED 56-10 (OH number 56 mg / g KOH) Dried under vacuum at 105 ° C for 30 minutes. After the temperature was reduced to 9O 0 C, 92.5 g of IPDI and 0.08 g of dibutyltin dilaurate were added. The reaction was performed under vacuum at 9O 0 C until a constant NCO content at 3.60% after 2.5 h (calculated NCO content: 3.62%). Subsequently, 257.8 g of MHE1 (mixture of trimethylolpropane tri- and trimethylolpropane diglycidyl ether) were added and the reaction was continued at 9O 0 C under vacuum until the NCO content had fallen below 0.1% after 3 h.
Herstellung Schlagzähigkeitsmodifikator SM5Production of impact modifier SM5
Bei 11 O0C wurden unter Vakuum und Rühren 123.9 g einer dimeren Fettsäure sowie 71.3 g 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon (Clariant) mit 658 g eines flüssigen DGEBA-Epoxidharzes mit einem Epoxidgehalt von 5.45 eq/kg 5 Stunden lang umgesetzt, bis eine konstante Epoxidkonzentration von 2.82 eq/kg erreicht war. Nach dem Ende der Reaktion wurden dem Reaktionsgemisch zusätzlich 118.2 g flüsigen DGEBA-Epoxidharzes zugegeben.At 11 0 ° C. 123.9 g of a dimeric fatty acid and 71.3 g were removed under vacuum and stirring, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (Clariant) with 658 g of a liquid DGEBA epoxy resin with an epoxide content of 5.45 eq / kg 5 hours long reacted until a constant epoxide concentration of 2.82 eq / kg was reached. After the end of the reaction, an additional 118.2 g of liquid DGEBA epoxy resin were added to the reaction mixture.
Herstellung Addukt Hexamethylendiisocvanat mit Dimethylamin AD1 Es wurden 50ml Tetra hydrofu ran und 20.0g einer ca. 33%igen Di- methylaminlösung in Ethanol (ca. 146 mmol Amin) in einen 100ml Zweihalskol- ben mit Rückflusskühler eingewogen. Anschliessend wurden während 30 Minuten langsam 10.0g Hexamethylen-disocyanat (ca. 119 mmol NCO) zugetropft, wobei eine leichte Exothermie beobachtet wurde und sofort ein weisser Festkörper ausfiel. Nach 2 Stunden Rühren bei Umgebungstemperatur wurde die Suspension filtriert. Es wurde 3x mit jeweils 20ml THF gewaschen. Das erhaltene Rohprodukt wurde 3h bei 800C unter Vakuum getrocknet. Es wurden 12.3g eines weissen Pulvers erhalten.Preparation of adduct hexamethylene diisocyanate with dimethylamine AD1 50 ml of tetrahydrofuran and 20.0 g of an approximately 33% dimethylamine solution in ethanol (about 146 mmol of amine) were introduced into a 100 ml two-necked solvent. weighed with reflux condenser. Subsequently, 10.0 g of hexamethylene diisocyanate (about 119 mmol NCO) were slowly added dropwise over 30 minutes, with a slight exotherm was observed and immediately a white solid precipitated. After stirring for 2 hours at ambient temperature, the suspension was filtered. It was washed 3 times with 20 ml of THF each time. The resulting crude product was dried at 80 0 C under vacuum for 3h. There were obtained 12.3 g of a white powder.
Herstellung Addukt AD2 22.97 g (0.22 mol) Diethylentriamin wird unter Rühren zu 102.6 g (0.68 mol) Salicylsäure-methylester getropft. Diese Mischung wird bei ca. 14O0C während 6 h gerührt, wobei sich eine weisse Fällung bildet. Nach dem Abkühlen auf 300C wird Aceton zugegeben und die weisse Fällung wird abfiltriert. Der Rückstand wird zwei Mal mit Aceton gewaschen und anschliessend im Vakuumofen bei 6O0C getrocknet. Dabei wird ein Zwischenprodukt mit einem Schmelzpunkt von ca. 1500C erhalten. Dieses wird danach im Trockenschrank unter Vakuum während 90 Minuten auf 16O0C erhitzt. Das Rohprodukt wird fein gemörsert und noch einmal eine Stunde bei 160°C unter Vakuum behandelt. So wurden ca. 47 g eines weissen Pulvers mit einem Schmelzpunkt von ca. 290°C erhalten.Preparation of Adduct AD2 22.97 g (0.22 mol) of diethylenetriamine is added dropwise with stirring to 102.6 g (0.68 mol) of methyl salicylate. This mixture is stirred at about 14O 0 C for 6 h, forming a white precipitate. After cooling to 30 0 C acetone is added and the white precipitate is filtered off. The residue is washed twice with acetone and then dried in a vacuum oven at 6O 0 C. In this case, an intermediate product having a melting point of about 150 0 C is obtained. This is then heated in a drying oven under vacuum for 90 minutes at 16O 0 C. The crude product is finely ground and treated again at 160 ° C under vacuum for one hour. Thus, about 47 g of a white powder having a melting point of about 290 ° C were obtained.
Herstellung der ZusammensetzungenPreparation of the compositions
Es wurden gemäss Tabellen 2 bis 5 die Referenzzusammensetzungen Ref.7 - Ref. 13 sowie die erfindungsgemässen Zusammensetzungen 1 bis 10 herge- stellt. Die Bestandteile sind jeweils in Gewichtsteilen angegeben. Insbesondere wurde darauf geachtet, dass die Zusammensetzungen jeweils dieselben Mengen an Epoxidgruppen wie das entsprechende Referenzbeispiel aufweisen. Bei den Vergleichsbeispielen, welche nicht umgesetztes amphiphiles Blockcopolymer (Fortegra™ 100), bzw. Polyol (Acclaim 8200N), enthalten, wurde für die entsprechenden erfindungsgemässen Beispiele die Menge des jeweiligen erfindungsgemässen Schlagzähigkeitsmodifikators so ausgewählt, dass sie die gleiche Menge an amphiphiles Blockcopolymer als Ausgangsprodukt enthalten. Prüfmethoden:According to Tables 2 to 5, the reference compositions Ref.7 - Ref. 13 and the novel compositions 1 to 10 were prepared. The components are given in parts by weight. In particular, care has been taken that the compositions each have the same amounts of epoxide groups as the corresponding reference example. In the case of the comparative examples which contain unreacted amphiphilic block copolymer (Fortegra ™ 100) or polyol (Acclaim 8200N), the amount of the respective impact modifier according to the invention was chosen such that it contains the same amount of amphiphilic block copolymer as starting material for the corresponding examples according to the invention contain. Test Methods:
ZuQScherfestiakeit (ZSF) (DIN EN 1465)ZuQScherfestiakeit (ZSF) (DIN EN 1465)
Die Probekörper wurden aus den beschriebenen Beispiel-Zusammensetzungen und mit elektrolytisch verzinktem DC04 Stahl (eloZn) mit dem Mass 100 x 25 x 1.5 mm bzw. 100 x 25 x 0.8 mm, hergestellt, dabei betrug die Klebfläche 25 x 10mm bei einer Schichtdicke von 0.3mm. Gehärtet wurde 30 Min. bei 18O0C. Die Zuggeschwindigkeit betrug 10mm/min.The test specimens were produced from the described example compositions and with electrolytically galvanized DCO 4 steel (eloZn) with the dimensions 100 × 25 × 1.5 mm or 100 × 25 × 0.8 mm, the bond area being 25 × 10 mm at a layer thickness of 0.3 mm. Hardened for 30 min. At 18O 0 C. The train speed was 10mm / min.
Zugfestigkeit (ZF) (DIN EN ISO 527) Eine Klebstoffprobe wurde zwischen zwei Teflonpapieren auf eine Schichtdicke von 2mm verpresst.Anschliessend wurde der Klebstoff während 30 Minuten bei 18O0C gehärtet. Die Teflonpapiere wurden entfernt und die Probekörper nach DIN-Norm wurden im heissen Zustand ausgestanzt. Die Prüfkörper wurden nach 1 Tag Lagerung unter Normklima mit einer Zuggeschwindigkeit von 2 mm/min gemessen. Die Zugfestigkeit wurde gemäss DIN EN ISO 527 bestimmt. Schlagschälarbeit (ISO 11343)Tensile Strength (TS) (DIN EN ISO 527) An adhesive sample was placed between two Teflon paper to a layer thickness of 2 mm verpresst.Anschliessend the adhesive for 30 minutes at 18O 0 C was cured. The Teflon papers were removed and the test specimens to DIN standard were punched out in the hot state. The specimens were measured after 1 day storage under standard conditions at a pulling speed of 2 mm / min. The tensile strength was determined according to DIN EN ISO 527. Percussion peeling (ISO 11343)
Die Probekörper wurden aus den beschriebenen Beispiel- Zusammensetzungen und mit elektrolytisch verzinktem DC04 Stahl (eloZn) mit dem Mass 90 x 20 x 0.8mm hergestellt, dabei betrug die Klebfläche 20 x 30mm bei einer Schichtdicke von 0.3mm. Gehärtet wurde 30 Min. bei 180°C. Die Messung der Schlagschälarbeit erfolgte jeweils bei Raumtemperatur und bei minus 30°C. Die Schlaggeschwindigkeit betrug 2 m/s. Als Bruchenergie (BE) in Joule wird die Fläche unter der Messkurve (von 25% bis 90%, gemäss ISO 11343) angegeben.The test specimens were produced from the described example compositions and with electrolytically galvanized DC04 steel (eloZn) with the dimensions 90 × 20 × 0.8 mm, while the adhesive surface was 20 × 30 mm with a layer thickness of 0.3 mm. Hardened for 30 min. At 180 ° C. The measurement of the Schlagschälarbeit was carried out in each case at room temperature and at -30 ° C. The impact velocity was 2 m / s. The fracture energy (BE) in joules is the area under the measurement curve (from 25% to 90%, according to ISO 11343).
Glasübergangstemperatur (T α) Die Glasübergangstemperatur wurde mittels DSC bestimmt. Es wurde hierfür ein Gerät Mettler DSC8226 verwendet. 10 - 20 mg der Zusammensetzungen wurden jeweils in einen Aluminiumtiegel eingewogen. Nachdem die Probe im DSC während 30 Min. bei 1750C gehärtet worden war, wurde die Probe auf minus 2O0C abgekühlt und anschliessend mit einer Heizrate von 10°C/min bis 15O0C aufgeheizt. Die Glasübergangstemperatur wurde mit Hilfe der DSC- Software aus der gemessenen DSC-Kurve bestimmt.Glass transition temperature (T α ) The glass transition temperature was determined by DSC. A device Mettler DSC822 6 was used for this purpose. 10-20 mg of the compositions were each weighed into an aluminum pan. After the sample had been cured in the DSC for 30 min. At 175 0 C, the sample was cooled to -20O 0 C and then heated at a heating rate of 10 ° C / min to 15O 0 C. The glass transition temperature was determined from the measured DSC curve using the DSC software.
Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in Tabellen 2 bis 5 zusammengestellt. The results of these tests are summarized in Tables 2 to 5.
Tabelle 3. Zusammensetzungen und Ergebnisse. BE = Bruchenergie. Table 3. Compositions and Results. BE = energy of breakage.
Tabelle 3(cont). Zusammensetzungen und Ergebnisse. BE = Bruchenergie. Table 3 (cont). Compositions and results. BE = energy of breakage.
Tabelle 4. Zusammensetzungen und Ergebnisse. BE = Bruchenergie. Table 4. Compositions and Results. BE = energy of breakage.
Tabelle 5. Zusammensetzungen und Ergebnisse. 1BE = Bruchenergie Table 5. Compositions and Results. 1 BE = fracture energy
Tabelle 5 (cont). Zusammensetzungen und Ergebnisse. BE = Bruchenergie Table 5 (cont). Compositions and results. BE = energy of breakage

Claims

Patentansprücheclaims
1. Schlagzähigkeitsmodifikator, welcher ein Isocyanatgruppen aufweisendes Polyurethan-Polymer (PU1), welches hergestellt wird aus mindestens einem Polyisocyanat und mindestens einem amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, und gegebenenfalls mindestens einer Verbindung mit mindestens zwei NCO- reaktiven Gruppen; oder ein Umsetzungsprodukt (PU2) dieses Polyurethanproduktes (PU1) mit mindestens einer NCO-reaktiven Verbindung ist.An impact modifier which comprises an isocyanate group-containing polyurethane polymer (PU1) which is prepared from at least one polyisocyanate and at least one amphiphilic block copolymer which has at least one hydroxyl group and optionally at least one compound having at least two NCO-reactive groups; or a reaction product (PU2) of this polyurethane product (PU1) with at least one NCO-reactive compound.
2. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisende amphiphile Blockcopolymer ein Blockcopolymer aus Ethylenoxid und/oder Propylenoxid sowie mindestens einem weiteren Alkylenoxid mit mindestens 4 C-Atomen, bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Butylenoxid, Hexylenoxid und Dodecylenoxid.2. impact modifier according to claim 1, characterized in that the at least one hydroxyl group-containing amphiphilic block copolymer is a block copolymer of ethylene oxide and / or propylene oxide and at least one further alkylene oxide having at least 4 carbon atoms, preferably from the group consisting of butylene oxide, hexylene oxide and dodecylene oxide.
3. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeich- net, dass das mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisende amphiphile3. impact modifier according to claim 1, marked thereby, that the at least one hydroxyl group having amphiphilic
Blockcopolymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(isopren-block-ethylenoxid)-Blockcopolymere, Poly(ethylen propylen- b~ethylenoxid)-Blockcopolymere, Poly(butadien-b-ethylenoxid)-Block- copolymere, Poly(isopren-b-ethylenoxid-b-isopren)-Blockcopolymere, Poly(isopren-b-ethylenoxid-methylmethacrylat)-Blockcopolymere undA block copolymer selected from the group consisting of poly (isoprene-block-ethylene oxide) block copolymers, poly (ethylene-propylene-b-ethylene oxide) block copolymers, poly (butadiene-b-ethylene oxide) block copolymers, poly (isoprene-b) ethylene oxide-b-isoprene) block copolymers, poly (isoprene-b-ethylene oxide-methyl methacrylate) block copolymers, and
Poly(ethylenoxid)-b-poly(ethylen-alt propylen)-Blockcopolymere.Poly (ethylene oxide) -b-poly (ethylene-old propylene) block copolymers.
4. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung des Polyurethanprepolymers PU1 zusätzlich zum mindestens einem amphiphilen Blockcopolymer, welches mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, noch mindestens ein Polymer QPM mit endständigen Amino-, Thiol- oder Hydroxylgruppen; und / oder mindestens ein, gegebenenfalls substituiertes, Polyphenol Qpp verwendet wird. 4. impact modifier according to any one of the preceding claims, characterized in that in addition to at least one amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group, at least one polymer Q PM with terminal amino, thiol or hydroxyl groups for the preparation of the polyurethane prepolymer PU1; and / or at least one, optionally substituted, polyphenol Qpp is used.
5. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer QPM ein α,ω- Dihydroxypolyalkylenglykol mit C2- C6-Alkylengruppen oder mit gemischten C2-C6-Alkylengruppen ist, welches mit Amino-, Thiol- oder, bevorzugt, Hydroxylgruppen terminiert ist.5. impact modifier according to claim 4, characterized in that the polymer Q P M is an α, ω- Dihydroxypolyalkylenglykol with C 2 - C 6 alkylene groups or with mixed C 2 -C 6 alkylene groups, which with amino, thiol or , preferably, hydroxyl groups is terminated.
6. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer QPM ein Equivalenzgewicht von 300-6O00 g/Equivalent NCO-reaktiver Gruppen, insbesondere von 700 - 2200 g/ NCO-reaktiver Gruppen, aufweist.6. impact modifier according to claim 4 or 5, characterized in that the polymer QPM has an equivalent weight of 300-6O00 g / equivalent of NCO-reactive groups, in particular of 700 - 2200 g / NCO-reactive groups having.
7. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Herstellung des Polyurethan- prepolymers PU1 eingesetzte Polyisocyanat, insbesondere ein Diisocyanat oder Triisocyanat, bevorzugt HDI, IPDI, MDI oder TDI, ist.7. impact modifier according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the polyisocyanate used for the preparation of the polyurethane prepolymer PU1, in particular a diisocyanate or triisocyanate, preferably HDI, IPDI, MDI or TDI, is.
8. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er die Formel (I) aufweist8. impact modifier according to any one of the preceding claims, characterized in that it has the formula (I)
wobei Y1 für ein mit m+m' Isocyanatgruppen terminiertes lineares oder verzweigtes Polyurethanpolymer PU1 nach dem Entfernen aller endständigen Isocyanatgruppen steht; wherein Y 1 stands for a m + m 'isocyanate-terminated linear or branched polyurethane polymer PU1 after removal of all terminal isocyanate groups;
Y2 unabhängig von einander für eine Blockierungsgruppe, welche sich bei einer Temperatur über 1000C abspaltet, steht; Y3 unabhängig von einander für eine Gruppe der Formel (I') steht wobei R4 für einen Rest eines eine primäre oder sekundäre Hydroxylgruppe enthaltenden aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Epoxids nach dem Entfernen der Hydroxid- und Epoxidgruppen, steht; p = 1 , 2 oder 3 und m und m' je für Werte zwischen 0 und 8 stehen, mit der Massgabe, dass m +m' für einen Wert von 1 bis 8 steht. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Y2 für einen Rest steht, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend ausY 2 independently of each other for a blocking group which cleaves off at a temperature above 100 0 C is; Y 3 is independently of one another a group of the formula (I ') wherein R 4 is a radical of a primary or secondary hydroxyl group-containing aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or araliphatic epoxide after removal of the hydroxide and epoxide groups; p = 1, 2 or 3 and m and m 'are each values between 0 and 8, with the proviso that m + m' is a value from 1 to 8. Impact modifier according to claim 8, characterized in that Y 2 is a radical which is selected from the group consisting of
wobei in which
R5, R6, R7 und R8 je unabhängig voneinander für eine Alkyl- oderR 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently an alkyl or
Cycloalkyl- oder Aryl- oder Aralkyl- oder Arylalkyl-Gruppe steht oder R5 zusammen mit R6, oder R7 zusammen mit R8, einen Teil einesCycloalkyl or aryl or aralkyl or arylalkyl group or R 5 together with R 6 , or R 7 together with R 8 , part of a
4- bis 7- gliedrigen Rings bilden, welcher allenfalls substituiert ist;Form 4- to 7-membered ring which is at most substituted;
R9, R9 und R10 je unabhängig voneinander für eine Alkyl- oder Aralkyl- oder Aryl- oder Arylalkyl-Gruppe oder für eine Alkyloxy- oder Aryloxy- oder Aralkyloxy-Gruppe steht;R 9 , R 9 and R 10 each independently represent an alkyl or aralkyl or aryl or arylalkyl group or an alkyloxy or aryloxy or aralkyloxy group;
R11 für eine Alkylgruppe steht,R 11 is an alkyl group,
R12, R13 und R14 je unabhängig voneinander für eine Alkylengruppe mitR 12 , R 13 and R 14 each independently represent an alkylene group
2 bis 5 C-Atomen, welche gegebenenfalls Doppelbindungen aufweist oder substituiert ist, oder für eine Phenylengruppe oder für eine hydrierte Phenylengruppe stehen; R15, R16 und R17 je unabhängig voneinander für H oder für eine Alkyl- gruppe oder für eine Arylgruppe oder eine Aralkylgruppe stehen; und R18 für eine Aralkylgruppe oder für eine ein- oder mehrkernige substituierte oder unsubstituierte Aromatengruppe steht, welche gegebenenfalls aromatische Hydroxylgruppen aufweist.2 to 5 C atoms, which optionally has double bonds or is substituted, or stand for a phenylene group or for a hydrogenated phenylene group; R 15 , R 16 and R 17 each independently represent H or an alkyl group or an aryl group or an aralkyl group; and R 18 is an aralkyl group or a mono- or polynuclear substituted or unsubstituted aromatic group optionally having aromatic hydroxyl groups.
10. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Y2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus10. impact modifier according to claim 7 or 8, characterized in that Y 2 is selected from the group consisting of
wobei Y für einen gesättigten oder olefinisch ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 15 C- Atomen, steht. where Y is a saturated or olefinically unsaturated hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, in particular having 1 to 15 C atoms.
11. Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das R4 ein dreiwertiger Rest der Formel11. impact modifier according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the R 4 is a trivalent radical of the formula
ist, wobei R Methyl oder H ist. where R is methyl or H.
12. Einkomponentige hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung enthaltend12. One-component thermosetting epoxy resin composition containing
- mindestens ein Epoxidharz A mit durchschnittlich mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül;at least one epoxy resin A having on average more than one epoxide group per molecule;
- mindestens einen Härter B für Epoxidharze, welcher durch erhöhte Temperatur aktiviert wird;- At least one hardener B for epoxy resins, which is activated by elevated temperature;
- mindestens ein Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss einem der Ansprüche 1 - 11.- At least one impact modifier according to any one of claims 1-11.
13. Einkomponentige hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Härter B ein Härter ist, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dicyandiamid, Guanamine, Guanidine, Aminoguanidine und deren Derivate; substituierte Harnstoffe, insbesondere 3-(3-Chlor-4-methylphenyl)-1 ,1- dimethylharnstoff (Chlortoluron), oder Phenyl-Dimethylhamstoffe, insbesondere p-Chlorphenyl-N,N-dimethylharnstoff (Monuron), 3-Phenyl-13. One-component thermosetting epoxy resin composition according to claim 12, characterized in that the curing agent B is a curing agent which is selected from the group consisting of dicyandiamide, guanamines, guanidines, aminoguanidines and their derivatives; Substituted ureas, in particular 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1, 1-dimethylurea (chlorotoluron), or phenyldimethylureas, in particular p-chlorophenyl-N, N-dimethylurea (monuron), 3-phenyl-
1 ,1-dimethylharnstoff (Fenuron), 3,4-Dichlorphenyl-N,N-dimethyl- harnstoff(Diuron), N,N-Dimethylhamstoff sowie Imidazole, Imidazol-Salze und Amin-Komplexe.1, 1-dimethylurea (fenuron), 3,4-dichlorophenyl-N, N-dimethylurea (diuron), N, N-dimethylurea and imidazoles, imidazole salts and amine complexes.
14. Einkomponentige hitzehärtende Epoxidharzzusammensetzung gemäss Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mindestens einen weiteren Schlagzähigkeitsmodifikator D enthält.14. One-component heat-curing epoxy resin composition according to claim 12 or 13, characterized in that it additionally contains at least one further impact modifier D.
15. Verfahren zur Verklebung von hitzestabilen Substraten umfassend die Schritte i) Applizieren einer einkomponentigen hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung gemäss einem der Ansprüche 12 bis 14 auf die Oberfläche eines hitzestabilen Substrates S1 , insbesondere eines Metalls; ii) Kontaktieren der applizierten hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung mit der Oberfläche eines weiteren hitzestabilen Substrates S2, insbesondere eines Metalls; iii) Erhitzen des Epoxidharzzusammensetzung auf eine Temperatur von 100 bis 130 0C, bevorzugt von 115 bis 1250C; iv) In Kontaktbringen der Substrate S1 und S2 und der damit in Kontakt stehenden hitzehärtenden Epoxidharzzusammensetzung mit einer Waschflüssigkeit bei einer Temperatur zwischen 20 und 1000C, insbesondere zwischen 40 und 70°C; bevorzugt zwischen 50 und15. A method for bonding heat-stable substrates comprising the steps i) applying a one-component thermosetting epoxy resin composition according to any one of claims 12 to 14 on the surface of a heat-stable substrate S1, in particular a metal; ii) contacting the applied thermosetting epoxy resin composition with the surface of another heat-stable substrate S2, in particular a metal; iii) heating the epoxy resin composition to a temperature of 100 to 130 0 C, preferably from 115 to 125 0 C; iv) contacting the substrates S1 and S2 and in contact therewith thermosetting epoxy resin with a washing liquid at a temperature between 20 and 100 0 C, in particular between 40 and 70 ° C; preferably between 50 and
70°C v) Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von 140 -70 ° C v) heating the composition to a temperature of 140 -
220 °C, insbesondere von 140 - 200°C, bevorzugt zwischen 160 und 19O0C;.0 wobei das Substrat S2 aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Material wie das Substrat S1 besteht.220 ° C, in particular from 140 to 200 ° C, preferably between 160 and 19O 0 C; .0 wherein the substrate S2 consists of the same or a different material as the substrate S1.
16. Verwendung einer einkomponentigen hitzehärtenden Epoxidharzzusam- mensetzung gemäss einem der Ansprüche gemäss einem der Ansprüche16. Use of a one-component thermosetting Epoxidharzzusammenam- composition according to one of the claims according to one of the claims
12 bis 14 als hitzehärtender einkomponentiger Rohbauklebstoff im Fahrzeugbau.12 to 14 as a thermosetting one-component structural adhesive in vehicle construction.
17. Verwendung eines mindestens eine Hydroxylgruppe aufweisenden amphiphilen Blockcopolymeren, zum Herstellen von Urethangruppen aufweisenden Schlagzähigkeitsmodifikatoren.17. Use of an amphiphilic block copolymer having at least one hydroxyl group, for the production of urethane-containing impact modifiers.
18. Verwendung gemäss Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlagzähigkeitsmodifikator ein Schlagzähigkeitsmodifikator gemäss einem der Ansprüche 1 - 11 ist. 18. Use according to claim 17, characterized in that the impact modifier is an impact modifier according to any one of claims 1-11.
EP09733485A 2008-04-16 2009-04-16 Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier Withdrawn EP2268694A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09733485A EP2268694A1 (en) 2008-04-16 2009-04-16 Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08154634A EP2110397A1 (en) 2008-04-16 2008-04-16 Polyurethane polymer based on amphiphilic block copolymers and its use as impact resistance modifier
EP09733485A EP2268694A1 (en) 2008-04-16 2009-04-16 Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier
PCT/EP2009/054546 WO2009127699A1 (en) 2008-04-16 2009-04-16 Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2268694A1 true EP2268694A1 (en) 2011-01-05

Family

ID=39628922

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08154634A Withdrawn EP2110397A1 (en) 2008-04-16 2008-04-16 Polyurethane polymer based on amphiphilic block copolymers and its use as impact resistance modifier
EP09733485A Withdrawn EP2268694A1 (en) 2008-04-16 2009-04-16 Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08154634A Withdrawn EP2110397A1 (en) 2008-04-16 2008-04-16 Polyurethane polymer based on amphiphilic block copolymers and its use as impact resistance modifier

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8829122B2 (en)
EP (2) EP2110397A1 (en)
JP (1) JP2011517721A (en)
CN (1) CN102007157A (en)
WO (1) WO2009127699A1 (en)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008050313A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-02 Loctite (R & D) Limited Iminium salts and methods of preparing electron deficient olefins using such novel iminium salts
EP2365046A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-14 Sika Technology AG Toughened two component structural adhesive being curable at room temperature
EP2765151B1 (en) * 2010-05-14 2016-10-19 Basf Se Method for the production of polyetherols
EP2468785A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-27 Sika Technology AG Heat-curing sealant compositions with fast skinning and high storage stability
DE102011007893B4 (en) 2011-04-12 2015-11-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Thermobonding method, adhesive film, method for producing an adhesive film and its use
RU2605985C2 (en) * 2012-09-17 2017-01-10 3М Инновейтив Пропертиз Компани Powdered epoxy coating compositions, methods and articles
JP2016524007A (en) * 2013-06-07 2016-08-12 ヴァルスパー・ソーシング・インコーポレーテッド Urethane coating composition for metal substrates
BR112017000219A2 (en) 2014-07-08 2018-01-16 Dow Global Technologies Llc Durable adhesive to high cure delay delayed cure
US10519271B2 (en) * 2014-10-13 2019-12-31 Dow Global Technologies Llc Epoxy composition containing acrylate based toughening agent
EP3240830B1 (en) * 2014-12-31 2020-09-30 Dow Global Technologies LLC Crash durable epoxy adhesive compositions having improved low-temperature impact resistance and wash off resistance
KR102626996B1 (en) 2015-09-10 2024-01-19 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 Blocked polyurethane toughener for epoxy adhesives
TWI563033B (en) * 2016-01-13 2016-12-21 Truetime Ind Corp Impact-resistant toughness modifier and method of preparing its modified epoxy resin composition
JP6806488B2 (en) 2016-07-29 2021-01-06 株式会社Adeka A curable resin composition and an adhesive for joining structural materials using the composition.
EP3323843A1 (en) * 2016-11-22 2018-05-23 Henkel AG & Co. KGaA Curable epoxy/polyurethane hybrid resin system for smcs
EP3459985B1 (en) * 2017-09-22 2020-06-17 Cliq Swisstech Gmbh Urea urethanes (ii)
US11739241B2 (en) 2017-06-23 2023-08-29 Ddp Specialty Electronic Material Us, Llc High temperature epoxy adhesive formulations
WO2019005237A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Dow Global Technologies Llc Epoxy-fiber reinforced composites, method to form the composites and epoxy resin composition used therefor
WO2019055128A1 (en) 2017-09-12 2019-03-21 Dow Global Technologies Llc One-component toughened epoxy adhesives
JP7385567B2 (en) * 2017-12-19 2023-11-22 シーカ テクノロジー アクチェンゲゼルシャフト Use of toughness enhancers to increase maximum linear expansion of single component thermoset epoxy resin compositions
US11932786B2 (en) * 2017-12-19 2024-03-19 Sika Technology Ag Method for structurally joining substrates having different coefficients of linear thermal expansion
KR101965528B1 (en) * 2018-03-22 2019-04-03 주식회사 케이씨씨 Powder coating composition having excellent chipping resistance and alloys comprising a cured coating layer formed from the same
CN111961182B (en) * 2019-05-20 2022-04-19 万华化学集团股份有限公司 Optical resin composition, high-impact-resistance transparent optical resin and preparation method thereof
WO2020249741A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Sika Technology Ag Toughened two-component epoxy composition
EP3798246B1 (en) * 2019-09-27 2024-01-31 Henkel AG & Co. KGaA One component (1k) composition based on modified epoxy resin
EP3825115A1 (en) 2019-11-22 2021-05-26 Henkel AG & Co. KGaA Peo-ppo-peo triblock copolymers as additives for epoxy anhydride systems
CN111019576B (en) * 2019-11-22 2021-08-10 南京工程学院 Aromatic bismaleimide modified liquid polysulfide rubber toughened epoxy adhesive and preparation method thereof
KR20230008037A (en) * 2020-04-28 2023-01-13 타오카 케미컬 컴퍼니 리미티드 Epoxy Resin Composition
WO2023069254A1 (en) 2021-10-21 2023-04-27 Arkema France Moisture curable adhesive composition

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2125244A1 (en) 1971-02-11 1972-09-29 Du Pont Epoxy resin compn
US3899623A (en) * 1972-04-10 1975-08-12 Toray Industries Synthetic leather combination of needle-punched fabric and polyetherester polyurethane
US4487854A (en) * 1983-12-27 1984-12-11 Basf Wyandotte Corporation Polyoxyalkylene polyether polyols and polyurethane foams prepared therefrom
US4888389A (en) * 1985-02-05 1989-12-19 University Of Akron Amphiphilic polymers and method of making said polymers
US4745170A (en) * 1985-07-25 1988-05-17 The Dow Chemical Company Polyurethane elastomers from EO/BO polyether polyols
ES2025260B3 (en) 1987-08-26 1992-03-16 Ciba-Geigy Ag MODIFIED EPOXY RESINS
JPH02501145A (en) * 1988-03-17 1990-04-19 ザ ダウ ケミカル カンパニー Polyurethane elastomers from EO/BO polyether polyols
EP0338985B1 (en) 1988-04-18 1994-05-18 Ciba-Geigy Ag Modified epoxy resins
EP0353190B1 (en) 1988-07-28 1995-03-01 Ciba-Geigy Ag Flexibiliser combinations for epoxy resins
DE4104199A1 (en) * 1991-02-12 1992-08-13 Basf Ag METHOD FOR PRODUCING POLYURETHANE ELASTOMERS AND COMPOUND MIXTURES OF POLYOXYBUTYLENE POLYOXYALKYLENE GLYCOLS AND GLYCIDYL COMPOUNDS
TW289763B (en) 1992-11-11 1996-11-01 Ciba Geigy Ag
JPH06184266A (en) * 1992-12-17 1994-07-05 Mitsubishi Cable Ind Ltd Antithrombogenic polyurethane elastomer and medical tool
JP3228586B2 (en) * 1993-02-02 2001-11-12 旭電化工業株式会社 Emulsifiable epoxy resin composition and curable composition
DE4421816A1 (en) * 1994-06-22 1996-01-04 Bayer Ag Mixed-blocked isocyanate prepolymers, a process for their preparation and their use for the production of flexible epoxy resin systems
US5530052A (en) 1995-04-03 1996-06-25 General Electric Company Layered minerals and compositions comprising the same
US6103850A (en) * 1995-12-29 2000-08-15 Basf Corporation Sealants made using low unsaturation polyoxyalkylene polyether polyols
KR20010024924A (en) 1998-02-20 2001-03-26 베르너 훽스트 Organophilic phyllosilicates
US5814675A (en) * 1998-03-30 1998-09-29 Council Of Scientific & Industrial Research Process for the preparation of polyurethane microspheres
US6322890B1 (en) 1998-03-30 2001-11-27 Wm. Marsh Rice University Supra-molecular alkylalumoxanes
DE19845607A1 (en) 1998-10-06 2000-04-20 Henkel Teroson Gmbh Impact-resistant epoxy resin compositions
DE19935329A1 (en) * 1999-07-28 2001-02-01 Bayer Ag Polyamines containing urea groups, processes for their preparation and their use as hardeners for epoxy resins
DE19935325A1 (en) * 1999-07-28 2001-02-01 Bayer Ag Solvent-free, room temperature curing reactive systems and their use for the production of adhesives, sealants, casting compounds, molded parts or coatings
US6884854B2 (en) 2000-04-10 2005-04-26 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Composition of epoxy resin, low glass transition temperature copolymer, latent hardener and carboxy-terminated polyamide and/or polyamide
EP1152019A1 (en) 2000-05-02 2001-11-07 Sika AG, vorm. Kaspar Winkler &amp; Co. Thixotropic agents
DE10038941C2 (en) * 2000-08-09 2002-08-14 Skw Bauwerkstoffe Deutschland Polyurethane (polymer hybrid) dispersion with reduced hydrophilicity, process for its preparation and its use
JP2002088229A (en) * 2000-09-18 2002-03-27 Asahi Denka Kogyo Kk Aqueous resin composition
US7144969B2 (en) * 2001-11-16 2006-12-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Impact resistant polyureaurethane and polyureaurethane prepolymer having low NCO/OH ratio
US20030192643A1 (en) 2002-03-15 2003-10-16 Rainer Schoenfeld Epoxy adhesive having improved impact resistance
EP1359202A1 (en) 2002-05-03 2003-11-05 Sika Schweiz AG Temperature curable epoxy resin composition
EP1431325A1 (en) 2002-12-17 2004-06-23 Sika Technology AG Heat-curable epoxy resin composition with improved low-temperatur impact strength
EP1646698A1 (en) 2003-07-07 2006-04-19 Dow Global Technologies Inc. Adhesive epoxy composition and process for applying it
EP1498441A1 (en) 2003-07-16 2005-01-19 Sika Technology AG Temperature curable compositions with low temperature impact strength modifier
ATE421984T1 (en) 2004-04-02 2009-02-15 Dow Global Technologies Inc HEAT CURRENT RESINS TUGANGIZED WITH AMPHIPHILIC BLOCK COPOLYMER
EP1814948B1 (en) 2004-11-10 2009-12-30 Dow Global Technologies Inc. Amphiphilic block copolymer-toughened epoxy resins and electrical laminates made therefrom
JP2008519887A (en) 2004-11-10 2008-06-12 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド Epoxy vinyl esters and unsaturated polyester resins toughened with amphiphilic block copolymers.
CA2582415A1 (en) 2004-11-10 2006-05-18 Dow Global Technologies Inc. Amphiphilic block copolymer-toughened epoxy resins and ambient cure high-solids coatings made therefrom
KR101226342B1 (en) 2004-11-10 2013-01-24 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 미네소타 Amphiphilic block copolymer-toughened epoxy resins
JP5260055B2 (en) 2004-11-10 2013-08-14 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー Epoxy resins imparted toughness with amphiphilic block copolymers and powder coatings produced therefrom
WO2006052726A1 (en) 2004-11-10 2006-05-18 Dow Global Technologies, Inc. Amphiphilic block copolymer-modified epoxy resins and adhesives made therefrom
ATE462762T1 (en) 2005-06-02 2010-04-15 Dow Global Technologies Inc IMPACT MODIFIED EPOXY-BASED STRUCTURAL ADHESIVE
WO2006132093A1 (en) * 2005-06-09 2006-12-14 Adeka Corporation Hardenable resin composition
EP1754721A1 (en) 2005-08-16 2007-02-21 Sika Technology AG Amino groups terminated tougheners, their derivatives and their use
EP1920005B1 (en) 2005-08-24 2011-11-23 Henkel AG & Co. KGaA Epoxy compositions having improved impact resistance
US7715922B1 (en) * 2005-11-16 2010-05-11 Pacesetter, Inc. Polyethylene oxide and polyisobutylene copolymers and their usage on medical devices
KR101352811B1 (en) 2006-07-31 2014-02-17 헨켈 아게 운트 코. 카게아아 Curable epoxy resin-based adhesive compositions
US7759435B2 (en) 2006-09-26 2010-07-20 Loctite (R&D) Limited Adducts and curable compositions using same
EP1972646A1 (en) * 2007-03-20 2008-09-24 Sika Technology AG Time-phased epoxy group polymers, their compositions and their utilisation as impact resistance modifiers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2009127699A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN102007157A (en) 2011-04-06
WO2009127699A1 (en) 2009-10-22
US20110030893A1 (en) 2011-02-10
US8829122B2 (en) 2014-09-09
JP2011517721A (en) 2011-06-16
EP2110397A1 (en) 2009-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2268694A1 (en) Polyurethane polymer based on an amphiphilic block copolymer and its use as impact modifier
EP2084203B1 (en) Heat curable epoxy compositions with blocked polyurethane prepolymers
EP2084199B1 (en) Blocked polyurethane prepolymers and heat curing epoxy resin compositions
EP2084200B1 (en) Derivatized solid epoxy resin and uses thereof
EP2085426B1 (en) Wash-resistant thermo hardening epoxy resin adhesives
EP2060592B1 (en) Non-aromatic ureae containing thermosetting epoxy resin composition for use as a catalyst
EP2917255B1 (en) New impact resistance modifiers for epoxy based adhesives
WO2008049858A1 (en) Heat-curable epoxy resin composition containing one blocked and one epoxide-terminated polyurethane prepolymer
EP2542637B1 (en) Two-component structural adhesive which is impact resistant at room temperature
EP2145924A1 (en) Reaction products based on amphiphilic block copolymers and use thereof as impact modifiers
WO2008113845A1 (en) Epoxy group-terminated polymers, the compositions thereof and the use thereof as impact resistance modifiers
WO2009150059A1 (en) Heat-curing epoxy resin composition comprising an accelerator having heteroatoms
EP2917254B1 (en) Reactive liquid rubbers from blocked isocyanate terminated prepolymers with glycol catcher
WO2008000830A1 (en) Heat setting compounds suitable for sticking together coated substrates
WO2018029311A1 (en) Blocked polyurethane impact modifiers for improving the impact strength of low-temperature curing single-component epoxy adhesives
EP2274359B1 (en) Activator for epoxy resin compositions

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20101116

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20160426

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160907