LV10116B - Method of polimerisation of epoxy compounds - Google Patents

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LV10116B
LV10116B LVP-92-135A LV920135A LV10116B LV 10116 B LV10116 B LV 10116B LV 920135 A LV920135 A LV 920135A LV 10116 B LV10116 B LV 10116B
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Egon Uhlig
Manfred Fedtke
Manfred Diring
Klaus Dathe
Bernd Nestler
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Description

LV 10116
Verfahren zur Polymerisation von Epoxidverbindungen
Die Erfindung betrifft ein Polymerisationsverfahren von epoxidischen Verbindungen mittels einer die Reaktion beschleunigenden Lewis-Base, velches durch die Art seines ablaufenden Reaktionsmechanismus es ermoglicht, die Polymerisation der epoxidischen Verbindungen so zu gestalten, dafl universell einsetzbare Klebe-, Schicht-und Formraassen fiir die Medizin, den UmveltschutZ/ besonders aber fur die Justierung von Klebeteilen in der optischen Industrie hergestellt werden konnen.
Zudem wird die losungsmittelfreie Herstellung von Epoxidharzmassen realisiert, Diese Epoxidharzmassan sind u. a. als Form- und Schichtmateriai anwendbar und universell/ besonders aber in der Medizin, im Umweltschutz und in der optischen Industrie einsetzbar. Insbesondere aber eignet sich das Polymerisationsverfahren bei der Herstellung von Prepregs und Laminaten rait Epoxidharz als Bindemittel/ insbesondere zur Herstellung von Basismaterialien fur 2 hochv/ertige elektrische Leiterplatten und fiir Hochleistungsverbundverkstof fe.
Es ist bekannt, daB Lewis-Basen, wie beispielsveise Imidazole sehr reaktive Beschleuniger von_ Polymerisationsreaktionen Epoxid- bzw. Oxiran-gruppen enthaltender Materialien sind (Ricciardi, F. et. al., J. Polym. Sci. Polym. Chem. Ed 1983, 21, 1475-90, Farkas, A. et. al., J. Appl. Polym. Sci. 1968, 12, 159-68). Als nachteilig an diesea Losungen ervies sich besonders die starke Temperaturerhohung vāhrend des Polymerisationsvorganges, die zu einer unervunschten Verfārbung der Polymennassen und zu Inhomogenitaten innerhalb der Polymermassen fiihrt.
Solch eine TemperaturerhShung tr^tt auch auf, wenn aus Imidazol oder aus substituierten Imidazolen und der Epoxidverbindung, wie in US 4 487 914 beschrieben, ein Addukt hergestellt wird, das gemeinsam mit einem Metallsalz zu einem vorkondensierten harzartigen Produkt umgesetzt und als Harter vervendet wird.
In der DE-OS 28 10 428 wird eine Moglichkeit aufgezeigt, die grofle Reaktivitāt der eingesetzten Lewis-Basen geger.uber polyraerisationsfahigen epoxidischen Verbindungen durch Zugabe von Losungsmitteln "aus der Gruppe Methanol, Ethancl oder Gemischen davon" zu mildern.
Die Problematik dieser Losung besteht in dem Erfordernis zusātziicher Verarbeitungsschritte zur Entfernung des Losungsmittals nach der Polymerisation 3 LV 10116 sowie ira Entstehen eigenschaftsmindernder Hohlrāume im Polymer, die die Wasseraufnahmefāhigkeit des Polymers steigern.
In den Patentschriften US 3,638,007; US 3X792,016; US 4,101,514 und DE 23 00 489 wurden Imidazol-Metall-Verbindungen in ihrer Wirkung als Lewis-Base zur reaktiven Beschleunigung von Polymerisationsreaktionen untersucht. Diese Verbindungen stellen sehr stabile Koordinationspolymere dar und spalten aus diesen Griinden auch erst bei relativ hohen Temperaturen Imidazol ab, das dann seine Wirkung als Lewis-Base entfaltet. Es wird unterhalb 170 eC keine beschleunigende Wirkung auf die Epoxidraonoraere beobachtet.
Die Problematik bei Polymerisationsreaktionen mit Epoxiden bei derartig hohen Temperaturen besteht ira Auftreten von Ringspaltungsprodukten, die einen schlechten Netzverkaufbau bevirken und somit negative Polymereigenschaften, wie Schvindungsverhaljten, Wasserau£nahrae u. ā. bedingen.
Durch den Einsatz von Hilfsbasen konnen die Temperaturen gemildert und die Beschleunigungsvirkung somit gesteuert verden.
Der Einsatz derartiger Hilfsbasen besitzt jedoch folgende Nachteile: - hohe okonomische Aufvendungen, da diese Hilfsbasen sehr kostenintensiv sind 4 - die Moglichkeit des Reagierens der Hilfsbasen selbst mit den Epoxidsystemen.
In der Patentschrift US 3/677,978 wird die Vervendung von Imidazol-Komplexen verschiedenster Metallsalze, z. B. CuCla, CuS04, NiCla und CoCl2, elle 1 bis 6 Mol Imidazol pro Mol Metallsalz enthalten, als latente Beschleuniger beschrieben. Nachteilig dabei ist, - die hohe Geltemperatur von ca. 160 bis 260 °C, die zu Inhomogenitaten und Schvarzfārbung fiihrt, - die nichthoraogene Ldslichkeit des zu polymerisierenden Reaktionsgemisches.
Auch in der Patentschrift US 3,553,166 wird die Verwendung von Imidazol-Komplexen sowie einer zusatzlichen stickstoffhaltigen Verbindung zur Hārtung von Epoxidharzen dargestellt. Die erforderliche Verarbeitungstemperatur liegt gleichfalls um 180 °C.
Bekannt ist auch die Ūberfuhrung von Imidazolen in latente Harter und Beschleuniger durch Salzbildung mit unterschiedlichen Sāuren, wie Polycarbonsāure (US 3,746,635), IsocyanursSure (DE 28 11 764), Phosphorsaure (US 3,632,427, US 3,642,698, US 3,635,894). Die besondere Problematik dieser Losungen bestehti - in der hohen toxischen Wirkung der Imidazol-Vsrbindungen 5 LV 10116 - im vorzeitigen Polymerisationsabbruch durch die Anwesenheit von Anionen - damit verbunden im Auftreten eines erhohten Monomeranteils im polymeren Epoxid.uņd solcher Parameter, wie Ausschv/itzung und erhohte Wasseraufnahme.
Aus DE 20 19 816 und US 4/137,275 ist der Einsatz von Acetylacetonatokomplexen zur Polymerisation von Eņoxidverbindungen auch in Gegenvart von Carbonsāureanhydriden bekannt. Nachteilig an diesen Losungen ist ebenfalls die hohe Verarbeitungstemperatur grdBer 150 eC. Neben der bereits aufgefuhrten Problematik bei Polyraerisationsreaktionen mit Epoxiden bei derartig hohen Temperaturen bedeutet dies, daB es zu enormen Aufv/endungen in der Verarbeitung fiihrt und die Anwendungsbreite stark einschrankt.
In der DE 25 25 248 wird beispielsveise Cr (acac)3; (acac = acetylacetonat) als HSrtersystem fiir Epoxidharzmassen beschrieben. Nachteilig dabei ist, daB neben der Oxiransauerstoffverbindung zusātzlich eine labile Wasserstoffverbindung vorhanden sein mufl, um eine Polymerisation oder Aushārtu.ng zu erreichen. Ein weiterer Nachteil derartiger Mischungen besteht darin, daB oftmals die Polymerisation direkt nach der Harterzugabe einsetzt. Es konnen somit keine lagerfahigen Polymermischungen gevāhrleistet werden. vAuch in US 4 473 674 wird ein Co(III)-acetylacetonat als Hārterbestandteil fiir Epoxidharze vervendet. Da das 6
Acetylacetonat in Gegenwart eines Losungsmittels sowie eines aromatischen Diamins und eines Phenolnovolaks verwendet wird, mufi die Ausheirtung in aufvendiger Weise so gefuhrt verden, dafl das Losungsmittel freigesetzt werden kann und erst anschliefiend bei einer entsprechend hoheren Temperatur die AushSrtung erfolgt, Und zwar wird im ersten Schritt bei erhohter Temperatur unter Vakuum in einer Zeit von 45 bis 55 Minuten entgast. Anschliefiend wird die Temperatur unter Normaldruck innerhalb von mehreren Stunden auf die HSrtungstemperatur von 150 °C aufgeheizt und danach noch zwei bis drei Stunden bei 175 bis 177 °C nachgeh&rtet ohne die ProduktgualitSt zu beeintrāchtigen.
Die durch DE-A 2 334 467 beschriebenen Acetylacetonato~HSrtungskatalysatoren fiir Epoxidharze sind/ wie im Beispiel 1 der Schrift zu sehen ist, extrera aufvendig und daher unwirtscha£tlich herzustellen. Aufierdem ist die Umsetzung der Einzelkomponenten miteinander nicht exakt stdchiometrisch, so dafi der entstehende Hārter in seiner Qualitāt schwankt. Daher eigneri sich diese Harter lediglich fiir Druckfarben und Beschichtungen, jedoch nicht zur Herstellung hochwertiger Produkta.
Es wurde auch versucht, die Reaktivitat von primāren Aminen, die als Harter fur Epoxidharze šeit langem bekannt sind, durch Komplexbildung zu senken. Entsprechende Diaminkomplexe, die aus CH-A 629 230 bekannt sind, weisen jedoch, wie aus Tabelle X zu ersehen ist, sehr hohe Anspringtemperaturen (120 8C) 7 LV 10116 und sehr lange NachhSrtungszeiten (3 h) auf, die auch noch bei relativ hohen Temperaturen erfolgen.
Bei den aus US-A 3 310 602 bekannten Kcmplexen aromatischer Amine handelt es sich um latente Hārter. Zur schnellen, virtschaftlichen Aushārtung der Harze muB die Teraperatur, wie aus den Beispielen zu ersehen ist/ jedoch auf 150 °C erhdht verden, vas zu den gleichen, oben beschriebenen Nachteiien fuhrt. Entsprechendes gilt fvir die aus US-A 3 367 913 bekannten Aminophenol-Komplexe, die erst bei etva 150 °C (300 eF) aushārten.
Die generelle Problematik bei der Vervendung von Imidazolen als Beschleuniger besteht u. a. darin, dafl bei ihrem Einsatz unabhāngig, ob^in freier oder gebundener Form, sofort eine volistāndige Durchhartung erfolgt. Daher existieren immer zvei Zustānde der Harzmasse, zum einen der unvernetzte und zum anderen der vollig vernetzte Zustand. Dies gevāhrleistet zvar einen Einsatz als Forra- und Schichtmaterial, mit optimalen Gelzeiten, die auch je nach Art des vervendeten Imidazols variiert verden konnen, jedoch ist es nicht moglich nach Zugabe des 3eschleunigers eine Reaktionsphase der langsamen Aushārtung und damit verbunden eine individuelle Verarbeitungsphase, beispielsveise eine Justierphase beim Einpassen von zu verklebenden Teilen, vor der eigentlichen Hartungsphase einzusteuern.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Polymerisation von Epoxidverbindungen mittels einer Levis-Base, velches die Herstellung von kostengunscigen, 8 LV 10116 umweltfreundlichen und nichttoxischen Epoxidharzmassen mit optimalen Gelzeiten auf Grundlage von Metallkomplexen ermdglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,^ein Verfahren zur Polymerisation von Epoxidverbindungen mittels einer Lewis-Base als Initiator zu schaffen, welches die latente Initiierung der Polymerisation durch thermische Abspaltung des Initiators aus dem Xomplex bei Temperaturen kleiner 140 eC insbesondere ab 50 °C realisiert.
Die Ldsung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren zur Polymerisation von Epoxidverbindungen gemāJ3 der Anspriiche 1 bis 5, durch Mischungen von Epoxidverbindungen/ die erfindungsgemāfl polymerisiert werden, gemafl der Anspriiche 6 und 7, sowie durch die bevorzugten Vervendungen der erfindungsgemaflen Mittal gemaB der Anspriiche 8 bis 12.
Erfindungsgemafl wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur ?olymerisation vcn Epoxidverbindungen mittels einer die Reaktion beschleunigenden Lewis-3ase dadurch gelost/ dafl 100 Gevichtsteile der Epoxidverbindung mit 0/01 bis 50 Gewichtsteilen/ bevorzugt mit 1 bis 10 Gevichtsteilen einer Metallkomplexverbindung der allgemeinen FormēIn ML*By , oder M [sr]„ b, versetzt wird und Energie zugefuhrt, vobei - M ein Metallion der II. und III. Hauptgruppe 9 9 LV 10116 sowie der Nebengruppen des Periodensystems, - L ein chelatbildender LIgand aus der Gruppe der
Dioxime, 0^" - und fl-Hydroxycarbonylverbindungen oder enolisierbaren 1,3 Dlketone, - SR ein SSurerest einer anorganischen Sāure - B eine Lewis-3ase - x eine natiirliche Zahl im Bereich von 1 bis 8 - y eine natiirliche Zahl im Bereich von 1 bis 5 - z eine natiirliche Zahl im Bereich von 7 bis 8 sind, mit der MaJJgabe, dafl die Lewis-Base keine mehrvertige phenolische Verbindung ist.
Als Epoxidverbindungen konnen im erfindungsgemaflen Verfahren aile Epoxidverbindungen mit mehr als einer Epoxidbindung eingesetzt werden.^
Bevorzugte Epoxidverbindungen sind Polyphenol-Glycidylether, z. B. epoxidierte Novolake oder die Reaktionsprodukte aus Epichlorhydrin und Bisphenol A oder Bisphenol F. Derartige Epoxidharze haben ein Epoxid-Xquivalent von 160 bis 500. Die vorstehenden polyfunktionellen Epoxidverbindungen (dieser Ausdruck schlieflt auch den Begriff Epoxidharz ein) konnen einzeln oder im Gemisch, gegebenenfalls in Gegenwart von Losungsmitteln nach dem vorliegenden Verfahren polymerisiert werden. Sie konnen auch im Gemisch mit Monoepoxyden (sogenannten Reaktivverdiinnern) eingesetzt werden.
Als Metalle (M) konnen im Prinzip aile Metallionen dienen, insbesondere die Ionen der 2. und 3. 10
Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente sowie die Metallionen der Nebengruppenelemente.
Bevorzugte Metallionen sind Cobalt-, Nickel-, Eisen-, Zink- oder Mangan-ionen.
Liganden (L) sind entveder chelatbildende Liganden,. Chelatbildende Liganden sind organische Verbindungen, die mindestens zwei Atomgruppierungen enthalten, die als Elektronendonatoren wirken. Beispiele hierfūr sind Dioxime, alpha- und fl-Hydroxycarbonylverbindungen oder auch enolisierbare 1,3-Diketone.
Bevorzugte Chelatliganden sind Acetylaceton, Benzoylaceton oder Dipivaloylmethan.
Als Sāurerestion (SR) kann ein beliebiger Sāurerest einer anorganischen Saure dienen.
Als Lewis-8asen (B) fūr die erf indungsgemaJ} einzusetzenden Metallkoraplexverbindungen eignen sich aile nucleophilen Molekula oder Ionen, die ein einsames Elektronenpaar aufveisen. Beispiele sind Pyridin- oder Imidazolverbindungen, Sther, einschliefllich cyclischen Ethern wie z. B. Tetrahydrofuran, Alkohole, Ketone, Thioether oder Merkaptane, ausgenomraen phenolische Verbindungen.
Lewis-Sasen konnen in den Kooplexen gema/3 der Formel MLxBy aber auch CH-acide Verbindungen sein, die als Lewis-3asen vorliegen, d. h., CH-acide Verbindungen, bei denen ein Proton abgespalten ist. Beispiele fūr 11 LV 10116 derartige CH-acide Lewis-Basen sind CH-acide Pyridine/ Malonsāure-diester oder -dinitril, Acetessigsāureester/ Cyanessigs3uraester oder Nitromethan.
Der Ladungsausgleich der Metallkationen der einzusetzenden Mētailkomplexverbindungen kann sovohl durch die Liganden, als auch durch ionische Lewis-Basen erfolgen. Dabei versteht es sich, dafl sich die Zahl der ladungstragenden Liganden reduziert, wenn der Komplex ionische Lewis-Basen enthālt.
Eine v/eitere Ausgestaltung der erfindungsgemSB eingesetzten Xomplexe besteht darin, daB die CH-aciden Lewis-Basen Uber Stickstoff- und/oder Sauerstoff-und/oder Schvefel- und/oder Phosphor-Atome bzw. Wasserstoffbrucken an die Metallchelat-Verbindung gebunden sind.
Diese Metallkomplexverbindungen verden in an sich bekannter Weise durch Urasetzung der entsprechenden Metallsalze mit den gevrtinschten Liganden und Lewis-Basen erhalten.
Besonders geeignete Mētailkomplexverbindungen sind £olgende Metallkomplexe:
Bis(acetylacetonato)-Cobalt-II-diimidazol, Bis(acetylacetonato)-Nickel-II-diimidazol, Bis(acetylacetonato)-Zink-II-diimidazol, Bis(acetylacetonato)-Mangan-II-diimidazol,
Bis(acetylacetonato)-Eisen-II-diimidazol,
Bis(acetylacetonato)-Cobalt-II-didimethylimidazol, 12
Bis(acetylacetonato)-Cobalt-II-dibenzimidazol,
Bis(acetato)-Cobalt-II-diimidazol,
Bis[2-ethylhexanato] -Cobalt-II-diimidazol und Bis(salicyialdehydo)-Cobalt-II-diimidazol.
ErfindungsgemāB verden die Komplexe mit den Epoxidverbindungen bei einer Temperatur unterhalb der Initiierungsteraperatur/ d. h. bevorzugt im Bereich von Raumtemperatur bis 50 °C gemischt.
Die Mischungen sind in diesera Bereich lagerfahig und konnen zu Form- oder GieBmassen, Klebstoffmischungen oder Prepregs verarbeitet werden.
Die Hartung der Epoxidverbindung erfolgt dann durch Energiezufuhr/ wobei die Temperatur viber die Initiierungstemperatur der Komplexe steigt.
Die Zufuhrung von Energie kann in Form von thermischer Energie, Licht, Mikrovellen, Strahlung, Laserenergie etc. erfolgen.
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich im vesentlichen dadurch, dafl - eine Moglichkeit gegeben wird, den Metallkomplex in der polymerisierbaren epoxidischen Verbindung, bzw. in dem polymerisierbaren Epoxidgemisch unterhalb der Polymerisationsinitiierungstemperatur zu losen, - damit homogene Polymermassen entstehen, 13 LV 10116 die Polymermassen bei Verwendung von z. B. Benzoylaceton oder Dipivaloylmethan als Ligand transparent und bei Vervendung von Saurerestionen, wie Sulfaten, Nitraten, Halogeniden, Phosphaten u. a. farbig sein konnen, keine Losungsmittel zum Mildern der Reaktivitat der Lewis-Basen vervendet werden miissen, somit kein Erfordernis zusātzllcher Verarbeitungsschritte zur Entfernung des Losemittels gegeben ist, dadurch keine eigenschaftsmindernden Hohlraume im Polymer entstehen, damit verbunden keine erhdhte Wasseraufnahmefahigkeit des Polyraers zu verzeichnen ist, bei den an sich giftigen, hier als Initiatoren wirkenden Imidazol-Verbindungen, keine toxische Wirkung zu verzeichnen ist, die Spaltung der Lewis-Base-Metallverbindung bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur, vorzugsweise zvischen 50 und 140 ®C erfolgt, auch derartige "Einkomponentensysteme", bestehend aus Monomeren und Metallkomplex, unterhalb der Polymerisationsinitiierungstemperatur beliebig lange gelagert und geformt werden konnen und erst durch Erreichen der Initiierungstemperatur gehārtet verden. 14
Die Anwendung der Metallkomplexe mit der polymerisierbaren Verbindung ist mit oder ohne Zusatz voa weiteren Additiven (z. B. Hārter) moglich, d. h. die Polymermischungen sind multivariabel.
Der Beginn der Polymerisation, d. h. die Initiierungstemperatur ist durch die Wahl der Liganden, die Wahl der Lewis-3asen, bzw. die Wahl der SHurerestionen bestirambar. Es reagieren Komplexe mit Anionen bei tieferen Temperaturen als Komplexe mit Chelatliganden. Der Einsatz von substituierten Lewis-Basen, z. B. alkylierten Imidazole hat ebenfalls EinfluB auf die Initiierungstemperatur, sie ist dann niedriger als bei der Vervendung von Imidazol als Lewis-3ase.
Durch die geeignete Ausvahl der Komplexe nach Art der Liganden, Lewis-Basen und Metāli laBt sich die Polymerisationsinitiierungstemperatur in einer groBen Breite variieren.
Dabei verlSuft iiberraschenderveise die Reaktion zwischen dem Initiator und der polymerisierbaren Verbindung bei deutlich tieferen Temperaturen, als dies aufgrund von Komplexzersetzungstemperaturen, die aus der Literatur bekannt sind, zu ervarten ware.
Weiterhin wird bei der Polymerisation von Epoxidverbindungen mittels der erfindungsgemafl eingesetzten Metall*Komplex-Verbindungen neben optimalen Gelzeiten eine reduzierte Wasseraufnahmefāhigkeit und Acetonaufnahme gegenuber 15 LV 10116 der Vervendung reiner Lewis-Basen wie Imida2ol errelcht.
Weitere Vorteile des erfindungsgemāflen Verfahrens bestehen darin, dafl eine Polymerisation vorzugsveise m zvischen 50 und 140 °C erfolgt, dafl diese "Einkomponentensysteme" unterhalb der Polymerisationsinitiierungstemperatur nach beliebig langer Lagerzeit geformt werden konnen und erst durch Errelchen der Initiierungstemperatur gehartet werden und daJ3 bei den an sich giftigen, hier als Initiatoren vrirkenden Imidazol-Verbindungen keine toxi3che Virkung zu verzeichnen ist.
Mit dieser Ldsung ist die Moglichkeit gegeben, kostengunstige, umweltfreundliche und nichttoxische/ latente Epoxidharzmassen mit optimalen Gelzeiten auf Grundlage von Metall-Komplex-Verbindungen herzustellen.
Diese Mischungen enthalten 100 Gevichtsteile der Epoxidverbindung und 0,01 bis 50 Gevrichtsteile, bevorzugt 1 bis 10 Gevrichtsteile einer Metallkomplexverbindung der allgemeinen Formeln MLxBy , oder M Csr]m B9 , versetzt wird und Energie zugefuhrt, wobei - M ein Metallion der II. und III. Hauptgruppe sowie der Nebengruppen des Periodensystems, - L ein chelatbildender Ligand aus der Grupoe der
Dioxime, - und fl-Hydroxycarbonylverbindungen 16 oder enol.isierbaren 1,3 Diketone, - SR ein Sāurerest einer anorganischen SSure - B eine Lewis-Base - x eine natūrliche Zahl im Bereich von 1 bis 8 - y eine natiirliche Zahl ira Bereich von J. bis 5 - z eine natiirliche Zahl ira Bereich von 7 bis 8 sind, rait der MaBgabe, dafl die Lewis-Base keine mehrvertige phenolische Verbindung ist.
Aufgrund ihrer Eigenschaften empfehlen sich diese Mischungen, gegebenenfalls nach Zugabe von an sich bekannten Fiill- und Zusatzmitteln, zur Herstellung von Klebe- und Dichtungsmassen. Sie dienen als Bindemittel fiir Formmassen, insbesondere fUr grofle Forrateile die spannungsfrei hārten. ^
Trotz der Ionen enthaltenden Mētailkomplexverbindungen haben die erfindungsgera&B polymerisierten Epoxidverbindungen hervorragende elektrisch isolierende Eigenschaften. Daher eignen sich die Mischungen zur Herstellung von hochwertigen elektrischen Leiterplatten und als Bindemittel fiir VerguBmassen, insbesondere fiir den Elektro- und Elektronikbereich.
Daruberhinaus finden sie Vervendung bei der Herstellung von Hochleistungsverbundverkstoffen wo sie, bedingt durch niedrige Temperaturspitzen bei der Polymerisation fiir einen spannungsfreien Verbund sorgen.
Beisoiele 17 LV 10116
Die Erfindung soli nachfolgend an verschledenen Ausfuhrungsbeispielen erlāutert verden:
Zur Ausfiihrung werden jeveils 1 mol der Epoxidverbindungen mit 0/05 mol der jeweiligen Metallkomplexverbindung bei Raumtemperatur gemischt. Die Mischung wird geteilt:
Mit 100 g der Mischung wird die Gelierzeit nach DIN 16945/ Abs. 6.3 (Verfahren A) bestimmt.
Ein Teil der Mischung wird zu Probekorpern zur Bestimmung der Wasser- und Acetonaufnahme gegossen und polymerisiert.
Der Rest der Mischung wird bei Raumtemperatur gelagert. Nach mehr als 6 Monaten Lagerzeit ist keine Polymerisation zu beobachten.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgefiihrt.
Dabei bedeuten I Ml RT Tg
Imidazol 2-Methylimidazol
Raumtemperatur (in den Beispielen 6 bis 8)
Glasiibergangstemperatur/ bestimmt nach DIN 16946.
In der Tabelle sind fiir die einzelnen Versuche - die jeveils vervendeten Epoxidverbindungen 18 die jeweils vervendeten Metallkomplexverbindungen mit den durch sie in Abhangigkeit von der Temperatur erzielten Gelzeiten
die prozentuale Wasseraufnahme der polyiperisierten Epoxidverbindungen nach zveistiindiger Erhitzung bei 100 eC die prozentuale Acetonaufnahme nach vierstiindiger Erhitzung bei Siedetemperatur aufgefiihrt. LV 10116
Beispiel Epoxldverbindung Hetallkomplex- Temperatur Gelzeit Wasserauf- Acetonauf-
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θ' —) · Ω V Ο LV 10116
Neue PatentansprĪiche 1. Verfahren zur Polymerisation von Epoxidverbindungen mittels einer Metallkomplexverbindung/ dadurch gekennzeichnet, daB 100 Gew.-Teile der Epoxidverbindung mit 0,01 bis 50 Gew.-Teilen einer Metallkomplexverbindung der allgemeinen Formeln ML*By oder M [SR]„ B,, versetzt werden, und Energie zugefuhrt wird, wobei * - M ein Metallion der II. und III. Hauptgruppe sowie der Nebengruppen des Periodensystems, - L ein cheiatbildender Ligand aus der Gruppe der
Dioxi:ne, ot-- und B-Hydroxycarbonylverbindungen oder enolisierbaren 1,3 Diketone, - SR ein Saurerest einer anorganischen Sāure - B eine Lewis-Base - x eine naturliche Zahl im Bereich von 1 bis 8 - y eine naturliche Zahl im Bereich von 1 bis 5 - z eine naturliche Zahl lai Bereich von 7 bis 8 sind, aiit der MaBgabe, daB die Lewis-3ase keine mehrvertige phenolische Verbindung ist. · 2 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl eine Metallkomplexverbindung vervendet vird, die als Ligand Benzoylaceton, Acetylaceton oder Dipivaloylmethan enthalt. 3. Verfahren nach einern der Anspriiche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dafl eine Metallkomplexverbindung vervendet vird, die als Metallionen Cobalt-, Nickel-, Eisen-, Zink- oder Mangan-ionen enthalt. 4. Verfahren nach einern der Anspriiche 1 bis 3, dadurch gekennzelchnet/ dafl eine Metallkomplexverbindung vervendet vird, die als Levis-Base ein Pyridin/ Imidazol, Tetrahydrofuran, Alkohol, Keton, Thioether oder ein Mercaptan enthSlt. 5. Verfahren nach einern der Anspriiche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dafl eine Metallkomplexverbindung vervendet vird-, die als Levis-Base ein CH-acides Pyridin,
Malonsaurediester oder -dinitrile/ Acetessigsāureester, CyanessigsSureester oder Nitromethan enthalt. 6. Mischungen von Epoxidverbindungen und Komplexen, dadurch gekennzeichnet, dafl sie 100 Gev.-Teile einer oder mehrerer Epoxidverbindungen und 0,01 bis 50 Gev.-Teile einer Metallkomplexverbindung der allgemeinen Fonneln ML^3y oder M [SR]* B, erhalten, vobei - 3 - LV 10116 - M ein Metallion der II. und III. Hauptgruppe sowie der Nebengruppen des Periodensystems/ - L ein chelatbildender Ligand aus der Gruppe der
Dioxime, - und B-Hydroxycarbonylverbindungen oder enolisierbaren 1/3 Diketone/ - SR ein Sāurerest einer anorganischen Sāure - B eine Lewis-Base - x eine natiirliche Zahl im Bereich von 1 bis. 8 - y eine natiirliche Zahl im Bereich von 1 bis 5 - z eine natiirliche Zahl im Bereich von 7 bis 8 sind/ mit der MaBgabe, da/J die Lewis-Base keine merhv/ertige phenolische Verbindung ist. 7. Mischungen nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daB sie auf^lOO Gew.-Teile Epoxidverbindungen 1 bis 10 Gew.-Teile der Metallkomplexverbindung enthalten. 8. Verwendung der Mischungen nach einem der Anspriiche 6 und 7 zur Herstellung von Klebe- und Dichtungsmassen. 9. Vervendung der Mischungen nach einem der Anspriiche 6 und 7 als Bindemittel in Fornunassen. 10. Vervendung der Mischungen nach einem der Anspriiche 6 und 7 als Bindemittel fiir hochwertige VerguBmassen im Elektro- oder Elektronikbereich. 11. Vervendung der Mischungen nach einem der Anspriiche 5 und 7 zur Herstellung von elektrischen Leiterplatten. 12. Vervendung der Mischungen nach einem der Anspriiche 6 und 7 zur Herstellung von Hochleistungsverbundverkstof fen.

Claims (12)

  1. LV 10116 IZGUDROJUMA FORMULA 1. PAŅĒMIENS epoksisavienojumu polimerizācijai ar metālkompleksa savienojuma palīdzību, kas atšķiras ar to, ka 100 masas daļas epoksisavienojuma, mehāniski maisot, sajauc ar 0.01 - 50 masas daļām metālkompleksa savienojuma ar vispārējo formulu MLxBy, vai M[SR]XBZ, kur M — periodiskās sistēmas Π vai ΙΠ galvenās grupas vai apakšgrupas metāla jons; L — dioksīmu, a- un β-oksikarbonilsavienojumu vai enolizēties spējīgu 1.3- diketonu grupas helātus veidojošs ligands; SR — neorganiskas skābes atlikums; B — Lūisa bāze; x — naturāls skaitlis no 1 līdz 8; y — naturāls skaitlis no 1 līdz 5; z — naturāls skaitlis no 7 līdz 8, pie nosacījuma, ka Lūisa bāze nav daudzvērtīga fenola atvasinājums.
  2. 2. PAŅĒMIENS atbilstoši izgudrojuma formulas punktam 1., kas atšķiras ar t o, k a lieto metālkompleksa savienojumu, kurā ligands ir benzoilacetonāts, acetilacetons vai dipivaloilmetāns.
  3. 3. PAŅĒMIENS atbilstoši vienam no izgudrojuma formulas punktiem 1. - 2., kas atšķiras arto, ka lieto metālkompleksa savienojumu, kurā metāla jons ir kobalta, niķeļa, dzelzs, cinka vai mangāna jons.
  4. 4. PAŅĒMIENS atbilstoši vienam no izgudrojuma formulas punktiem 1. - 3., kas atšķiras arto, ka lieto metālkompleksa savienojumu, kurā Lūisa bāze ir piridīhs, imidazols, tetrahidrofurāns, spirts, ketons, tioēteris vai merkaptāns.
  5. 5. PAŅĒMIENS atbilstoši vienam no izgudrojuma formulas punktiem 1. - 3., kas atšķiras arto, ka lieto metālkompleksa savienojumu, kurā Lūisa bāze ir aktīvo metilēngrupu saturošs piridīns, malonskābes diesteris vai dinitrils, acetetiķesteris, ciānetiķesteris vai nitrometāns.
  6. 6. MAISĪJUMI, sastāvoši no epoksisavienojumiem un Lūisa bāzēm, kas atšķiras ar t o, k a 100 masas daļas viena vai vairāku epoksisavienojumu maisījuma satur 0.01-50 masas daļas metālkompleksa savienojuma ar vispārējo formulu MLxBy, vai M[SR]XBZ, kur M — periodiskās sistēmas II vai ΠΙ galvenās grupas vai apakšgrupas metāla jons; L — dioksīmu, a- un β-oksikarbonilsavienojumu vai enolizēties spējīgu 1.3- diketonu grupas helātus veidojošs ligands; SR — neorganiskas skābes atlikums; B — Lūisa bāze; x — naturāls skaitlis no 1 līdz 8; y — naturāls skaitlis no 1 līdz 5; z — naturāls skaitlis no 7 līdz 8, pie nosacījuma, ka Lūisa bāze nav daudzvērtīga fenola atvasinājums.
  7. 7. MAISĪJUMI, atbilstoši izgudrojuma formulas punktam 6., kas atšķiras ar t o, k a tie satur 1-10 masas daļas metālkompleksa savienojuma uz 100 masas daļām epoksisavienojuma.
  8. 8. Izgudrojuma formulas punktiem 6. vai 7. atbilstošo maisījumu PIELIETOJUMS līmvielu un blīvējošo masu izgatavošanā.
  9. 9. Izgudrojuma formulas punktiem 6. vai 7. atbilstošo maisījumu PIELIETOJUMS par saistvielu veidojamās masās.
  10. 10. Izgudrojuma formulas punktiem 6. vai 7. atbilstošo maisījumu PIELIETOJUMS par saistvielu augstas kvalitātes šķidipildījuma masās, kuras lieto elektrotehnikā un elektronikā.
  11. 11. Izgudrojuma formulas punktiem 6. vai 7. atbilstošo maisījumu PIELIETOJUMS elektrisko iespiedshēmu izgatavošanā.
  12. 12. Izgudrojuma formulas punktiem 6. vai 7. atbilstošo maisījumu PIELIETOJUMS augsti izturīgas saistvielas izgatavošanā.
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