JPH07206926A - 付着改善剤およびイミドアミンの製造方法 - Google Patents
付着改善剤およびイミドアミンの製造方法Info
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- JPH07206926A JPH07206926A JP6309337A JP30933794A JPH07206926A JP H07206926 A JPH07206926 A JP H07206926A JP 6309337 A JP6309337 A JP 6309337A JP 30933794 A JP30933794 A JP 30933794A JP H07206926 A JPH07206926 A JP H07206926A
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Abstract
良好な付着を提供し、プラスチゾルの加工性および流動
挙動に良好な影響を与え、熱的に安定でありかつプラス
チゾルの色にあまり悪い影響を与えず、かつ調節可能な
特性と共に再現可能に製造することができる付着助剤を
提供する 【構成】 1箇所不飽和のカルボン酸またはその誘導体
およびエチレン性不飽和化合物からなるコポリマーなら
びにポリアミンをベースとするアミドアミン、イミドア
ミンおよびエステルアミンを含有する付着改善剤
Description
はその誘導体およびエチレン性不飽和化合物、特にα−
オレフィンからなるコポリマーのアミドアミン、イミド
アミンまたはエステルアミンからなる付着改善剤に関す
る。
「adhesion promotor」といわれる)は、特にいわゆる
プラスチゾル中で使用される。これは軟化剤中の粉末状
の微細分散のポリマーのペースト状の分散物である。ポ
リマーとして特にポリビニルクロリド、ポリビニルクロ
リドコポリマーおよびポリアルキレンメタクリレートが
挙げられる。
ため、材料の接着および封止のため、腐食および石の衝
撃に対する保護のため、ここでは特に自動車の組立にお
いて多様な種類の金属表面上に塗布することにより使用
される。プラスチゾルはそれ自体かなり弱い付着力を有
しており、この付着力は今日の高い要求に応じていな
い。たとえば、保護層の塗布後に特定の箇所との付着が
不十分であるかまたは保護層が時間の経過において機械
的な応力により緩んだ場合、金属は急速に腐食してしま
う。
は接着層が設けることができ、このことが一連の欠点に
関連する。プラスチゾルに付着改善剤または付着助剤を
添加することがより有利であり、それによりプラスチゾ
ル混合物はそれ自体より良好に付着する。
る前にプラスチゾル中に混入される付着改善剤は、付着
を改善すべきであるばかりではなく、プラスチゾルの加
工性の改善のためにも関与すべきであり、さらにこの改
善剤は、被覆の焼付けの際に不所望な変色を生じないよ
うに熱安定性であるべきである。さらに、この付着改善
剤は、できる限り低い焼付け温度でおよびできる限り短
い焼付け時間ですませることができるのが好ましい。さ
らに、この付着改善剤はこの目的ならびに他の目的をで
きる限り少ない使用量で達成されるように効率的である
のが好ましい。
明細書および専門雑誌文献に記載されている大抵の付着
改善剤は、重合した不飽和脂肪酸およびポリアミンをベ
ースとして製造されている。重合した脂肪酸およびアミ
ンの縮合により交互重合体構造を有するいわゆるポリア
ミノアミドが生じる。
ーおよびトリマーの割合を変化させるか、その他の方法
で、たとえば他のアミンの使用により化学的構造を変化
させることで、この特別な目的のために使用されるポリ
アミノアミドの製造を改善する試みは足りなくなかっ
た。
重合した脂肪酸および複素環式アミン1.0〜2.2当
量をベースとする付着改善剤が記載されているヨーロッ
パ特許出願第171850号明細書、またはポリアミノ
アミドの構成のためにポリアルキレンポリアミンとN−
アミノアルキルピペラジンとの混合物を使用することが
開示されているヨーロッパ特許出願第378205号明
細書が引用される。
然の生成物である。同様にこのポリアミノアミドの製造
も常に支配することはできない。
しばしば必要な安定性を欠いており、頻繁に重合もしく
は縮合の際に制御不能な反応進行を引き起し、その結
果、さらに加工することができる特定の分子量のポリマ
ーを構成することができないという欠点を有する。付着
および色の安定性は部分的に不所望なままである。
学的に正確に定義された化合物から構成するためにかな
りの安全性と共に再現可能に製造することができる完全
に合成された付着改善剤を構成することも試みられた。
カナダ国特許出願第2035538号明細書には、脂肪
族のオレフィン系不飽和化合物および無水物のコポリマ
ーの付着改善剤が記載されている。脂肪族不飽和化合物
はα−オレフィンでもあり、無水物は無水マレイン酸で
あることができる。しかし、この特許出願に記載された
付着改善剤は、ポリアミンおよび重合した脂肪酸をベー
スとする付着助剤と比較して、付着能力の改善に関して
なお不十分である。
かかわらず、改善された特性、たとえば付着媒介能力、
有効性、熱安定性、色の安定性、加工性ならびに有利な
製造方法を有する付着改善剤の必要性が生じている。
かな使用量で穏和な焼付け条件ですでに良好な付着を提
供し、プラスチゾルの加工性および流動挙動に良好な影
響を与え、熱的に安定でありかつプラスチゾルの色にあ
まり悪い影響を与えず、かつ調節可能な特性と共に再現
可能に製造することができる付着助剤を提供することで
あった。
ルボン酸またはその誘導体およびエチレン性の不飽和化
合物からのコポリマーのアミドアミン、イミドアミンま
たはエステルアミンの使用により解決された。エチレン
性の不飽和化合物は、有利にα−β−不飽和化合物であ
り、これは有利に疎水性である。α−オレフィン、ビニ
ルエーテルおよびアリルエーテルが特に適しており、ス
チレンも使用することができる。ポリアミンは有利に1
個以上の第1級アミノ基を有している。
体からなるコポリマーの構成のために使用されるエチレ
ン性不飽和化合物とは、α−β−不飽和化合物である。
この化合物は有利に疎水性であり、つまりβ−位置で疎
水基を有する。α−オレフィンを使用するのが有利であ
る。同様にビニルエーテル、たとえばビニルオクタデシ
ルエーテル、ならびに相応するアリルエーテル、さらに
スチレンを使用することも特に適している。
フィンからなるコポリマーが特に有利である。マレイン
酸、無水マレイン酸およびフマル酸およびα−オレフィ
ンからなるコポリマーが有利に使用される。アクリル
酸、メタクリル酸およびこれらのエステルおよびα−オ
レフィンをベースとするコポリマーも著しく有利であ
る。
ドアミン、イミドアミンおよびエステルアミンは、次の
式により表すことができる:
0;R1=C6〜C22アルキル;R2=H、CH3;R3=
HまたはC1〜C3アルキルおよびR4は2〜14個の炭
素原子を有し、1個以上のアミノ基を有する炭化水素基
であるか、またはR3およびR4はアミド窒素原子と一緒
にピペラジン環を形成する];
0; R1=C8〜C22アルキル R2は2〜14個の炭素原子を有し、1個以上のアミノ
基を有する炭化水素基を表す];
0; R1=C8〜C22アルキル、R2=H、CH3 A=−OCH2CH(OH)−CH2− R3およびR4もしくはR3+R4は例1に記載したと同様
のものを表す]。
善剤として使用することができるイミドアミンの製造方
法である。
オレフィンおよび不飽和ジカルボン酸もしくはその無水
物からなるコポリマーを、まずアルコールと反応させ、
得られたポリマーのエステルをポリアミンと反応させる
ことによりイミドアミンにすることにある。このイミド
は有利にインサイトゥ(in situ)で形成される。
ような方法で行うことができる。まず、コポリマーを公
知の方法で、エチレン性不飽和化合物、特に、α−オレ
フィンおよび不飽和ジカルボン酸もしくは不飽和カルボ
ン酸の無水物から製造する。α−オレフィンとして、特
に10〜24個の炭素原子を有するオレフィンが有利で
ある。10よりも少ないかまたは24よりも多い炭素原
子を有するα−オレフィン、たとえば1−ヘキセンまた
は30個の炭素原子を有するα−オレフィンも使用する
ことができる。α−オレフィンの混合物または留分も適
している。
して、特にマレイン酸が適している。
えばブタノール、イソオクタノールまたはベンジルアル
コールと反応させて相応するエステルにし、その後、ポ
リアミンをさらに添加することによりイミドに変換す
る。
生成物を生じることが特に意想外であった。この場合、
コポリマーの無水物もしくはコポリマーの酸の直接反応
がしばしば観察されることがあるゲル形成が生じないこ
とが特に有利である。
を極めて著しく上昇させ、このことが製造の場合に、特
に悪い混合性および悪い熱交換が、著しく非単一性の生
成物を生じさせるために大きな問題につながることがあ
る。
水物またはコポリマーの酸とポリアミンとの反応の際に
中間生成物として生じるアミド酸によって引き起される
可能性がある。
マーをベースとするポリマーのイミドアミンの製造は次
の実施例に記載される。
ールおよびN−アミノエチルピペラジンをベースとする
ポリマーのイミドアミン C14/16α−オレフィン1780g(8.7モル)を5
lのクイックフィットフラスコ(Quickfitkolben)に装
填し、N2で洗浄し、150℃に加熱した。引続き、撹
拌しながら250分間に無水マレイン酸(853g、
8.7モル)およびジ−t−ブチルペルオキシド(34
ml)を10回で添加した。60分間の後反応の後、開
始剤の分解生成物を留去した(100mbar、150
℃、45分)。得られたポリマーはキシレン中50%の
溶液として40℃で53mm2/s(cSt)を生じ
た。
(0.223モル)を還流させながらキシレン73gお
よびイソオクタノール58.1g(0.446モル)に
溶かした。その後、N−アミノエチルピペラジン28.
8g(0.223モル)を、5分間の間約145℃で滴
加し、その際、連続的に水を取出した。さらに90分の
反応時間の後、水約4mlを取出した。その後、生成物
をジオクチルフタレート130g中に溶かし、溶剤およ
びアルコールを真空中で除去した(150℃、10mb
ar)。得られた約41%の溶液(222g)は25℃
で3400mm2/s(cSt)の粘度(ウッベロー
デ)を有していた。
体およびα−オレフィンのコポリマーは公知であり、通
常の重合方法により製造される。
分枝鎖の化合物、たとえばα−ヘキセン、α−オクテン
または高い分子量を有するオレフィン、たとえばα−ヘ
キサデセン等を使用することができる。10〜24個の
炭素原子を有するα−オレフィンを使用するのが有利で
ある。混合物および市販された留分も著しく適してい
る。
ボン酸またはその誘導体が使用される。本発明により使
用されるアミドアミンおよびエステルアミンの製造のた
めに、特に1箇所不飽和のモノカルボン酸、たとえばア
クリル酸、メタクリル酸、クロトン酸もしくはこれらの
メチルエステルおよびエチルエステルを使用するのが適
している。
成のために、第2のコモノマーとして1箇所不飽和のジ
カルボン酸もしくはその誘導体、特にその無水物が使用
される。ここでは特にマレイン酸、無水マレイン酸また
はフマル酸が挙げられる。
として、1箇所不飽和のモノカルボン酸のグリシジルエ
ステル、たとえばグリシジルメタクリレートが使用され
る。
utschland GmbH Duesseldorf社の市販名 Blemmer G ま
たは Roehm Gmbh Chemische Fabrik社、Darmstadt(ド
イツ連邦共和国)の市販名GMAにより市販されてい
る。
れる。この場合、アクリル酸、メタクリル酸またはこれ
らのメチル−またはエチルエステルのコポリマーからア
ミドアミンがアミノ基と酸−もしくはエステル官能基と
の反応により生じる。グリシジルアクリレートのコポリ
マーの場合に、アミノ基とエポキシ基との反応によりエ
ステルアミンが生じる。無水マレイン酸および類似の化
合物が組込まれているコポリマーの場合、第1級アミノ
基をイミドの形成下に反応させる。
付着が達成できることが本発明により可能であることは
意想外であった。この付着助剤は熱的に極めて安定で、
他の場合よりもわずかな程度でプラスチゾル色に影響す
る。この付着助剤は再現可能に製造することができる。
特に、付着助剤の目的の化学的構造により多様な使用目
的のために調製することも可能である。従って、顧客の
希望に従って特性を変えることができる。
に変えることができるために特に重要である。本発明に
より、それぞれ使用する軟化剤に特に良好に溶解する付
着助剤を使用することもできる。軟化剤不含の用途も可
能である。
ルクロリドまたはビニルクロリドのコポリマーをベース
として製造されているプラスチゾル中で可能であるだけ
ではない。この付着助剤はむしろ他のポリマーをベース
とするプラスチゾル中に使用することもできる。ここで
は特にポリアルキレンメタクリレートが挙げられる。
にC10〜C24の炭素数を有する長鎖α−オレフィン(も
しくはオレフィン留分)および不飽和(オレフィン性)
コモノマー、たとえばアクリル酸またはメタクリル酸も
しくはたとえばC1〜C4アルコールのアクリル酸エステ
ルまたはメタクリル酸エステル、またはグリシジルアク
リレートまたは−メタクリレートまたは不飽和コモノマ
ー、たとえばマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸も
しくはこれらのエステルからから構成される。これはモ
ノマーの塊状または溶液中での80〜200℃、有利に
100〜160℃でのラジカル共重合により製造され
る。このコポリマーの分子量は、一般に2000〜20
000、有利に3000〜10000の間にある。
数、およびコモノマーの種類に応じて粘性の液体から脆
い固体である。
コモノマー割合は有利に1/1〜1/2もしくはオレフ
ィン/アクリレートコポリマーについては1/1〜1/
4である。
アミン 第1の工程で製造されたコポリマーは、ポリアミンとの
反応により塊状の形でまたは溶剤中で反応される。たと
えば無水マレイン酸−コポリマーのイミド化は、たとえ
ば130〜180℃で溶剤、たとえばキシレン中で、反
応水を共沸除去しながら、相応するアミンと、1/0.
5〜1/5の無水物/アミンのモル割合で行い、その
際、第1級アミノ基を1個より多く含有するアミンの場
合、過剰のアミンが有利である。酸触媒、たとえばp−
TSAの使用がイミド形成を促進する。
化は150〜220℃で、溶液の形でまたは溶剤不含
で、エステルアルコールを分割しながら、かつ相応する
アミンを添加しながら1/1〜1/5のエステル/アミ
ンのモル比で行われる。
を有する化合物であると解される。
ン形成のための適当なポリアミンは、場合によりヘテロ
原子を含有する脂肪族ポリアミン、ポリオキシアルキレ
ンポリアミン、ポリアルキレンアミン、たとえばエチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテト
ラアミン、トリプロピレンテトラアミン、テトラエチレ
ンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサアミン、ヘキサ
メチレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、環
式脂肪族ポリアミン、たとえば3,3′−ジメチル−
4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタンおよびイソ
ホロンジアミンおよび複素環式ポリアミン、たとえばN
−アミノ−エチルピペラジンおよびキシリレンジアミン
である。
IIおよびIIIに記載したアミン基を有する基が誘導
される。
高温および/または低圧で揮発性成分、たとえば溶剤、
過剰量のアミン、アルコールおよび分解生成物を除去
し、得られたポリマーを場合により軟化剤もしくは溶剤
(たとえばジオクチルフタレート、ベンジルアルコー
ル、ジイソプロピルナフタリン)中に溶かされる。
された前記した方法により製造された付着助剤を、0.
1〜5重量%(総調製剤に対して)で通常のPVCプラ
スチゾル(微細分散ポリビニルクロリド、通常の軟化
剤、充填剤、添加物)に室温で添加した。
を有する)金属支持体上に塗布された本発明によるプラ
スチゾルを、通常の焼付け温度(90〜170℃;10
〜30分)により焼付けて強固に付着する被覆にした。
ノエチルピペラジンをベースとするポリマーのイミドア
ミン C14/16α−オレフィン1780g(8.7モル)をキ
シレン560gと一緒に5lのクイックフィットフラス
コ中に装填し、N2で洗浄し、140℃に加熱した。引
続き、撹拌しながら150分間で無水マレイン酸(85
3g、8.7モル)およびジ−t−ブチルペルオキシド
(43ml)を30回で添加した。
物、溶剤および遊離オレフィンを留去した(190℃、
25mbar)。こうして得られたポリマー(2500
g)は7500(GPC)分子量および91〜97℃の
融点を有していた。
(0.6モル)をキシレン300gに溶かし、N−アミ
ノエチルピペラジン85g(0.6モル)、キシレン1
60gおよびp−TSA1gの約140℃の熱い溶液に
添加し(60分)、その際、連続的に水をキシレン還流
で取出した。さらに120分の反応時間の後に、溶剤お
よび遊離アミンを除去し、残留するポリマーのイミドア
ミン(247g、Fp:40〜45℃)を150℃でジ
イソプロピルナフタリン370gに溶かした。得られた
40%の褐色の軽度に曇った溶液(生成物A)は25℃
で12000mm2/s(cSt)の動粘度(ウッベロ
ーデ)を有していた。
チルアミノプロピルアミンをベースとするポリマーのア
ミドアミン C14α−オレフィン785g(4モル)をキシレン10
00gと一緒に5lクイックフィットフラスコ中に装填
し、N2で洗浄し、100℃に加熱した。引続き撹拌し
ながら180分間で、メチルアクリレート689g(8
モル)および開始剤(t−ブチルペルオキシ−2−エチ
ルヘキサノエート)80mlからなる溶液を添加した。
60分の後反応の後に、開始剤の分解生成物、溶剤およ
び遊離オレフィンを留去した(200℃、25mba
r)。得られたポリマー(1150g)は4500(G
PC)の分子量および40℃で8800mm2/s(c
St)の動粘度を有していた。オレフィンとメチルアク
リレートとのモノマー割合は1:3.1であった。
9g(1モル)およびジメチルアミノプロピルアミン4
08g(4モル)を、1lのオートクレーブに入れ、撹
拌しながら180℃に加熱した。20hの反応時間の後
に、180℃で25mbarでメタノールおよび過剰量
のアミンを分離した。36〜37℃の溶融範囲を有する
室温で透明な得られたポリマー(229g)を、120
℃でジオクチルフタレート229g中に溶かした。得ら
れた50%の褐色の透明な溶液(生成物B)は40℃で
16000mm2/s(cSt)の動粘度(ウッベロー
デ)を有していた。
付着助剤溶液(生成物AまたはB)0.5g、1gおよ
び2gを添加した。
プラスチゾルは、付着助剤不含のプラスチゾル(ブラン
ク)およびポリアミノアミドのクラスからの対照生成物
と比較して、流動学的特性(降伏価、チキソトロピー、
構造粘度)、貯蔵安定性および焼付けられたコンパウン
ドの特性、たとえばKTL−板(タイプ:BASF Serie 7
628)上での付着性および付着助剤量の関数としてのコ
ンパウンドの変色(YI:黄色度指数)を調査した。
の通常のプラスチゾル調製剤およびKTL−板の他の代
表物を代表して記載される。
レード(10×2mm幅×高さ)を用いてストランドと
してKTL−板に塗布され、130℃および160℃で
20分の焼付け時間で硬化させた。60分間の冷却時間
の後に、手による付着性(スケール1〜4)および16
0℃での試料の黄色度指数を測定した。
容易に剥離が可能 2. わずかな付着、残留物なしの剥離が可能 3. 良好な付着、コンパウンドは剥離可能であるが、
部分的に支持体上に残留する 4. 最大の付着、コンパウンドは破壊せずには剥離不
可能 2) 160℃の焼付け温度で得られたコンパウンドの
DIN6167による 黄色度指数YI 3) ダイマー/トリマーの脂肪酸およびトリエチレン
テトラアミン(40%の溶液)をベースとするポリアミ
ノアミド この表は、コンパウンドのわずかな変色で、付着助剤A
およびB(付着助剤溶液0.5重量部が160℃の焼付
け温度で最大の付着を生じる)の高い効率を裏付けてい
る。
A)は、同じ使用濃度(1%、40%の溶液)での対照
生成物と比較して、焼付けの前に20℃で回転粘度計を
用いて貯蔵時間の関数として流動学的特性決定した(図
1、図2参照)。
剤Aは対照生成物と比較して、コンパウンド−チキソト
ロピーを減少させ、コンパウンド貯蔵安定性を改善す
る。
ラフ
グラフ
Claims (13)
- 【請求項1】 次の成分: a) 1箇所不飽和のカルボン酸またはその誘導体およ
びエチレン性不飽和化合物からなるコポリマー b) ポリアミン をベースとするアミドアミン、イミドアミンおよびエス
テルアミンからなる付着改善剤。 - 【請求項2】 ポリアミンが1個以上の第1級アミン基
を有している請求項1記載の付着改善剤。 - 【請求項3】 エチレン性不飽和化合物がα−β−不飽
和の疎水性の化合物である請求項1または2記載の付着
改善剤。 - 【請求項4】 α−β−不飽和の疎水性化合物がスチレ
ン、α−オレフィン、ビニルエーテルまたはアリルエー
テルである請求項3記載の付着改善剤。 - 【請求項5】 α−オレフィンが10〜24個の炭素原
子を有する請求項4記載の付着改善剤。 - 【請求項6】 1箇所不飽和のカルボン酸またはその誘
導体がアクリル酸、メタクリル酸もしくはこれらのメチ
ルエステルまたはエチルエステルである請求項1から5
までのいずれか1項記載の付着改善剤。 - 【請求項7】 マレイン酸、無水マレイン酸またはフマ
ル酸からなるコポリマーを使用する請求項1から5まで
のいずれか1項記載の付着改善剤。 - 【請求項8】 1箇所不飽和のカルボン酸の誘導体がグ
リシジルエステルである請求項1から5までのいずれか
1項記載の付着改善剤。 - 【請求項9】 ポリアミンがN−アミノエチルピペラジ
ンである請求項1から8までのいずれか1項記載の付着
改善剤。 - 【請求項10】 次の式: 【化1】 [式中、x=1;y=1〜4;n=5〜50; R1=C6〜C22アルキル R2=H、CH3;R3=HまたはC1〜C3アルキル;R4
は1個以上のアミノ基を有する2〜14個の炭素原子を
有する炭化水素基を表すか、またはR3およびR4はアミ
ド窒素と一緒にピペラジン環を形成する]; 【化2】 [式中、x=1;y=1〜2;n=5〜50; R1=C8〜C22アルキル R2は1つ以上のアミノ基を有する2〜14個の炭素原
子を有する炭化水素基を表す]; 【化3】 [式中、x=1;y=1〜4;n=5〜50; R1=C8〜C22アルキル、R2=H、CH3 A=−OCH2CH(OH)−CH2− R3およびR4もしくはR3+R4は式Iに記載したものを
表す]で示されるコポリマーを使用する請求項5記載の
付着改善剤。 - 【請求項11】 エチレン性不飽和化合物のコポリマー
を、まずアルコールと反応させ、得られたポリマーのエ
ステルを、1個以上の第1級アミノ基を有するポリアミ
ンとの反応によりイミドアミンに変換することを特徴と
するイミドアミンの製造方法。 - 【請求項12】 エチレン性不飽和化合物α−オレフィ
ンおよび不飽和ジカルボン酸もしくは不飽和ジカルボン
酸無水物のコポリマーを、まずアルコールと反応させ、
得られたポリマーのエステルを、1個以上の第1級アミ
ノ基を有するポリアミンとの反応によりイミドアミンに
変換することを特徴とするイミドアミンの製造方法。 - 【請求項13】 請求項12および13記載の製造方法
により製造されたイミドアミンを含有する付着改善剤。
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