FI64383B - Polyester-aminoalkylalkoxisilan foerfarande foer dess framstaellning och dess anvaendning som oeverdrag och adhesionsfoerbaettrande medel foer glas - Google Patents

Polyester-aminoalkylalkoxisilan foerfarande foer dess framstaellning och dess anvaendning som oeverdrag och adhesionsfoerbaettrande medel foer glas Download PDF

Info

Publication number
FI64383B
FI64383B FI782062A FI782062A FI64383B FI 64383 B FI64383 B FI 64383B FI 782062 A FI782062 A FI 782062A FI 782062 A FI782062 A FI 782062A FI 64383 B FI64383 B FI 64383B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polyester
silane
formula
molecular weight
och
Prior art date
Application number
FI782062A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI64383C (fi
FI782062A (fi
Inventor
Enrico James Pepe
James Glenn Marsden
Original Assignee
Union Carbide Corp
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 Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of FI782062A publication Critical patent/FI782062A/fi
Publication of FI64383B publication Critical patent/FI64383B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI64383C publication Critical patent/FI64383C/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1051—Organo-metallic compounds; Organo-silicon compounds, e.g. bentone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/40—Organo-silicon compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/49—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes
    • C04B41/4905—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon
    • C04B41/4988—Organosilicium-organic copolymers, e.g. olefins with terminal silane groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67—Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/68—Unsaturated polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/83—Chemically modified polymers
    • C08G18/837—Chemically modified polymers by silicon containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/52—Polycarboxylic acids or polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/685—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen
    • C08G63/6854—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing nitrogen derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/6858—Polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/68—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • C08G63/695—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing silicon
    • C08G63/6954—Polyesters containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen containing silicon derived from polxycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/6958—Polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/91—Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G63/914—Polymers modified by chemical after-treatment derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/918—Polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds in which at least one of the two components contains aliphatic unsaturation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

[B] (11)KUULUTUSjULKAISU r 4 3 g 3
L J ' ' UTLÄGG N I NGSSKRI FT V * J O D
C (45) ratcnttl - y L'- r. c I, L y 10 11 1923 ^ (51) Kv.ik.^int.ci.3 c 08 G 63/76, C 03 C 25/02 SUOMI—-FINLAND (21) P»t*nttlh»kemu« — P*ttnt*n*öknlng 702002 (22) H»k»mlfpllvl — AnsBknlngtdag 28.06.78 (23) Alku pilvi — Glltlghetsdig 20.06.78 (41) Tullut Julkiseksi — Bllylt offentllg θ6.01.7 9
Patentti- ja rekisteri hallitut (44) NlhUvtkslp»non J» kuuLJulkalwn pvm.—
Patent- och registerstyrelsen Ansökan utlagd och utl.skrKten publlc«rad 29.07.33 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet 05 . Q7.77 USA (US) 813074 (71) Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, Nev York, N.Y. 10017, USA(US) (72) Enrico James Pepe, Amawalk, N.Y., James Glenn Marsien, Amawalk, N.Y., USA(US) (74) Oy Borenius & C:o Ab (54) Polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaani, menetelmä sen valmistamiseksi ja sen käyttö lasin pinnoitteena ja kiinnitarttumista edistävänä aineena - Polyester-aminoalkylalkoxisilan, förfarande för dess fran-ställning och dess användning som överdrag och adhesionsförbättrande medel för glas
Hartsien lujittaminen lasikuidulla on ennestään tunnettua. Niinpä on seuraavissa patenteissa selitetty hartsien lujittamista lasikuiduilla, jolloin kiinnitarttumista edistävinä aineina on käytetty polyesteri-hartseja ja orgaanisia piiyhdisteitä; (1) US-patentissa 3 728 146 on selitetty elastomeeristen materiaalien lujittamista lasikuiduilla siten, että lasikuitukimppu kyllästetään elastomeerillä tai hartsimaisella polymeerillä, minkä jälkeen lasikuitukimppu pinnoitetaan materiaalilla, joka sopeutuu elastomeeriin. Tässä patentissa on kyllästämiseen soveltuvana materiaalina esitetty polyesterihartsi ja elastomeeriin sopeutuvina materiaaleina on mainittu orgaaniset piiyhdisteet.
(2) U3-patentissa 2 931 739 on selitetty hartsimaisten materiaalien lujittaminen lasikuiduilla orgaanisen piiyhdisteen avulla, jota käytetään yhdessä kiinnitarttumista edistävän polyesterihartsin kanssa. Tässä patentissa on eräänä edullisena sovellutusmuotona selitetty tyydytetyn polyesterin käyttäminen, ja on myös mainittu tyydyttämättömien polyesterihartsien käyttäminen (ks. sarake 4, rivit 74, 75; sarake 5, rivit 1... 16 ja esimerkki 8).
(3) US-patentissa 3 252 825 on selitetty menetelmä lasikuitujen pinnoittamiseksi aminosilaanin ja polymeerin tai polymeeriä, muodostavan aineen hydrolysoituneella kondensaatiotuotteella.
2 64383 Tässä patentissa on erikoisesti mainittu tyydyttämättömän polyesterin reaktio alfa-aminopropyylitrietoksisilaanin kanssa pinnoiteaineen vesiliuoksen muodostamiseksi (esim. 4, sarake 6).
(4) US-patentissa 3 658 571 on selitetty menetelmä elastomeeri-materiaalien lujittamiseksi lasikuiduilla seoksen avulla, joka voi sisältää polyesterihart-seja ja orgaanista piiyhdistettä.
Muissa aikaisemman tekniikan mukaisissa julkaisuissa on lisäksi selitetty tyydyttämättömien polyesterien reaktio halosilaanien kanssa silyloitujen polyestereiden valmistamiseksi. Niinpä on julkaisussa (43 Paint Research Institute Proceedings 558, 49-53, (1974)) selitetty alkyyli- ja aryyli-dikloorisilaanien reaktio tyydyttämättömien polyestereiden kanssa kloorisilaaneja sisältävien polyestereiden valmistamiseksi, jotka sitten saatetaan reagoimaan veden kanssa silaanidiolien valmistamiseksi. Toisessa julkaisussa (Polymer Letters Edition 11, 327-332, (1973)) on selitetty tyydyttämättömien polyestereiden hydrosilalointi dikloorimetyylisilaanien avulla silaanidiolien valmistamiseksi.
Olisi eduksi voida valmistaa ominaisuuksiltaan entistä parenpia kiinni tarttumista edistäviä polyesterisilaaneja säätämällä tyydyttämätön konjugoitunut polyesteri reagoimaan aminoalkyylialkoksisilaanin kanssa Michael-additioreaktion avulla. Olisi myös toivottavaa voida valmistaa kiinnitarttumista edistävää polyesterisilaania, jota voidaan käyttää orgaanisten hartsien lujittamiseksi kaikenlaisilla epäorgaanisilla piipitoisilla materiaaleilla, esim. lasikuiduilla ja lasikankailla.
Keksinnön kohteena ovat tällaiset uudet polyesteri-aminoalkyyl.ialkoksisilaani-poly-meerit, joiden molekyylipa!no on vähintään 1000, ja joissa on seuraavan kaavan (I) mukaisia yksiköitä: Γ Oi Γ Ί Γ Ί Γ 1 ° 0 o 0 0 - CCH*CHC-- - 0R0 .. ..<$CH2CHC - (X) . W JaL J*L JdL NH(CH2OT2ra)y(CH2)ySiX(3_S5)Je jossa kaavassa R tarkoittaa kaksiarvoista hiilivetyradikaalia, R' tarkoittaa yksiarvoista alkyyli-, aryyli- tai aralkyyliryhmää, X tarkoittaa yksiarvoista alkoksi-ryhmää, y on 0 tai 1, v on kokonaisluku 1...6, z on 0, 1 tai 2, a on 0 tai rajoissa 0,004...0,6 oleva moolifraktio, ja b, d ja e ovat rajoissa noin 0,004...0,6 olevia moolifraktioita, edellyttäen, että d on suurempi, yhtä suuri tai hiukan pienempi kuin a + b + e.
il 3 64383
Keksinnön kohteena on myös menetelmä kaavan (I) mukaisen polyesteri-aminoalkyyli-alkoksisilaanien valmistamiseksi Michael-additioreaktion avulla, jonka menetelmän mukaan saatetaan reagoimaan keskenään A. tyydyttämätön konjugoitunut polyesteri, jonka molekyylipaino on vähintään 1000 ja jossa en kaavan (II) mukaisia yksiköitä, oi Γ q n "1 0 S- υ v -- c -- SCH.CHS - -- 0R0 -- (11) -ia*- -* b *- — d jossa kaavassa R tarkoittaa kaksiarvoista hiilivetyradikaalia, a on 0 tai rajoissa 0,004...0,6 oleva moolifraktio, ja b ja d ovat rajoissa noin 0,004...0,6 olevia moolifraktioita, joka polyesteri haluttaessa on saatettu reagoimaan orgaanisen di-isosyanaatin avulla ketjustaan pidennetyn tyydyttämättömän konjugoituneen polyesterin muodostamiseksi, jonka molekyylipaino on vähintään 5000, ja B. seuraavan kaavan mukainen aminoalkyylialkoksisilaani R' I 2 H2N(CH2CH2NH)y(CH2)vsix(3-z) (III) jossa kaavassa R' tarkoittaa yksiarvoista alkyyli-, aryyli- tai aralkyyliryhmää, X tarkoittaa yksiarvoista alkoksiryhmää, y on 0 tai 1, v on kokonaisluku 1...6 ja z on 0, 1 tai 2, noin 0...235 °C:ssa polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaamn valmistamiseksi .
Keksinnön mukaan polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaania käytetään epäorgaanisten piipitoisten materiaalien saattamiseksi sopeutumaan ja tarttumaan kiinni orgaanisiin hartseihin, jolloin näiden epäorgaanisten piipitoisten materiaalien pinta pinnoitetaan kaavan (I) mukaisia yksiköitä sisältävällä polymeerillä, jonka molekyylipaino on suurempi kuin 1000, ennen yhdistämistä mainittuun orgaaniseen hartsiin tai tämän yhdistämisen aikana. Kaavan (I) mukaisia yksiköitä sisältävät uudet polymeerit edistävät epäorgaanisten piipitoisten materiaalien ja orgaanisten hartsien välistä kiinnitarttumista. Siinä tapauksessa, että epäorgaanisena piipitoisena materiaalina ovat lasikuidut tai -kankaat, on kaavan (I) mukaisia yksiköitä sisältävillä uusilla polymeereillä kaksinkertainen vaikutus siten, että ne toimivat (a) lasikuitujen tai -kankaan suojapinnoitteena ja (b) edistävät kuitujen tai kankaan ja orgaanisten hartsien välistä kiinnitarttumista. Polymeerit voidaan helposti sijoittaa lasikuiduille tai -kankaalle hydrolysaatteina vesiliuoksesta.
4 64383
Keksinnön mukaan voidaan kaavan (II) mukaisten polyesterien ketjua pidentää suoraviivaisesti suorittamalla reaktio orgaanisen di-isosyanaatin kanssa ennen kuin suoritetaan amino alkyyli-alkoksisiläänin Michael-additioreaktio vastaavan polyesteri-amino-alkyylialkoksisilaanin muodostamiseksi. Tämän menetelmän avulla voidaan valmistaa silyloituja polymeerejä, joiden molekyylipaino on hyvin suuri, eli suurempi kuin 5000.
Keksinnön mukaisia polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaaneja voidaan helposti valmistaa suorittamalla aminoalkyylialk oksisi laariin ja tyydyttämättömän konjugoituneen polyesterin Michael-additioreaktio. Tämä Michael-additioreaktio on selitetty julkaisussa W.J. Hickinbottom, Reactions of Organic Compounds, sivut 48...55 (1957), johon tässä viitataan. Tässä keksinnössä sovellettava Michael-additioreaktio voidaan kuvata seuraavasti: 0 0 R'z - CCH-CHC- + H2N(GH2CH2NH)y(CH2)v3iX^5_z^ -> 0 0 11 11 -CCH2CHC- NH(CH2CH2NH)y(CH2)vSiX(5-z} *'» jossa kaavassa R' tarkoittaa yksiarvoista alkyyli-, aryyli- tai aral-kyyliryhmää, X tarkoittaa yksiarvoista alkoksiryhmää, y on 0 tai 1, v on kokonaisluku 1...6, ja z on 0, 1 tai 2.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävien tyydyttämättömien konjugoituneiden polyesterien molekyylipaino on vähintään 1000, ja ne sisältävät seuraavan kaavan mukaisia yksiköitä 2 ~ 0 0 0 _ C „ „ 5 -- CCH-CHC -- -- 0R0 -- -Ja*- JbL Jd jossa kaavassa R tarkoittaa kaksiarvoista hiilivetyradikaalia, a on li 5 64383 rajoissa 0 tai 0,004...0,6 oleva moolifraktio, ja b ja d ovat rajoissa noin 0,004...0,6 olevia moolifraktioita. Keksinnön mukaisten polymeerien valaistuksessa tarvittavien tyydyttämättömien polyestereiden valmistuksessa voidaan käyttää monifunktionaalisia orgaanisia karbok-syylihappoja, esim. alifaattisia dikarboksyylih.appoja, kuten maleiini-, kloorimaleiini-, dikloorimaleiini-, meripihka-, adipiini-, sebasiini-, atselaiini-, glutaari-, pimeliini-, maloni-, korkki-, itakoni- ja sitrakonihappoja, ja aromaattisia dikarboksyylihappoja, esim. ftaali-, tereftaali-, isoftaalihappoa, jne. Muista käytettäväksi soveltuvista karboksyylihapoista mainittakoon "dimeeriset hapot", esim. linolihapon dimeeri. Voidaan myös käyttää hydroksyylipitoisia monokarboksyyii-happoja, (esim. risiiniöljyhappoa). Vaihtoehtoisesti voidaan näiden eri happojen anhydridejä käyttää tyydyttämättömien polyestereiden valmistuksessa.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä lähtömateriaaleina tarvittavien tyydyttämättömien polyestereiden valmistuksessa voidaan dihydrisinä alkoholeina käyttää glykoleja,esim. etyleeni-, propyleeni-, butyleeni-, tetrametyleeni-, heksyleeni- ja heksametyleeniglykolia, ja dioleja, esim. 1,2-propaanidiolia, 1,3-propaanidiolia, 1,4-butaanidiolia, 2,3-butaanidiolia, 2-buteenldiolia, 1,5-pentaanidiolia, 2-etyyli-1,3-heksaanidiolia ja 1,3-butaanidiolia.
Vaikkakaan keksinnön mukaisten tyydyttämättömien polyesterien valmistuksessa käytettävät edellä selitettyjen dihydristen alkoholien ja moni-funktionaalisten orgaanisten karboksyylihappojen määrät eivät ole ahtaissa rajoissa kriittisiä, käytetään kuitenkin dihydristä alkoholia edullisesti noin 10...noin 20?6 suuruisena mooliylimääränä käytettyyn karboksyylihappomäärään nähden. Koska karboksyylihapon ja dihydrisen alkoholin reaktio tyydyttämättömien polyestereiden valmistamiseksi suoritetaan vaiheittain, jolloin vaiheet ovat: (a) muodostetaan esterin monoadduktiotuote, (b) kondensoidaan karboksyyliryhmä hydroksyyliryhmän kanssa polyesterin ja veden muodostamiseksi, ja (c) transesteröidään polyesteriketjun päät korkeamman molekyylipainon omaavien polyestereiden muodostamiseksi, voidaan käyttää laajaa reaktiolämpötila-aiuetta näiden polyestereiden valmistuksessa. Edullinen lämpötila-alue moni-funktionaalisen orgaanisen karboksyylihapon saattamiseksi reagoimaan dihydrisen alkoholin kanssa tyydyttämättömän polyesterin valmistamiseksi on noin 100...noin 250 °C. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä tyydyttämätön polyesteri voidaan valmistaa liuottimen, & 64383 esim. ksyleenin, ollessa läsnä, tai ilman liuotinta, ja tavanomaisen transesteröimiskatalysaattorin, esim. tetra-alkyylititanaatin ja p-tolueenisulfonihapon ollessa läsnä tai puuttuessa.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävien tyydyttämättömien poly-estereiden molekyylipaino on yleensä sopivasti suhteellisen suuri, eli noin 2000...5000. Tällaisten suuren molekyylipainon omaavien polyestereiden valmistamiseksi voidaan polyestereitä, jotka pääteryhminä sisältävät hydroksyyli- tai karboksyyliryhmiä, saattaa reagoimaan orgaanisen di-isosyanaatin kanssa, jolloin edullinen suhde on vähintään 1 mooli di-isosyanaattia polyesterimoolia kohden, niin että muodostuu ketjustaan pidennetty polymeeri. Soveltuvista di-isosyanaateista mainittakoon esimerkkeinä seuraavat, samoin kuin niiden seokset: 1,6-heksametyleeni-di-isosyanaatti, 1,4-tetrametyleenidi-isosyanaatti, bis-(2-isosyanaatoetyyli)-fumaraatti, 1-metyyli-2,4-di-isosyanatosyklo-heksaani, metyleeni-4,4,-difenyyli-di-isosyanaatti, josta yleisesti käytetään lyhennettä '•MDI", fenyleeni-di-isosyanaatit, esim. 4-metoksi- 1,4-fenyleeni-di-isosyanaatti, 4-kloori-1,3-fenyleeni-di-isosyanaatti, 4-bromi-1,3-fenyleeni-di-isosyanaatti, 5,6-dimetyyli-1,3-fenyleeni-di-isosyanaatti ja 6-isopropyyli-1,3-fenyleeni-di-isosyanaatti, 2,4-tolyleeni-di-isosyanaatti ja 2,6-tolyleenl-di-isosyanaatti, samoin kuin näiden molempien isomeerien seokset, ja raaka tolyleeni-di-isosyanaatti, isoforoni-di-isosyanaatti, metyleeni-4»4’-disykloheksyyli-di-isosyanaat-ti, duryleeni-di-isosyanaatti, ja muut polyuretaanitekniikassa tunnetut orgaaniset di-isosyanaatit.
Tyypillisinä aminoalkyylialkoksisilaaneina, joita voidaan käyttää tämän keksinnön lähtöaineina, ovat seuraavan rakennekaavan mukaiset yhdisteet ?'» H2H(0H20H2NH)y(0H2)vSiX(J.z) jossa kaavassa R' tarkoittaa alkyyliryhmää, esim. metyyli-, etyyli-, propyyli- tai butyyliryhmiä tai senkaltaisia, tai aryyliryhmää, esim. fenyyli-, naftyyli- tai tolyyliryhmiä tai senkaltaisia, tai aralkyyli-ryhmää, esim. bentsyyliryhmää tai senkaltaisia, X tarkoittaa alkoksi-ryhmää, esim. metoksi, etoksi-, propoksiryhmää, ja 2-etyyli-heksoksi-ryhmää, jne., y on 0 tai 1, v on kokonaisluku 1...6, sopivasti 3 tai 4 ja z on 1, 2 tai 3. Näiden aminoalkyylialkoksisilaanien esimerkkeinä mainittakoon aminometyylitrietoksisilaani, gamma-aminopropyylitri- 7 64383 etoksisilaani, gamma-aminopropyylimetyylitrietoksisilaani, gamma-aminopropyylietyylidietoksisilaani, gamma-aminopropyylifenyylidietoksi-silaani, N-beta-(aminoetyyli)-gamma-aminopropyylitrimetoksisilaani, delta-aminobutyylitrietokäisilaani, delta-aminobutyylimetyylidietoksi-silaani, delta-aminobutyylietyylidietoksisilaani, delta-aminobutyyli-fenyylidietoksisilaani ja muut senkaltaiset. Aminoalkyylialkoksi-silaaneina käytetään edullisesti gamma-aminopropyylitrietoksisilaania 3a N-beta-(aminoetyyli)-gamma-aminopropyylitrimetoksisilaania. Keksinnön mukaan voidaan myös käyttää haaraketjuisia silaaneja (jotka eivät lankea edellä esitetyn kaavan piiriin), esim. beta-aminoisopropyyli-trietoksisilaania.
Keksinnön mukaan käytettävistä epäorgaanisista piipitoisista materiaaleista mainittakoon mitkä tahansa kiinteät tai hienojakoiset piipitoi-set materiaalit, esim. piidioksidi, lasi, asbesti, lasikuidut, lasi-kangas, vollastoniitti, jne.
Käytettäviksi soveltuvista orgaanisista hartseista mainittakoon sekä kertamuovit, esim. edellä selitetyt tyydyttämättömät polyesterihartsit että kestomuovit. Käytettäviksi soveltuvien kestomuovien esimerkkeinä mainittakoon difunktionaalisista monomeereistä johdetut hartsit, joista mainittakoon polyolefiinit, esim. polyetyleeni, polypropyleeni, poly-styreeni, polybutyleeni ja polyisosyanaatti, halogenoidut polyolefiinit, kuten polyvinyylikloridi, polyvinylideenikloridi, polyvinylideeni-fluoridi, polytetrafluorietyleeni ja polytrifluoripropeeni, substituoi-dut polyolefiinit, esim. polyvinyyliasetaatti, polyakrylonitriili, polyakrylaatti ja polymetakrylaatit, kuten polymetyylimetakrylaatti ja polyetyylimetakryläatti, polyesterit, kuten poly-1,4-butaanidioli-isoftalaatit, polyamidit, esim. sellaiset, jotka on valmistettu adipiini-haposta ja heksametyleenidiamiinista, polykarbonaatit, esim. karbonyyli-kloridin ja ρ,ρ’-bis-hydroksifenyylidimetyylimetaani, selluicosaeetterit ja -esterit, kuten selluloosa-asetaatti ja etyyliselluloosa, ja poly-asetaatit, kuten polyformaldehydi. Varsin edullisesti käytettäviä orgaanisia hartseja ovat tyydyttämättömät polyesteri-kertamuovit.
Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan saattamalla aminoalkyyll-alkoksisilaani reagoimaan tyydyttämättömän polyesterin kanssa Michael-additioreaktion mukaan. Vaikka reaktiolämpötila keksinnön mukaisessa menetelmässä ei ole ahtaissa rajoissa kriittinen, suoritetaan tämä reaktio kuitenkin noin 0 ...200 °C:ssa, varsinkin noin 20...
100 °C:ssa.
8 64383
Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan parhaiten huoneenlämmössä. Keksintöä sovellettaessa voidaan käyttää sekä yli- että alipainetta, mutta edullisesti käytetään ilmastollista painetta siinä tapauksessa, että ei käytetä alhaalla kiehuvia liuottimia. Reaktioajan pituus on yleensä alle 10 tuntia, mutta voi olla tätä pitempikin, jos näin on jostain syystä välttämätöntä.
Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa liuottimen ollessa läsnä tai sen puuttuessa. Mahdollisesti käytetyn liuottimen määrä ei ole kriittinen, vaan liuottimen päätehtävänä on helpottaa reaktio-seoksen käsittelyä. Liuotinta käytettäessä voi se olla joko vesiliukoista tai veteen liukenematonta, riippuen halutusta käytöstä, kunhan liuotin ei reagoi reaktiokomponenttien, siis tyydyttämättömän polyesterin tai aminoalkyylialkoksisiläänin kanssa. Niinpä liuottimena voi olla jokin hiilivety, esim. bentseeni, tolueeni, pentaani, jne., tai jokin halogeenihiilivety, esim. klooribentseeni tai klooritolueeni, ja voidaan myös käyttää eettereitä, esim. dibutyylieetteriä, etyleeni-glykolin metyylieetteriä tai etyleeniglykolin dimetyylieetteriä, tai nitriilejä, esim. asetonitriiliä. Eräitä käyttötarkoituksia varten, esim. valmistettaessa kaupallisesti valmiiksi pinnoitettuja lasikuitu-hahtuvia orgaanisten hartsien lujittamiseksi käytetään sopivasti vesiliukoista liuotinta.
Reaktioseoksessa voi myös olla muita komponentteja. Niinpä reaktio-seokseen voidaan lisätä orgaanista happoa, esim. etikkahappoa, kationi-sesti varautuneiden amincalkyylialkoksisilaaniasetaattiryhmien muodostamiseksi pitkin polyesterisilaanin ketjua. Muista käytettäviksi soveltuvista orgaanisista hapoista mainittakoon metyylietikkahappo, voihappo ja bentsoehappo. Tyydyttämättömään polyesterikomponenttiin voidaan myös ennen Michael-additioreaktiota lisätä orgaanista tertiääristä amiinia, esim. trietyyliamiinia, tributyyliamiinia tai dietyyli-butyyliamiinia karboksyyliänionien muodostamiseksi polyesteriketjun pääteasemiin tai karboksyyliasemien muodostamiseksi pitkin tätä ketjua, niin että saadaan varmistetuksi, että koko aminoalkyylialkoksisllaani-määrä reagoi polyesterin tyydyttämättömässä osassa.
Keksintö havainnollistetaan seuraavassa koeselitysten avulla, joissa käytetään seuraavia lyhenteitä: il 9
Lyhenne: Sisältö: 64 38 3
Polyesteri A Styreeniä sisältämätön tyydyttämätön polyesterihartsi, jonka tyydyttämättömyysaste on 0,61 moolia/kg. ("Para-plex P-43", valmistaja Rohm & Haas Company, sen jälkeen kun styreeni on poistettu tislaamalla).
Polyesteri B Styreeniä sisältämätön tyydyttämätön polyesterihartsi.
jonka viskositeetti on 18,0 centistokea 22,8 °C:ssa ja tyydyttämättömyysaste on 1,0 moolia/kg. ("Marco G-R 12021", valmistaja W.R. Grace & Co, sen jälkeen kun styreeni on poistettu tislaamalla).
Polyesteri C Styreeniä sisältämätön tyydyttämätön polyesterihartsi, jonka viskositeetti on 13,6 centistokea 22,5 °C:ssa, ja tyydyttämättömyysaste on 0,83 moolia/kg ("Stypol", valm. Preemän Chemical Corp.) PYAC Polyvinyyliasetaatti
Katalysaattori I Bentsoyyliperoksidin ja trikresolifosfaatin 50/50 paino-% seos ("Luperco ATC", valm. Lucidol Division of Pennwalt Corp.)
Silaani A N-beta-(aminoetyyli)-gamma-aminopropyylitrimetoksisilaani
Silaani B Gamma-aminopropyylitrietoksisilaani
Silaani C Gamma-aminopropyylitrietoksisilaani
Silaani D Gamma-metakryylioksipropyylitrimetoksisilaani
Liuotin I Etyleeniglykolin metyylieetteri cstks centistoke PA Ftaalihappoanhydridi MA Maleiinihappoanhydridi EG Etyleeniglykoli PG Propyleeniglykoli BD Butaanidioli MAS Ekvimoolisin määrin käytetyn maleiinihappoanhydrid.tn ja silaani B:n Michael-additiotuote
Menetelmä A
Välituotteena käytetä polyesterin valmistus, jonka rakennekaava on
Kahden litran kolmikaulaiseen pulloon, jossa oli mekaaninen sekoitin, lämmitysvaippa ja Dean-Starke-loukulla varustettu lauhdutin, pantiin 10 64383 423 g (4,0 moolia) maleiinihappoanhydridiä ("analyysipuhdasta") ja 174 g ksyleeniä ("laboratoriolaatua"). Seos lämmitettiin sekoittaen 90 °C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa, kunnes reaktiokomponentit olivat hyvin dispergoituneet, minkä jälkeen nopeasti lisättiin 334 g (4,4 moolia) 1,3-propyleeniglykolia ("laboratoriolaatua"), ja lämmitettiin liuos sekoittaen noin 140 °C:een. Tässä vaiheessa poistettiin tislaamalla 6 tunnin aikana 61,7 g vettä ja ksyleeniä, kunnes reaktio-astian lämpötila oli 150 °C. Vielä enemmän vettä ja ksyleeniä poistettiin sitä mukaa kun reaktioseos lämmitettiin 190 °C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa tunnin ajan. Kaikkiaan poistettiin tislaamalla 218,4 g vettä ja ksyleeniä. Reaktioseoksen jäähdyttyä 130 °C:een lisättiin 694 g liuotinta I ja 0,27 g (500 miljoonasosaa) fenotiatsiinia seosta edelleen sekoittaen. Seos suodatettiin paineenalaisena ja kuivaa typpeä suojakaasuna käyttäen 1...2 yum suodatustyynyn läpi siten, että saatiin 1424 g kirkasta vaalean ambranväristä polyesteri-hartsiliuosta, jonka viskositeetti 25 °C:ssa oli 35,0 centipoisia. Hartsiliuosnäytteen painonmenetys määritettiin panemalla näyte alumiini-astiaan, joka vetokaapissa lämmitettiin tunnin ajan 120 °C:ssa, jolloin todettiin, että hartsiliuoksen kiinteiden aineiden pitoisuus oli 46,5 paino-%.
Analyysin perusteella todettiin polyesterihartsituotteen yhdysrakenteek-si: 0 0
hoc ( ch3 )hch2o</“cch= chco oh2 c ( ch3 ) ho_7 21H
Tuotteen konjugoitunut tyydyttämättömyysaste oli 5,30 milliekvivalent-tia/g verrattuna teoreettisesti laskettuun konsentraatioon 5,76 milli-ekvivalenttia/ g .
Muut taulukossa II esitetyt välituotteina käytetyt polyesterit valmistettiin vastaavalla tavalla.
Menetelmä 3
Polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaanien valmistus
Kolmeen kolmikaulaiseen 250 ml:n pulloon (pullot 1, 2 ja 3), joissa oli magneettisekoitin, lämpömittari, lämraitysvaippa ja vesijäähdytteinen lauhdutin, pantiin 39,0 g (0,1 moolia) liuottimena 1 laimennettua polyesterihartsia, joka oli valmistettu edellä selitetyn menetelmän A avulla. Pulloihin 1, 2 ja 3 lisättiin liuotinta I vast. 18,1 g; 14,0 g 11 64383 jia 9,7 g määrin. Jokaiseen pulloon lisättiin 4,1 g (0,04 moolia) trietyyliäniinia, ja seokset lämmitettiin sekoittaen noin 90 °C:een. Tämän jälkeen seokset jäähdytettiin noin 60 °C:een ja lisättiin pulloon 1 11,0 g (0,05 moolia) silaania B, pulloon 2 7,8 g (0,035 moolia) silaa-nia B, ja pulloon 3 1,3 g (0,02 moolia) silaania B. Kaakkia reaktio- seoksia keitettiin palautustislausta soveltaen noin tunnin ajan, minkä jälkeen seosten annettiin jäähtyä huoneenlämpöön. Tämän jälkeen pulloihin lisättiin jääetikkahappoa seuraavin määrin: pulloon 1 3,0 g (0,05 moolia), pulloon 2 2,1 g (0,035 moolia) ja pulloon 3 1,2 g (0,02 moolia) jääetikkahappoa.
Pullossa 1 olevan polyesteri-silaanituotteen yhdysrakennekaava oli Tämän tuotteen 1 paino-% aktiivisia kiinteitä aineita sisältävä liuos tislatussa vedessä antoi tulokseksi hiukan samean liuoksen, jonka pK-arvo oli 9,9. Lisäämällä pieni määrä etikkahappoa saatiin kirkas vesi-liuos.
Pullon 2 polyesteri-silaanituotteen yhdysrakennekaava oli ^0.6^0.4^1.1 Tämän tuotteen 1 paino-# aktiivisia kiinteitä aineita sisältävä liuos tislatussa vedessä oli samea liuos, jonka pH-arvo oli 9,85. Lisättiin etikkahappoa siten, että saatiin pH-arvo « 5,5, jolloin muodostui hiukan samea dispersio.
Pullossa 3 olevan polyesteri-silaanituotteen yhdysrakennekaava oli (ma)0.8(mas)0i2(po)i.i
Lisättiin tislattuun veteen 1 paino-# tämän tuotteen aktiivisia kiinteitä aineita, jolloin saatiin maitomainen dispersio, jonka pH-arvo oli 9,9. Säätämällä pH arvoon 3,5 etikkahappoa lisäämällä saatiin läpi-kuultamaton selkeä dispersio.
Koeajojen 2...16 ja 20...39 polyesterisilaanit valmistettiin vastaavan* tavalla.
12 6 4 3 8 3
Menetelmä C
Yhdysrakenteisen laminaatin valmistus ja kokeilu
Valistettiin polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaanin 0,5 paino-% liuoksia, ja lasikuitukankaan (J.P. Stevens' 77 1581-112) kappaleita käsiteltiin näillä liuoksilla. Täten käsitelty lasikuitukangas kuivattiin ilmassa 20 minuuttia ja kovetettiin tämän jälkeen 2,5 minuuttia 155 °0:ssa.
Hartsiseos. jossa oli 4-00 osaa polyesteriä A, 40 osaa styreenimono-ireeriä ja k osaa katalysaattoria I, kaadettiin noin 280 cm*2 suuruiselle kappaioolle 0,076 :r.m paksua Mylar-kalvoa, ja hartsiseoksen päälle ruuti :n rorpade lasikudosta. Sijoitettiin päällekkäin vuorottelevin kerroksin hartsiseosta ja lasikuitukangasta, kunnes saatiin kaikkiaan "2 kerrosta. Mylar-kalvo taivutettiin pussiksi hartsi-lasikerrosten ympärille, kalvon reunat liitettiin yhteen, minkä jälkeen ilmakuplat poistettiin hartsista teräsvalssin avulla. Hartsi-lasikerroksista puristettiin noin 3,2 mm paksuja yhdysrakenteisia kappaleita 30 minuutin aikana 100 °C:ssa.
Sekä kuivien että märkien yhdysrakenteisten kappaleiden taivutuslujuutta kokeiltiin, jolloin märät näytteet olivat olleet upotettuina 8 tuntia kiehuvaan veteen normin ASTM D 790-71 mukaan.
Menetelmä D
Polyesterin suoraviivaisen ketjun pidentäminen tolueeni-di-isosyanaatin avulla
Pidennettiin polyesterin B ketjua käyttämällä tolueeni-di-isosyanaattia seuraavalla tavalla: 500 miliilitran kolmikaulaiseen pulloon, jossa oli mekaaninen sekoitin, lämmitysvaippa, lämpömittari ja typen ohitus-johto lähtöpäässä, pantiin 82 g (0,041 moolia) polyesteriä B, joka lisättiin ksyleenin ja etyleeniglykolin dimetyylieetterin 61:39 paino-% suhteiseen seokseen liuotettuna siten, että saatiin 41 paino-% liuos. Seosta sekoitettiin huoneenlämmössä ja lisättiin hitaasti 7,1 g (0,0407 moolia) tolueeni-di-isosyanaattia (TDI), ja tämän jälkeen 1 g trietyyliamiinia, minkä jälkeen seosta keitettiin palautustislausta soveltaen noin 108 °C:ssa 1...2 tuntia. Tämän jälkeen seoksen viskositeetti suurentui, kunnes äkkiä muodostui kumimainen massa osoituksena siitä, eitä melkein oli saavutettu molekyylipainon raja-arvo. Tässä vaiheessa reaktio keskeytettiin nopeasti lisäämällä 200 g etyleeni-slykoIin monometyylieetteriä. Seos lämmitettiin lähelle palautus- ii ..........
13 64383 tislauslämpötilaa ja pidettiin tässä lämpötilassa muutamia tunteja sekoittaen, kunnes tapahtui täydellinen liukeneminen. Tämän jälkeen polyesterituote jäähdytettiin huoneenlämpöön.
Menetelmä E
Vetämällä puristettujen tankojen valmistus
Vedellä käsiteltyjä jatkuvasäikeisiä lasihahtuvia (Owens Corning Fiberglas" "0CF861") käärittiin 22 kertaa noin 96,5 ora teräskehyksen ympäri ja katkottiin siten, että saatiin 22 hahtuvapätkää, joiden pituus oli noin 1,5 m. Nämä hahtuvapätkät sidottiin toisesta päästään yhteen noin 0,9 mm paksun kuparilangan avulla kimpuksi.
Valmistettiin hartsiseos, jossa oli 1000 osaa polyesteriä A, 100 osaa styreenimonomeeriä ja 10 osaa katalysaattoria I. Hahtuvakimppu upotettiin tähän hartsiseokseen 30 minuutin ajaksi, ennen kun se vedettiin pitkin tarkkamittaista lasiputkea, jonka sisähalkaisija oli 6,4- mm. Lasiputkea oli esikäsitelty silikonihartsilla, jota käytettiin irroitus-aineena. Vetonopeus oli noin 9 cm/min. Saadut vedetyt langot pantiin tuuletuskaapilla varustettuun uuniin, jonka lämpötila oli 100 °C ja jossa tangot saivat kovettua 30 minuuttia.
Taivutuslujuuskokeitä tehtiin sekä "kuivilla” tangoilla että "märillä" tangoilla, jotka olivat olleet upotettuina kiehuvaan veteen 24 tuntia normin A3TM D 349-261 mukaan.
Menetelmä F
Esikäsitellyn hahtuvan fysikaaliset ominaisuudet (1) Kulumislujuuskoe. Kimppu lasihahtuvia (noin 2000 säiettä/kinppu) esikäsiteltiin kokeiltavalla seoksella, ja kokeiltiin noin 127 cm pituisia kappaleita kulumislujuuden toteamiseksi (a) kiertämällä nämä pätkät "kuvion 8"muotoon keskeisen kosketuspisteen muodostamiseksi itsehankausta varten, ja (b) hangattiin tätä keskeistä kosketuspistet-tä 116 kertaa minuutissa 192 g jännityksellä. Mitattiin kimpun katkeamiseen kuluvan ajan pituus sekunteina.
(2) Jäykkyys. Jäykkyys tutkittiin eurooppalaisen jäykkyyskokeen LIN-52316 mukaan. Tä3sä kokeessa 100 mm pitkät pätkät iasirohdinta sijoitettiin koukun yli, jonka halkaisija oli 10 mm, ja jonka kaarevuus-säde myös oli 10 mm. Jäykkyys saatiin mittaamalla millimetreinä i i4 64383 t hahtuvan alasriippuvien päiden välinen etäisyys kohdassa, joka oli 62 mm kannatuspisteen alapuolella.
Esimerkki 1
Valmistettiin edellä esitetyn menetelmän B mukaan useita polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaaneja suorittamalla aminoalkyylialkoksisilaanin ja kaupan saatavan tyydyttämättömän polyesterin Michael-additioreaktio. Esikäsiteltyjä hahtuvia kokeiltiin edellä selitetyn menetelmän F avulla käyttämällä polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaaneja kiinnitarttumista edistävinä aineina. Lisäksi kokeiltiin näiden polyesteriaminoalkyyli-alkokeisiläänien tehokkuutta vedettyjen tankojen esikäsittelyaineena menetelmää E soveltaen. Polyesteri-silaanit valmistettiin seuraavasti: Koeajoissa 2..,5 käytettiin polyesteriä A ja silaania A, koeajossa 6 käytettiin polyesteriä A ja silaania B, koeajoissa 7...12 ja H käytettiin polyesteriä B ja silaania B, koeajossa 13 käytettiin polyesteriä B ja silaania C, ja koeajoissa 15 ja 16 käytettiin polyesteriä G ja silaania B. Vertailu-koeajossa 1 käytettiin polyesteriä A mutta ei mitään silaania, vertailukoeajossa 17 käytettiin polyesteriä D ja silaanin B reagoimatonta seosta, vertailukoeajossa 18 käytettiin silaania D mutta ei mitään polyesteriä, ja vertailu-koeajossa 19 ei käytetty mitään polyesteriä eikä mitään silaania.
Saadut tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa I: 15 6438 3 :rt
p CO Ö '-N
Φ β :cö in yj c» Φ P β ^ ι- ι- Κ\·4-^·φ^-τ-ΐΓ\σ\(ΛΟ·+^·(Γι^·(00 la -Ρφτ-3 in (Tihtnf'VDotnintnNO^t'-Nhr^yjffi Π ρ β :cö ησι^0^4^ιηΐΛΐΰΐητ-οφιηνοιηΝΐβ 0 ίΗ ε inininin^nyjyjvoioyj^yjinninyicoin M β 2
Cu CG 3 CÖ
β H -P<M C
cg rt β a rt -4- in y> f- >iS ^ O > tAa\rACMCMcOOOOOOOOOOOOOvo Π H ·Η^>,·Η [--H-LACriOiAyOCNi-OlAC— 1>-ι- "M-C—LAIAi- E <u ft β cy^cyofflOCJioovoNf-^^yjinij-f-^cri
i>n O P ,¾ f-COCOCOCOCTiCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCDtncD
I ^
^ CO
<1)1 :rö>> C-Oi-VOC—p-rAC^CnCMp-LAlA
•r-3-H >-3 I I I I l i Tj-vD^co^-inin^-ininininfn
>>B
P O Λ! H Φ cd q -p cg
P Φ Φ I
•h -h Ό ra -ra t> β -h m rcrJ β β S β X P CG 3 p ·ηλ·ηη·π locvicooD^coinoor-T-^ocri en ro rt β p inf-cocviinr-r-r- ιλν-^ιαοο W Jp P !*3 H I I I I I | CMWCMNWNWNlMinr- 1 Φ .
o p rt rt rtrtrtrtrtrtrtrtrort Λ4 CG -H CG cgcgcqcgcgcocgcgcgcq
Μ β Φ β CG CGCQCGCGCOCQCOCQCGCG
•H p LA >> CO ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· ·· >,Μ<ΝΗ<0 o oooooooooo ^ OH o oooooooooo
i- ►•H ft-H m 000000<N<N<MO LH
p ·η h to · ·········· φ p o cm NNNwmwmminw
CGP | rt CM CM<N<NCMCMCM<NCMCM<N
X φ :cö o 1-3 O O Ö Ö
p P H -H :<0 A- COCOCOCOi-M-OinON
•H rl ·Η ö τ| · ·········· P cg ca ft β loo i i i i σισισ\σισ)θσιθ<ο<ο ι ι i /^n t— r— ^ «5
OP VOOCO^OOOVOOOOOOVOVOO
P β r- -M- o o c— r-c-i>c--oocMc--c-c—r- i-i h tn <o oo O) tn t<\ tn tn tn \g in tn tn tn tn
hip I<NCMCMCMCMCMCM<NCMCMCMCM<NCMCM I I I
β i φ rt
H Λί O
P >| ft M'M-CMcDM’M’'tM,M’C\IO,tCMM'M· -4-5 *H (H, ····*♦····«··*· s p rt ονοκΛτ-οοοοοκηαοοιηοο
Φ W P I i~ -i-i-i-r-r- T- i— ι— I I I
β
O -H
ftP β l-Π O O
E :rt l rt tn c~ M· cm tn tn tn tn tn tn o tn tn m tn tn m o β -h rt .................
^irrt^H I 1-0001-1-1-1-1-1-^-1-1-1-1-1-1- I
0 :rt •h ε -h
4^ «tH t M
Λί H ί>> Φ m- tn CM fA H" IA IA LA LA LA CM IA LA f— <N
OTOHP C^OCMtAtHOOOOOOCOCOi-OOOOCAO
ΦΟΟΏ ··············· CEj E PM Φ ! i— CMCMCMi— CMCMCMCMCM fA CM CM CM CM I I f H <$
P H
1 fjcofi I^c^-ajpqpqpqpqpqpqpqopqpqpqpp | o Φ
Hip s H P O I β ΟΐΛί>>Φ ϋ w SHP __ ^ jiooto <j}«a;<j<j<;<jpcqppppppoo ι ι ι p (¾ Λί Pm φ
β I
rt Φ O CM CM CM
EH O -ry CM Oi-CMfA-tf-LAOC— 00 0Λ fctj Cu T—CMfA^-lAVOC^COOni— 1— 1— 1— 1— 1— 1— 1— 1— 1— ie 64383
Taulukon huomautukset: 1) esikasiteltyien hahtuvien ja yhdysrakenteen käsittelyliuokset sisältävät 0,5 paino-% polyesterisilaania vedessä, ellei muuta ole osoitettu* Nämä kokeet on selitetty kohdissa Menetelmä F ja menetelmä E.
2) Vertailukoeajot 3) Känä reaktiokonponentit käsittävät silaanin D PVAC:n reagoimatonta seosta 4) Määritettiin käyttämällä polyesterisilaanin 25 paino-% käsittely-liuosta 5) Määritettiin käyttämällä käsittelyliuoksena polyesterisilaanin 6.5 paino-% vesiliuosta 6) Määritettiin käyttämällä käsittelyliuoksena polyesterisilaanin 1,0 paino-ii vesiliuosta 7) Määritettiin käyttämällä käsittelyliuoksena polyesterisilaanin 1.5 paino-l/o vesiliuosta 8) Näytteet upotettu kiehuvaan veteen 24 tunniksi ennen koetta.
Taulukon I näyttämät tulokset osoittavat, että keksinnön mukaiset polyesterisilaanit ovat huomattavan paljon tehokkaampia sekä lasin pinnoiteaineina että kiinnitarttumista edistävinä aineina kuin vertailu-seokset, joissa oli ainoastaan polyesteriä (koeajo 1), polyesterin ja silaanin yksinkertainen reagoimaton seos (koeajo 17), pelkkä silääni (koeajo 18), ja käsittely, jossa ei käytetty mitään polyesteriä eikä mitään silaania (koeajo 19). Niinpä kulumislujuutta kuvaavat ajat pitenivät H4 sekunnista, 50 sekunnista ja 89 sekunnista vastaavissa koeajoissa 17, 18 ja 19 arvoihin välillä 218 sekuntia (koeajo 14) ja 371 sekuntia (koeajo 16), kun käytettiin keksinnön mukaisia esikäsittely-aineita. Täten lasihahtuvissa olevien lasikuitujen itseiskuluminen pieneni tehokkaasti keksinnön mukaisia käsittelyaineita käytettäessä. Kuten taulukossa I on esitetty, on havaittavissa vastaavaa käsitellyn lasin jäykkyyden suurenemista, verrattuna lasiin, jota ei oltu esi-käsitelty (koeajo 19) ja lasiin, jossa oli käytetty ainoastaan silaania esikäsittelyaineena (koeajo 18).
Taulukon I tulokset osoittavat myös keksinnön mukaisten polyesteri-silaanien tehokkuutta (koeajot 2...16) kiinnitarttumista edistävänä aineina lasihahtuvien ja hartsin A välillä vedetyissä tangoissa.
Niinoä keksinnön mukaisten yhdisteiden avulla valmistettujen yhdysraken- ~ n teiden taivutuslujuus kuivana (arvosta 8092 kp/cm koeajossa 4 arvoon 9058 kp/cm*- koeajossa 6) tulee ylitetyksi ainoastaan sen yhdysrakenteen 11 17 64383 kohdalla, joka valmistettiin käyttämällä silaania 2 kiinnitarttumista edistävänä aineena (94-50 kp/cm koeajo 18). Tulokset, jotka saavutettiin märän tuotteen taivutuslujuuskokeissa olivat samankaltaiset.
Näin ollen keksinnön mukaiset polyesterisilaanit ovat tehokkaita kiinnitarttumista edistäviä aineita lasihahtuvien ja hartsin yhdvs-rakenteissa.
Esimerkki 2
Valmistettiin useita tyydyttämättömiä polyestereitä soveltamalla edellä selitettyä menetelmää A. Näiden polyesterien ominaisuudet on esitetty seuraavassa taulukossa II. Menetelmää 3 soveltaen valmistettiin polyesterisilaaneja kokeilua varten käyttämällä näitä poiy-estereitä ja aminoalkyylialkoksisilaaneja. Näiden polyesterisilaanien soveltuvuutta kiinnitarttumista edistävinä aineina hartsin ja lasi-kangas laminaattien yhdysrakenteissä kokeiltiin soveltamalla menetelmää G. Käytetyt seokset olivat seuraavat: Koeajossa 20...22 käytettiin polyesteristä E ja silaanista B valmistettuja polyesterisilaaneja, koeajoissa 23 ja 24 käytettiin polyesteristä F ja silaanista 3 valmistettuja polyesterisilaane ja, koeajossa 25 käytettiin polyesteristä C-ja silaanista B valmistettua polyesterisilaania, koeajoissa 26...28 käytettiin polyesteristä H ja silaanista B valmistettuja polyesteri-silaaneja, koeajossa 29 käytettiin polyesteristä H ja silaanista A valmistettua polyesteriä, koeajossa 30 käytettiin polyesteristä I ja silaanista A valmistettua polyesterisilaania, koeajossa 31 käytettiin polyesteristä J ja silaanista A valmistettua polyesterisilaania, koeajoissa 32...34 käytettiin polyesteristä K ja silaanista B valmistettuja polyesterisilaaneja, koeajoissa 35 ja 36 käytettiin polyesteristä L ja silaanista B valmistettuja polyestereitä, ja koeajoissa 37...39 käytettiin polyesteristä M ja silaanista B valmistettuja polyestereitä. Vertailukoeajoissa 40...42 käytettiin vastaavia polyestereitä E, I ja K, eikä mitään silaania. Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa II: is «e / 64 38 3
GO
CO / • · / o ci
O *H
G rt O rl li
(Τ' * P CO
r- rt oi h
G p P O
a> g G 3 o
I G 3 φ P
CO' ' P r—w .. *ra φ -)-> O
i>> tao i—t lpv :3 3 H o t-
>>i<i HOOC— CM-ri-VOin·*· P >, G CM
g \ Φ (Tim COOOJi-OIA s G CO φ
CO 3 O .·...·.· Φ p .iti Vh G
-U -rs Ot— t-t-t-t-t— CM CM J a s! 3 +5 (0 EH H 3 G rt ,r3 :3 h >> co p i rt rt
go W O P O CO
icrtOp X co ^ G O G
P S P 3 :3 r) co ή
P ^ P >R. o H 3 3 G
>s Φ I O H ft s s rt Oi O O O O LTI m CO 03 I- 00:3 Op >>p ra mm mm^tococoi^ g ·ι~» .g m o p cq cd ·· ······· ·η i—I :co cm ‘I s
H 3 H t-r· r-rrrCMCMIO 3 P P HG
ft g -P G -H 0» •H Φ E Φ
lt\ O Φ 3 H
CM o Λί -ΡΟΗ I m h o φ
H 3 3 G Φ LT\ H
CO -H -H 3 Φ [> φ O CQ -P τ-a φ 0 3 irt G irt CO -ra ;3
CQ O p * p rH
H ft -p 3 :3 3 3 H
> H G ·<-* -P G :3
P VO H CO -h E
G G G G 3 G :3 P φ^ ® G O :3 3 o p
G O 3 LTlLTN ΙΡι ΟΦ-Pg H-P-P
φ·-' co in o O m OO p 3 -P :3 co-p-h· -P cq ... . ·· P P 3 P -η3φ3 ' co h ·· tr- tr- cm rm tn o H H 3 p ρ v co
T- ΦΡΟ N 't > | N I ΙΛ 1Λ I φ CO 3 COCO CO
p >?p° ^ P S G ··
Φ H Φ > O H p i—I Φ O
TpooLfv :3cQ30p3(uo p Pm p cm ppoppid P r—I 3 3 H 3 r~i o CO :3 P id O td ϋ :3 m rö H CO CO t- ft -Γ-3 T- p 3:3 P p 3 3 . p G S Μ3·Η+|·3·Ηβ·ω
•H H Ή H- HPPPPrp.G
E φ MCOPPCOPPEOH
op - · -H 3 co id G 3 :3 cm 3 Φ ΝΙΛ lANMlCitdinCM 3 Ρ3(0ΦΡ3Ρι-Ο G G «rtCQPQ-aJ-'rtW-Pffl-ai CO CO G ·· CQ P G -p ΦΦ cqP30p 333cq •HS Φ PPO gCMP-ΓΟτ-^φ G E 3 P 3 τ— ρ Φ H3Pinp.p«3:3
P T-f-r-CMO P H P H" CO " t) u m W
CO G T-T-CMr-·.... P 3 H t- p «HO CO -H
ΦΦ · ·· · CM CM t— t— t— O ft >1 OVOt>j φ φ l>> H CM CM CM CM'-' O* ^ ^ 3 S 3 ft Simo HP ·Η :3 ft G :3 ft G3
OP OOOOftftftftft H H o φ G H O +| P P
ft G H G Φ Φ H G 3 G
Φ '— '— OOOOi- :3 :3ftGH:3ft3ftO
G G:3 inininm····· -H Eoppgocopp
Φ OG · ·· · τ~ r- r~ r~ T· G :3co3P:3cocoHP
•1-3 ft:3 T- T-T- r-'-' Φ ppogpp**33 t>» S :3 P P I p φ ρ | O 3 POE <rt«aJ<ii<a!SSSSS CQP3c0GP3O3C0 P .¾ φ Φ G Φ o φ G P >>
Φ O G W'-^W'^'OO !>i i P ft id P O co H
p -h Φ in in in m · · H φ3ε φ tn p 3 » >3 PH · ·· .T-T- OG-P-HOGP^gPi^
:rt iH CCrOOOO ft -H G id P 3 3 P
id o o <rt<rt<rt<i<rt<3i ρ ·η ·η 3 3 rd ρ ΦΟ ftftftftOift ρ ι ρ 3 p f g H φ
3 CG E 1 POCOOPOOCOGH
G O Φ G P -H Φ G Φ Ρ :3 P
H -H GPH3>PPGP:3G
h Φ -H p<o3pGco3pp:3 p G 3PftPPPft3G-H:3 ΟΡΦ ΛΕΟΛΕΟφΕΕ
i O P HCMG-HHCMPG
i^pw O 3 » Φ 3 3 - co G Ρ P
h P Φ ιη>ΟΗ.3>ΟΦΦί3&3 HP >a
^ rH rH
3-3 O WftOWMOWnGS
g-lT'ft T— CM rOvp-LTi 19 64383 ra
I >5 ·* :d -P
-P :d :cö ro S Ό
TS -H -H
3 +> ft ^ ""N
d +5 ΝΛ ro, rns ra dd CTi-^-CMy-CO-'d- ’-(ΟΙΛ(}\ΙΛπθ1Αΰ'ΰτ)· -Φ ^ 00 •ι-cj ro cu ···.·· ··········« .·· d Θ CO G l>- in VD r* (Λ \C "5i-lAT-i-OC0LnrOC^<Mr- G o o -h in m io co r- m i cocomvjocrif-ir-r-irs^-co l i m tn m G :d S ftft f-i O ,y :d S ra d ^ ^ ro G :ro ro ro to rod Λί n o a) 't '-T-^^ffiNinoOf-ioco toc^-ro -p -γ-d G ono^oior— c-cotoiOTj-coointomio Ο'Φγο G G :d T- i- m to \o m c·- lt\ cm en to tn r- e- lt\ **· νοιοιη ro r-i g to to to ^ m i ^^•curo^^-^^cMto·^· i ir-r-τ- M ω rod d G -p G ^ ^ ^ rad d to ro to >>?» > σι tn f- co ro toNNNrf.ororototo cM-^j-to "d-H -h o CT' o lt\ o n t> ^ im to o n in σι in ro en n- xi ro d tn n ro tn tn f- ^inoini^roNrot-co^ vo -φ p-i -p >cj in m in n tn 4· I ιηιη'ψιηιηιηιηιη'ΦΜ-ιη I ι·^-^·^· ho 0 - njhtototnioi-niiomm^t-or-^^roinin ^ .....................
•h-h -«tf- ·<- co to oot-^oonincoco^tTim^cDcno hG -P CM "p- f- n W r t— r— t— r- t— T— t— 1— t— fO tO •'M' +>
•H
rH |
O -H
O pH
S £d G -p g ro ro ro e— toto t-t-t-t- ro ro -H ·<ί· ^ CM rt-Tj- -^-^-^-10 •H-H-h ooo o oo oooo -PGB··· · · · · ···· -P E-ι ro oooooooooooooooooooo
G
ro t g d d 0^40 'vOlOOvOVOvOlOOOtOO'^-OLOOOO ft,r*; ft roniinrororoniinroto^rointoniinin S -H ft ΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟτ-ΟΟΟΟΟ o -p d ················· ^ftÄ oooooooooooooooooooo o •h d -P -H VDlOOVOM3v£>lOOOtOOOJOLOOOOrO-<^-M3 M G VO CM LT\ VO VO VO CM ΙΟ VO to 00 LO to CM LO LO τ— τ- t— roid oooooooooooooooooooo ro*Hd ··············«····# ftOH oooooooooooooooooooo :d
•H
1 G r-C—r-t^-r-vO-^-^-^OOvOQOOOOmvtnvtnv S ro cOQOCDQOoocoin-c^f-LnLrNT-ooooomNrfttft
H-P OOOOOOOOOOO^-T-r-r-^-^oOO
ora ······..····....····
ft ro OOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
• iH
ft G
a i d o -h ro _
,ΪΜΗ pq«pqpqpqpqpqpqpqpq<ij<ipqpqppcqpqpqrqpq, i M O M -H -H
M -P I G
M >>«
O d pH -P
G4 ro O ra ^ CG ft ro
rH I
G ro o •'d- »j- d o -n o^-nJinH-inrot^comOT-NinH-inrof-cocriO^nj eh iG d ntninicMNninjnicMciitnmmintnintntnin.nrhH-H· 20 64383
Taulukon III huomautukset: 1) Yhdysrakennekokeissa käytetyt käsittelyliuokset sisälsivät 0,5 paino-% polyesterisilaania vedessä.
2) näytteet upotettiin kiehuvaan veteen 24 tunniksi ennen kokeilua 3) Ei määritetty 4) Vertailukoeajoissa käytettiin ainoastaan polyesteriä, mutta ei mitään silaania kiinnitarttumista edistävänä aineena.
Tässä taulukossa III esitetyt tulokset osoittavat, että keksinnön mukaisilla polyesterisilaaneilla (koeajot 20...38) saadaan lasikankaan ja hartsin yhdysrakenteilla ylivoimaisia taivutuslujuuden koetuloksia, jolloin taivutuslujuuskokeet suoritettiin sekä kuivilla että märiilä koekappaleilla. Niinpä keksinnön mukaisia tuotteita käyttäen suoritetuissa koeajoissa saatiin kuivan koekappaleen taivutuslujuuksia, jotka olivat arvosta 4746 kp/cm koeajossa 25 arvoon 5901 kp/cm koeajossa 24, kun taas vertailukoeajoissa, joissa käytettiin ainoastaan reagoimattomia polyestereitä eikä mitään silaania kiinnitarttumista edistävinä aineina, saatiin kuivan tuotteen taivutuslujuuksia, jotka olivat arvosta 4403 kp/cm koeajossa 42 arvoon 4662 kp/cm koeajossa 40. Kokeiltaessa märkiä koekappaleita saatiin keksinnön mukaisia tuotteita käyttäen koeajoissa taivutuslujuuksia, jotka olivat arvosta 2534 ko/cm^ koeajossa 29 arvoon 4949 kp/cm koeajossa 32, kun taas märkien koekappaleiden vertailukoeajoissa saavutettiin taivutuslujuuksia, jotka olivat arvosta 1533 kp/cm koeajossa 42 arvoon 1603 kp/cm koeajossa 40. Keksinnön mukaisia kiinnitarttumista edistäviä aineita, käytettäessä todettiin myös näiden aineiden pysyvän yhdysrakenteissa suuremmin määrin eli rajoissa 51,3...90,3%» kun taas vertailutuotteita käytettäessä pidätysmäärät olivat rajoissa 34,4...34,8%.
Koeajot 43 ja 44
Yritettiin toistaa US-patentissa 3.252.825 selitetty esimerkki 4.
Koska tässä patentissa ei ole mainittu esimerkin 4 mulkaisen polyesterin valmistuksessa käytettäviä reaktio-olosuhteita, suoritettiin kaksi eri koeajoa, jotta saataisiin valmistetuiksi polyestereitä, joiden polyme-roitumisaste oli suhteellisen suuri ja suhteellisen pieni. Koska tämän patentin esimerkissä 4 selitettyä silaania (alfa-aminopropyylitrietoksi-silaania) ei ole kaupan saatavissa, ja tämän alan ammattimiehet tuntevat sen erittäin epästabiiliksi, jos sitä voitaisiin valmistaa, käytettiin tämän esimerkin koeajoissa ganma-aminopropyylitrietoksisilaania. menetelmät olivat seuraavat: 21 64383
Koeajossa 43 sovellettu menetelmä
Kolmikaulaiseen kahden litran pulloon, jossa oli mekaaninen sekoitin, lämpömittari, laite typpikaasun käyttämiseksi suojakaasur.a ja Dean-Starke-mailinen vesiloukku, jonka yläpäässä oli vesilauhdutin, pantiin 212,24 g (2,0 moolia) dietyleeniglykolia, 148,11 g (1,0 moolia) ftaali-happoanhydridiä ja 98,06 g (1,0 moolia) maleiinihappoanhydridiä. Seosta hitaasti sekoittaen lisättiin katalysaattorina 0,2 paino-% (0,9^68 g) p-tolueenisulfonihappoa. Lämmitettiin 3...4 tuntia 200...225 °C:ssa, kunnes oli kerätty 9,0 g vettä. Tämän jälkeen reaktioseoksen annettiin jäähtyä huoneenlämpöön, jolloin havaittiin, että polyesteriseoksen viskositeetti oli erittäin suuri. Reaktioseokseen lisättiin 500 milli-litraa dietyylieetteriä. Seosta sekoitettiin .½tuntia huoneenlämmössä, jolloin havaittiin, että polyesteri-dietyylikerros erottui, kun sekoittaminen keskeytettiin. Seos lämmitettiin 70 °C:een, ja dietyylieetteri poistettiin ennen kuin lisättiin 200 g gamma-aminopropyylitrietoksi-silaania tiputussuppilon avulla, jolloin polyesteriä samalla sekoitettiin. Seoksen lämpötila pidettiin 70...80 °C:ssa tunnin ajan, minkä jälkeen seos jäähdytettiin huoneenlämpöön. Tällöin todettiin, että tuotteen viskositeetti oli hyvin suuri. Lisättiin 100 g etikkahappoa. Tuote ei liuennut veteen yhtä vähän ennen etikkahapon lisäämistä kun lisäämisen jälkeenkään.
Koeajossa 44 sovellettu menetelmä
Toistettiin koeajon 43 menetelmä käyttämällä samat määrät reaktiokompo-nentteja, jolloin reaktioseos lämmitettiin 135 °G:een, minkä jälkeen seoksen annettiin olla yli yön, ja tämän jälkeen lämmitettiin 200...
235 °C:een 7 tunnin aikana, kunnes veden kerääntyminen oli loppunut (27 g vettä). Tämän jälkeen reaktioseos jäähdytettiin huoneenlämpöön, ja lisättiin tiputtaen 500 ml dietyylieetteriä, jolloin seosta samalla sekoitettiin. Sen jälkeen, kun koko gamma-aninopropyylitrietoksisilaani-määrä, lukuunottamatta 25...30 g oli lisätty, hyytyi seos siten, että sen käsittely tuli mahdottomaksi. Lisättiin 100 g etikkahappoa, mutta tämä ei aiheuttanut polyesterigeeliin minkäänlaista muuttumista.
Koeajossa 43, jossa käytettiin polyesteriä, jonka polymeroitumisaste oli suhteellisen pieni, antoi tulokseksi polyesterin, joka ei liuennut dietyylieetteriin, vaikka sitä oli yritetty modifioida. Tämä liukene-mattonuus osoittaa, että sitä ei voida käyttää vesikäsittelyaineena.
22 64 38 3
Koeajossa 44, jossa käytettiin polyesteriä, jonka polymeroitumisaste oli suhteellisen suuri, antoi tulokseksi hyytyneen polyesterisilaani-tuotteen, jota ei myöskään voida käyttää käsittelyaineena.
Esimerkki 3
Polyesterin D ketjua pidennettiin tolueeni-di-isosyanaatin avulla soveltamalla edellä selitettyä menetelmää D. Valmistettiin polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaania soveltamalla Michael-additioreaktiota siten, että silaani D liitettiin "pidennettyyn" polyesteriin B käyttämällä menetelmää B. Kokeiltiin menetelmää E soveltaen hartsin ja lasikuitu-hahtuvien laminaattia käyttämällä "pidennettyä" polyesterisilaania kiinnitarttumista edistävänä aineena. Lisäksi suoritettiin soveltamalla menetelmää E koe, jossa tutkittiin polyesteri-aminoalkyylialkoksi-silaanin soveltuvuutta lasihahtuvien käsittelyaineena. Tulokset on esitetty taulukon IV koeajon 45 kohdalla. Vertailukoeajoissa 46 ja 47 käytettiin reaktioseoksinä silaanin B ja "pidentämättömän" polyesterin B Michael-additioreaktion tuloksena saatua tuotetta.
Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa IV:
Taulukko IV
p
Koe- Reaktiokomponentit Taivutuslujuus, kp/mm ajo Polyesteri Silaani Kuiva Märkä*' Pidätysmäärä % 45 B1 3 82604^ 61604) 74.64 462 B B 77ΟΟ5) 59505) 77.35 472 B B 79106) 52506) 66.46 1) Menetelmän B mukaan valmistettu "pidennetty" polyesteri 2) Vertailukoeajot 3) Näytteet upotettiin kiehuvaan veteen 24 tunniksi ennen koetta 4) Määritettiin käyttämällä käsittelyssä polyesterisilaanin 1 paino-90 vesiliuosta 5) Määritettiin käyttämällä käsittelyssä polyesterisilaanin 0,5 paino-'/o vesiliuosta 6) Määritettiin käyttämällä käsittelyssä polyesterisilaanin 1,0 paino-% vesiliuosta
Taulukossa IV näytetyt tulokset osoittavat, että koeajon 45 mukaisella "pidennetyllä" polyesterisilaanilia saadaan yhdysrakenne, jolla on 23 64383 suurempi taivutuslujuus sekä märkänä että kuivana kuin yhdysrakenteella, jota on käsitelty vertailukoeajojen 46 ja 4-7 mukaisilla "pidentämättö·^ millä" polyesterisilaaneilla. Nämä tulokset osoittavat, että on olemassa polyesterisiläänin valmistuksessa käytetyn polyesterin suuremman molekyylipainon ja kiinnitarttumista edistävän polyesterisilaanin suuremman tehokkuuden välisen suora suhde.
Esimerkki 4
Jotta voitaisiin kokeilla keksinnön mukaisten polyesterisilaanien tehokkuutta vollastoniitin ja polyesterihartsin välistä kiinnitarttumista edistävänä aineena, valmistettiin polyesterihartsin ja vollastoniitin yhdysrakenne seuraavasti: lisättiin 2 g tislattua vettä 16 gjaan 25 paino-prosenttista liuosta, jossa oli polyesteri B ja silaanin B Michael-additioreaktiotuotetta liuottimessa I, jolloin sekoitettiin 5 minuuttia. Saatu seos lisättiin 4-00 g: aan vollastoniittia ja sekoitettiin 30 minuuttia tärymyllyssä käsitellyn täytteen valmistamiseksi. Täten käsitelty täyte pantiin kuivausastiaan ja kuivattiin 60 minuuttia 105 °C:ssa tuuletetussa kuivausk aapi s s a.
Valmistettiin hartsiseos, jossa oli 2200 osaa polyesteriä A, 220 osaa styreenimonomeeriä ja 22 osaa katalysaattoria 1. 200 g tätä seosta pantiin ruostumatonta terästä olevaan maljaan, joka pantiin Ho oart-sekoittimeen, jossa oli taikinanvatkauskoxikku. Maljaan lisättiin kohtuullisesti sekoittaen 300 g polyesterisilaanilla käsiteltyä vollastoniittia, ja sekoittamista jatkettiin noin 25 minuuttia, kunnes muodostunut hartsin ja täytteen seos oli konsistenssiltaan tasaista.
Hartsin ja täyteaineen seos valettiin noin 20,5 x 20,5 x 0,38 cm kokoisessa kromilla pinnoitettuun muottiin 30 minuutiksi 100 °C:ssa ja 48 tonnin paineessa käyttämällä "Mylar"-irroitusainetta. Muodostunut yhdysrakenne jäähdytettiin huoneenlämpöön paineenaiaisena kieroutumisen estämiseksi.
Vertailun vuoksi valmistettiin edellä esitettyä menetelmää soveltaen polyesterihartsin ja vollastoniitin yhdysrakenne, jolloin 300 g edellä käytettyä käsiteltyä vollastoniittia korvattiin 300 g:11a käsittelemätöntä täyteainetta.

Claims (12)

24 64383 Polyester ihartsin ja polyesterisilaanilla käsitellyn vollastoniitin muodostaman yhdysrakenteen alkuperäinen taivutuslujuus oli 1106 kp/cm2 ja vedessä tapahtuneen vanhentamisen käsittelyn jälkeen oli taivutuslujuus 630 kp/cn\2, kun taas polyester ihartsin ja käsittelemättömän vollastoni it in yhdysrakenteen alkuperäinen taivutus-lujuus oli 966 kp/cm2 ja taivutuslujuus kostuttanisen jälkeen oli 476 kp/cm2 normin ARTM-D-790-71 mukaan.
1. Polyester i-am i noal ky yl ialkoks is ilaani-polymeer i , joka on käyttökelpoinen lasin pinnoitteena ja kiinnitarttumista edistävänä aineena ja jonka molekyylipaino on vähintään 1000, tunnettu siitä, että siinä on seuraavan kaavan (I) mukaisia yksiköitä °j Γ Ί ^ Ί Γ Ί
0 C" 0 0 0 0 -IcCH-CHci- -LORD J. J-CCHgCHC X (I) JaL JbL JdL NH(CH2CH2!lH)y(CH2)vSiX(?.z)Je R'Z jossa kaavassa R tarkoittaa kaksiarvoista hii1ivetyradikaalia , R' tarkoittaa yksiarvoista alkyyli-, aryyli- tai aralkyyliryhmää, X tarkoittaa yksiarvoista alkoksiryhmää, y on 0 tai 1, v on kokonaisluku 1...6, z on 0, 1 tai 2, a on 0 tai rajoissa 0,004...0,6 oleva moolifraktio, ja b, d ja e ovat rajoissa noin 0,004...0,6 olevia moolifraktioita, edellyttäen, että d on suurempi, yhtä suuri tai hiukan pienempi kuin a + b + e.
2. Menetelmä polyesteri-aminoalkyylialkoksisilaanin valmistamiseksi Kichael-additioreaktion avulla, tunnettu siitä, että saatetaan reagoimaan keskenään A. tyydyttämätön konjugoitunut polyesteri, jonka molekyylipaino on vähintään 1000 ja jossa on kaavan (II) mukaisia yksiköitä, r. fl Γ: il Γ 1 C - CCH-CHC -L 0R0 -- (H) Ja*- b - -1 d 25 6 4 3 83 jossa kaavassa R tarkoittaa kaksiarvoista hi ilivetyradikaalia, a on 0 tai rajoissa 0,004...0,6 oleva moolifraktio, ja b ja d ovat rajoissa noin 0,00 4...0,6 olevia moolifraktloi ta, joka polyesteri Haluttaessa on saatettu reagoimaan orgaanisen di-isosyanaatin avulla ketjustaan pidennetyn tyydyttämättömän konjugoituneen polyesterin muodostamiseksi, jonka molekyylipaino on vähintään 5000, ja B. seuraavan kaavan mukainen aminoalkyylialkoksisilaani R' I z K 2N (CH2CI12NH) y (CH 2) VS i x ( 3 - z} (III) jossa kaavassa R' tarkoittaa yksiarvoista alkyyli-, aryvli- tai aralkyyliryhmää, X tarkoittaa yksiarvoista alkoksiryhmää, y on 0 tai 1, v on kokonaisluku 1...6 ja z on 0, 1 tai 2, noin 0...235 °C:ssa polyester i-aminoalkyylialkoksisi läänin valmistamiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunne t t u siitä, että polyesteri-aminoalkyylialkoksisilääni saatetaan reagoimaan veden kanssa tämän poly es t e r i-am. i noal k yy 1 ia 1 kok s i s i 1 aan i n nydrolysaatin muodostamiseksi.
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n n e t t u siitä, että tyydyttämättömän konjugoituneen polyesterin mol ekyyl. i-paino on vähintään 2000.
5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n n e t i u siitä, että tyydyttämättömän konjugoituneen polyesterin molekyyli-paino on vähintään 4000.
6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aminoalkyylialkoksisilaani on gamma-am inopr opyy l i t r i -etoksisilaani.
7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aminoalkyylialkoksisilaanina on N-beta-(aminoetvyli)~ gamma-amino-propyylitr imetoksisiiaani.
8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n n e t t u silti, että orgaanisena di-isosyanaattina on tolueeni-d1-isosyanaatti. 26 64383
9. Polyesteri-aminoalkyylialkoksis liaanin käyttö epäorgaanisten piipitoisten materiaalien saattamiseksi sopeutumaan ja tarttumaan kiinni orgaanisiin hartseihin, tunnettu siitä, että pinnoitetaan tämän epäorgaanisen piipitoisen materiaalin pinta ennen sen yhdistämistä orgaaniseen hartsiin tai yhdistämisen aikana polyester i-aminoalkyylialkoksisilaani-polymeerillä, jonka molekyylipa i no on suurempi kuin 1000, ja jossa on kaavan (I) mukaisia yksiköitä ° 8» o o 0 0 --C-CCH*CHC-- - 0R0 -- ..CCH2CHC -- (!) . W J a L J b L J d L M(CH2CH2NH)y(CH2)vSiX(5.z) Je R'z jossa kaavassa R tarkoittaa kaksiarvoista hi i 1 ivetyr ad ikaal ia , R' tarkoittaa yksiarvoista alkyyli-, aryyli- tai aralkyyliryhmää, X tarkoittaa yksiarvoista alkoksiryhmää, y on 0 tai 1, v on kokonaisluku 1...6, z on 0 , 1 tai 2, a on 0 tai rajoissa 0,004...0,6 oleva moolifraktio, ja b, d ja e ovat rajoissa noin 0,004...0,6 olevia moolifraktioita, edellyttäen, että d on suurempi, yhtä suuri tai hiukan pienempi kuin a + b + e.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että epäorgaanisena piipitoisena materiaalina ovat lasikuidut.
11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että epäorgaanisena piipitoisena materiaalina on lasikangas.
12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että epäorgaanisena piipitoisena materiaalina on vollastoniitti.
FI782062A 1977-07-05 1978-06-28 Polyester-aminoalkylalkoxisilan foerfarande foer dess framstaellning och dess anvaendning som oeverdrag och adhesionsfoerbaettrande medel foer glas FI64383C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81307477 1977-07-05
US05/813,074 US4122074A (en) 1977-07-05 1977-07-05 Polyester aminoalkylalkoxysilanes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI782062A FI782062A (fi) 1979-01-06
FI64383B true FI64383B (fi) 1983-07-29
FI64383C FI64383C (fi) 1983-11-10

Family

ID=25211390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI782062A FI64383C (fi) 1977-07-05 1978-06-28 Polyester-aminoalkylalkoxisilan foerfarande foer dess framstaellning och dess anvaendning som oeverdrag och adhesionsfoerbaettrande medel foer glas

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4122074A (fi)
BE (1) BE868721A (fi)
CA (1) CA1110386A (fi)
DE (1) DE2829394C2 (fi)
FI (1) FI64383C (fi)
FR (1) FR2396778B1 (fi)
GB (1) GB2000792B (fi)
IT (1) IT1096967B (fi)
NL (1) NL185934C (fi)
NO (1) NO151624C (fi)
SE (1) SE428696B (fi)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4370439A (en) * 1979-03-22 1983-01-25 Ppg Industries, Inc. Method of preparing a sizing composition for treating glass fibers
US4273694A (en) * 1980-04-01 1981-06-16 Union Carbide Corporation Certain acid salts of polyester aminoorganosilanes
US4340520A (en) * 1980-06-27 1982-07-20 Union Carbide Corporation Polyester aminoorganosilane salt/polyalkylene oxide compositions for improved glass fiber treatment
CS224616B2 (cs) * 1980-06-27 1984-01-16 Union Carbide Corp Upravovači prostředek vhodný pro úpravu skleněných vláken
US4340524A (en) * 1980-06-30 1982-07-20 Union Carbide Corporation Water-resistant latex sealants
US4370157A (en) * 1981-03-09 1983-01-25 Ppg Industries, Inc. Stable sizing compositions used during forming of glass fibers and resulting fiber
US4396681A (en) * 1981-06-10 1983-08-02 Essex Chemical Corporation Process for coating one pot moisture curable coating composition onto non-porous substrate and article
US4429082A (en) 1982-05-10 1984-01-31 Ppg Industries, Inc. Film-forming resins containing alkoxy silane groups
US4430486A (en) 1982-11-29 1984-02-07 Ppg Industries, Inc. Film-forming urethane resins containing alkoxy silane groups and acrylyl groups
GB8301374D0 (en) * 1983-01-19 1983-02-23 Dow Corning Ltd Siloxane-polyester compositions
US4468492A (en) * 1983-07-15 1984-08-28 Ppg Industries, Inc. Polymeric organo functional silanes as reactive modifying materials
US4596737A (en) * 1985-07-23 1986-06-24 Manville Corporation Method for the treatment and production of glass fiber mats
DE3626057A1 (de) * 1986-08-01 1988-02-04 Quarzwerke Gmbh Als waessrige kunstharzdispersionen vorliegende lacke oder grundierungen mit einem mineralischen fuellstoff
US4876039A (en) * 1986-11-04 1989-10-24 Dow Corning Corporation Process for preparing silicone microparticles cured by a Michael addition reaction
US4698406A (en) * 1986-11-04 1987-10-06 Dow Corning Corporation Curable organopolysiloxane composition
US4962177A (en) * 1988-04-04 1990-10-09 Dow Corning Corporation Aminofunctional organosilicon optical brighteners
US5230959A (en) 1989-03-20 1993-07-27 Weyerhaeuser Company Coated fiber product with adhered super absorbent particles
US5091465A (en) * 1989-12-13 1992-02-25 Union Carbide Chemicals And Plastics Company, Inc. Glass fiber size
US5354829A (en) * 1992-06-30 1994-10-11 Ppg Industries, Inc. Silylated polyamine polymers and a method of treating fibers
US5616757A (en) * 1993-04-08 1997-04-01 Bausch & Lomb Incorporated Organosilicon-containing materials useful for biomedical devices
GB2323599A (en) * 1997-03-18 1998-09-30 Courtaulds Plc Compositions curable by a Michael reaction
US5891942A (en) * 1997-05-01 1999-04-06 Fibre Glass-Evercoat Company, Inc. Coating composition with improved water and mar resistance
US5948927A (en) * 1998-04-01 1999-09-07 Witco Corporation Bis-silyl tertiary amines
WO2000047588A1 (de) * 1999-02-09 2000-08-17 Cognis Deutschland Gmbh Aminosilanester
US6579616B1 (en) * 1999-03-30 2003-06-17 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. String binders
US6228496B1 (en) 1999-05-26 2001-05-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Sizing composition for glass fibers
DE10242265A1 (de) * 2002-09-12 2004-03-25 Degussa Ag Haftungsverbessernder Zusatz aus einem ungesättigten, amorphen Polyester
DE102005023107A1 (de) * 2005-05-13 2006-11-16 Basf Ag Modifizierte Polyamine
US7781493B2 (en) 2005-06-20 2010-08-24 Dow Global Technologies Inc. Protective coating for window glass
US7939161B2 (en) * 2006-12-19 2011-05-10 Dow Global Technologies Llc Encapsulated panel assemblies and methods for making same
MX2009006626A (es) * 2006-12-19 2009-06-30 Dow Global Technologies Inc Aditivos activadors de adhesion y metodos para mejorar composiciones de recubrimiento.
EP2122638B1 (en) * 2006-12-19 2012-11-07 Dow Global Technologies LLC Improved composites and methods for conductive transparent substrates
RU2714922C2 (ru) * 2013-12-12 2020-02-21 Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк Аминосилановый промотор адгезии, предназначенный для уретановой системы
CN116987264B (zh) * 2023-07-13 2024-02-27 山东星顺新材料有限公司 一种聚氨基酰胺硅烷偶联剂及其制备方法和应用、粘接剂

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2931739A (en) * 1956-10-08 1960-04-05 Owens Corning Fiberglass Corp Plastics and laminates formed of glass fibers and epoxy resins
US3252825A (en) * 1959-09-14 1966-05-24 Owens Corning Fiberglass Corp Process of coating glass fibers with hydrolyzed condensation product of amino silane and copolymerizable monomer
GB1278777A (en) * 1968-07-16 1972-06-21 Fibreglass Ltd Improvements in or relating to sizes for glass fibres
US3674724A (en) * 1970-04-27 1972-07-04 Owens Corning Fiberglass Corp Polyester reinforced elastomers
US3658571A (en) * 1970-04-29 1972-04-25 Owens Corning Fiberglass Corp Glass fiber reinforced elastomers
US3728146A (en) * 1971-03-22 1973-04-17 Owens Corning Fiberglass Corp Glass fiber reinforced elastomers
US3837892A (en) * 1972-01-28 1974-09-24 Owens Corning Fiberglass Corp Glass fiber reinforced elastomers

Also Published As

Publication number Publication date
IT7825312A0 (it) 1978-07-04
US4122074A (en) 1978-10-24
DE2829394C2 (de) 1982-08-26
DE2829394A1 (de) 1979-01-11
GB2000792A (en) 1979-01-17
NO151624C (no) 1985-05-08
FR2396778B1 (fr) 1985-05-31
GB2000792B (en) 1982-06-16
FI64383C (fi) 1983-11-10
NL7807260A (nl) 1979-01-09
IT1096967B (it) 1985-08-26
NO782335L (no) 1979-01-08
NO151624B (no) 1985-01-28
BE868721A (fr) 1979-01-04
FR2396778A1 (fr) 1979-02-02
NL185934C (nl) 1990-08-16
SE7807543L (sv) 1979-01-06
FI782062A (fi) 1979-01-06
CA1110386A (en) 1981-10-06
SE428696B (sv) 1983-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI64383B (fi) Polyester-aminoalkylalkoxisilan foerfarande foer dess framstaellning och dess anvaendning som oeverdrag och adhesionsfoerbaettrande medel foer glas
US4163073A (en) Process for treating inorganic siliceous surfaces
JP2925380B2 (ja) 潜在性カルバメートシリコンカツプリング剤、及びその製造法及び使用
AU2001285758B2 (en) Binder for mineral wool products
KR100769743B1 (ko) 이미도실란 조성물
KR900008464B1 (ko) 폴리에테르의 제조방법 및 폴리에테르를 이용한 실온 경화성 조성물
US6270897B1 (en) Coupling-agent system for composite fibers
US5371165A (en) Organopolysiloxane compositions which cross-link to give elastomers
JPS5837054A (ja) ヒドロキシシリル有機ポリシロキサンに基づく無溶剤組成物並びに有機鉄及びジルコニウム誘導体により触媒されるポリアルコキシシリル基を含有する架橋剤並びにアスベスト又はセルロ−ス誘導体又は合成誘導体に基づく材料を被覆若しくは含浸させるための組成物の使用
Bhosale et al. Synthesis and characterization of castor oil based hybrid polymers and their polyurethane–urea/silica coatings
Yan et al. Synthesis and characterization of novel fluorinated siloxane star-like copolymer with short perfluoroalkyl chain and used for modification the epoxy resin
EP0432748B1 (en) Glass fiber size
US5668212A (en) Aqueous organosiloxane liquid composition and its use
EP0136680A2 (en) Novel fatty ethenoid acylaminoorganosilicon compounds and their use as a coupling agent
EP0567969A1 (en) Curable fluorosilicone resin composition
KR20130071378A (ko) 산 무수물기 함유 오르가노실록산 및 그의 제조 방법
US5880227A (en) Curable oil-and water-repellent silicone composition
AU2004299305A1 (en) Sized glass fibres with fast impregnation for the reinforcement of polymer materials
FI69089B (fi) Organiska polyesteramino-silansalter laempliga som adhesionspromotorer
JPS6232211B2 (fi)
US5126420A (en) Rtv organopolysiloxane compositions
JP5507423B2 (ja) イミドシラン化合物
JPH0224851B2 (fi)
JPS6123626A (ja) ポリエステルアミノアルキルアルコキシシラン、その製造方法及びその使用
Hong Improvements in impact resistance of glass fibre-reinforced plastics.

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: UNION CARBIDE CORP