NL8902683A - Meerkomponentensysteem op basis van een oxazoline en een fosfor bevattende verbinding. - Google Patents

Description

MEERKOMPONENTENSYSTEEM OP BASIS VAN EEN OXAZOLINE EN EEN FOSFORBEVATTENDE VERBINDING

De uitvinding betreft een meerkomponentensysteem op basis van een oxazoline en een fosforbevattende verbinding.

Een dergelijk systeem is bekend uit US-A-4675371. Deze octrooipublicatie beschrijft de ringopeningspolymerisatiereaktie tussen een verbinding die oxazolinegroepen bevat en een alkenylfosfon-zuur. De aldus verkregen polymeren vinden bijvoorbeeld toepassing in reaction injection molding (RiM) systemen.

Een nadeel van genoemd systeem is dat de geltijd van de reak-tiekomponenten in verhouding tot de gewenste verwerkingssnelheid van de RIM-verwerkingsapparatuur te lang is.

De uitvinding heeft tot doel een meerkomponentensysteem te verschaffen met een dusdanige reaktiviteit van de komponenten dat het systeem beter geschikt is voor de toepassing in RiM-verwerkings-apparatuur.

Het meerkomponentensysteem volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de fosforbevattende verbinding een verbinding volgens een der formules (AB0)P0(0H>2 of (ABOÏjPOlOH) of een mengsel op basis van deze verbindingen is, waarbij A een zuurrest is die is afgeleid van acrylzuur, methacrylzuur of crotonzuur en waarbij B afgeleid is van een al dan niet vertakte tweeuaardige alifatische alcohol met 2-6 koolstofatomen.

Hierdoor wordt bereikt dat systemen met een hogere reaktiviteit worden verkregen die resulteren in de gewenste geltijd.

Bovendien worden systemen met een hogere verknopingsdichtheid verkegen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de fosforbevatende verbinding een verbinding volgens formule (ΑΒΟ)ΡΟ(ΟΗ>2.

Bij voorkeur is de fosforbevattende verbinding een verbinding waarbij A een zuurrest is die is afgeleid van methacrylzuur en waarbij B is afgeleid van een alifatische alcohol met 2-4 koolstofatomen.

Zeer geschikt als fosfosbevattende verbinding is de fosfaat-ester van hydroxyethylmethacrylaat (ΡΕΜΑ).

De fosforbevattende verbinding kan worden verkregen volgens de werkwijze die is beschreven in het Nederlandse octrooi 161769.

De fosforbevattende verbinding, met name het fosforzure deel, kan zowel als reaktant voor het RiM-systeem, alsmede als katalystor voor de oxazolinepolymerisatie dienen.

Het oxazoline kan zowel een monooxazoline, een bisoxazoline als een polyoxazoline zijn. Bij voorkeur wordt een bisoxazoline toegepast.

Geschikte bisoxazolines zijn 2,2'-bis-2-oxazoline of bisoxa-zolines waarbij de keten tussen de oxazolinegroepen kan worden gevormd door alifatische groepen, cycloalifatische groepen, aromatische groepen, polyethergroepen of polyestergroepen. Bij voorkeur wordt de keten door alifatische groepen met 1-30 koolstofatomen of door polyethergroepen met 2-30 koolstofatomen gevormd. Een geschikt oxazoline is bijvoorbeeld 1,4-bis-(2-oxazolinyl-2)butaan.

De bereiding van bisoxazoline kan bijvoorbeeld plaatsvinden door reaktie van aminohydroxyverbindingen met dibasische zuren (zie Chemical Abstracts, vol. 70, 484531, 1969) of door reaktie van dinitrillen en aminoalcoholen (zie Liebigs Annalen der Chemie, 1974, blz. 996-1009).

Geheel of gedeeltelijk gepolymeriseerde reaktieprodukten volgens de uitvinding worden verkregen doordat het oxazoline wordt gecopolymeriseerd met de fosforbevattende verbinding bij temperaturen tussen 25*»C en 250HC waarbij de molaire verhouding tussen oxazoline en de fosforbevattende verbinding tussen 99:1 en 40:60 ligt. Bij voorkeur ligt deze molaire verhouding tussen 95:5 en 45:55, en in het bijzonder is deze verhouding nagenoeg 1:1.

Eventueel kunnen tijdens de copolymerisatie ook bijvoorbeeld dicarbonzuren, dithiolen, fenolen, (esters van) fosforbevattende zuren, maleimiden, isocyanaten, epoxygroepen bevattende verbindingen, lactonen, en/of anhydrides aanwezig zijn.

Tijdens de copolymerisatie kunnen naast het oxazoline en de fosforbevattende verbinding die deelnemen aan de kationische ringope-ningspolymerisatiereaktie bovendien, naast eventueel de reeds genoemde verbindingen, in iedere gewenste gewichtshoeveelheid andere verbindingen aanwezig zijn die via het radicaalpolymerisatiemechanisme reageren. Bij voorkeur zijn deze verbindingen vinylverbindingen zoals vinylesters bijvoorbeeld vinylacetaat, styreen, (di)(meth)acrylaten bijvoorbeeld hydroxyethylmethacrylaat, (meth)acrylaatesters van bis-fenol A en/of onverzadigde polyesters. Op deze wijze kunnen hybride-systemen worden gevormd.

Als initiatoren voor de radicaalpolymerisatie kunnen bijvoorbeeld organische peroxides zoals methylethylketonperoxide of diberr zoylperoxide worden toegepast. De radicaalpolymerisatie vindt meestal plaats bij temperaturen tussen 10oc en 200«*c.

Het meerkomponentensysteem wordt bij voorkeur geleverd als een zogenaamd "tweepotsysteem" of tweecomponentensysteem.

Door keuze van de diverse potentiële reakties in diverse gewenste gewichtsverhoudingen zijn de systemen volgens de uitvinding geschikt in zeer vele toepassingsgebieden.

Het systeem volgens de uitvinding is {eventueel in kombinatie met glasvezels) bijvoorbeeld zeer geschikt voor RiM-systemen die toepassing vinden in de automobielindustrie en in de elektronische industrie. Het systeem kan verder toepassing vinden in RTM (resin transfer molding) systemen.

Het systeem volgens de uitvinding, met name een systeem op basis van bisoxazoline en ΡΕΜΑ, is verder bijvoorbeeld ook geschikt om als verknoper in poedercoatingformuleringen toegepast te worden aangezien een reaktie met zuurgetermineerde polyesters kan plaatsvinden.

Een verder toepassingsgebied is het gebied van de "reactieve hot melt adhesives".

Door de aanwezigheid van fosfor bestaan goede vlamdovende eigenschappen in de diverse toepassingen.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de volgende niet beperkende voorbeelden.

Voorbeelden Voorbeeld I

Kationische ringopeningspolymerisatie van 1,4-bis-(2-oxazolinyl-2)-butaan o.i.v. ΡΕΜΑ.

In een reaktievat werd 1 gewichtsdeel 1,4-bis-(2-oxazolinyl-2)-butaan voorgelegd waarna de temperatuur op 165nc werd gebracht. Vervolgens werd snel, terwijl er goed geroerd werd, 1 gewichtsdeel ΡΕΜΑ toegevoegd (waardoor de molaire verhouding oxazoline: ΡΕΜΑ nagenoeg 1:1 was). Er werd een heldere oplossing gevormd die na 28 seconden geleerde. Het gevormde polymeer bleek onoplosbaar te zijn in heet d ime thylfo rmam i de.

Voorbeeld II

In een reaktievat werden 1 gewichtsdeel 1,4-bis-(2-oxa-zolinyl-2)-butaan en 1 gewichtsdeel hydroxyethylmethacrylaat (HEMA) gemengd waarna de temperatuur op 165>*C werd gebracht. Vervolgens werd snel, terwijl er goed geroerd werd, 1 gewichtsdeel ΡΕΜΑ en 0,1 gewichtsdeel methylethylketonperoxide (Butanox M50, Akzo) als radi-caalvormer toegevoegd. De gelering trad op na 9 seconden terwijl het gevormde polymeer niet oploste in heet dimethylformamide.

Uit deze voorbeelden blijkt dat het systeem volgens de uitvinding resulteert in de gewenste geltijden aangezien gestreefd werd naar geltijden tussen 1 en 30 seconden i.v.m. de RiM-toepassing.

Claims (19)

1. Heerkomponentensysteem op basis van een oxazoline en een fosfor-bevattende verbinding/ met het kenmerk/ dat de fosforbevattende verbinding een verbinding volgens een der formules (AB0)P0(0H>2 of (AB0>2P0(0H) of een mengsel op basis van deze verbindingen is/ waarbij A een zuurrest is die is afgeleid van acrylzuur/ meth-acrylzuur of crotonzuur en waarbij B afgeleid is van een al dan niet vertakte tweewaardige alifatische alcohol met 2-6 koolstof-atomen.

2. Heerkomponentensysteem volgens conclusie 1/ met het kenmerk/ dat de fosforbevattende verbinding een verbinding volgens formule (AB0)P0(0H>2 is.

3. Heerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-2/ met het kenmerk/ dat A een zuurrest afgeleid van methacrylzuur is en dat B is afgeleid van een alifatische alcohol met 2-4 koolstofatomen.

4. Heerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-3/ met het kenmerk, dat de fosforbevattende verbinding de fosfaatester van hydroxyethylmethacrylaat is.

5. Heerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-4/ met het kenmerk, dat als oxazoline een bisoxazoline is toegepast.

6. Heerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-5/ met het kenmerk/ dat het systeem een of meerdere vinylverbindingen bevat.

7. Heerkomponentensysteem volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de vinylverbinding, een vinylester, styreen, (di)(meth)acrylaat, en/of onverzadigde polyester is.

8. Geheel of gedeeltelijk gepolymeriseerd reaktieprodukt op basis van een meerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-7.

9. Werkwijze voor de bereiding van een reaktieprodukt volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het oxazoline en de fosforbevattende verbinding worden gecopolymeriseerd bij temperaturen tussen 50*»C en 200ec, waarbij de molaire verhouding tussen oxazoline en de fosforbevattende verbinding tussen 99:1 en 40:60 ligt.

10. Werkwijze voor de bereiding van een reaktieprodukt volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de fosforbevattende verbinding een verbinding volgens formule (AB0)P0(0H>2 is.

11. Werkwijze voor de bereiding van een reaktieprodukt, met het kenmerk, dat A een zuurrest afgeleid van methacrylzuur is en dat Bis afgeleid van een alifatische alcohol met 2-4 koolstofatomen.

12. Werkwijze voor de bereiding van een reaktieprodukt, volgens een der conclusies 9-11, met het kenmerk, dat de fosforbevattende verbinding de fosfaatester van hydroxyethylmethacrylaat is.

13. Werkwijze voor de bereiding van een reaktieprodukt, volgens een der conclusies 9-12, met het kenmerk, dat als oxazoline een bisoxazoline is toegepast.

14. Werkwijze voor de bereiding van een reaktieprodukt, volgens een der conclusies 9-13, met het kenmerk, dat de samenstelling een of meerdere vinylverbindingen bevat.

15. Werkwijze voor de bereiding van een reaktieprodukt, volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de vinylverbinding, een vinyl-ester, styreen, (di)(meth)acrylaat, en/of onverzadigde polyester is.

16. Toepassing van een meerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-7, toepassing van een geheel of gedeeltelijk gepolymeri-seerd reaktieprodukt volgens conclusie 8, of toepassing van een reaktieprodukt verkregen volgens een der conclusies 9-15.

17. Toepassing van een meerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-7, toepassing van een geheel of gedeeltelijk gepolymeri-seerd reaktieprodukt volgens conclusie 8, of toepassing van een reaktieprodukt verkregen volgens een der conclusies 9-15 in reac-tion injection molding (RiM) systemen.

18. Toepassing van een meerkomponentensysteem volgens een der conclusies 1-7, toepassing van.een geheel of gedeeltelijk gepolymeri-seerd reaktieprodukt volgens conclusie 8, of toepassing van van een reaktieprodukt verkregen volgens een der conclusies 9-15 in poedercoatings.

19. Meerkomponentensysteem, reaktieprodukt, werkwijze en toepassingen zoals in hoofdzaak is beschreven en in de voorbeelden nader is toegelicht.