NO122893B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av en polyamid-polyimidplast.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for

fremstilling av en polyamid-polyimidplast, som er særlig egnet fer anvendelse som bindemiddel for fleksografiske trykkfarver, hvor et alkylendiamin, hvor alkylengruppen inneholder 2-8 karbonatomer, fortrinnsvis etylendiamin, kondenseres med en karboksylkomponent, som omfatter polymere fettsyrer, fortrinnsvis polymeriserte talloljefettsyrer, en monokarboksylsyre og et karboksylsyreanhydrid, fortrinnsvis heksahydroftalsyreanhydrid, samt eventuelt mindre mengder av andre syrekomponenter, og hvor antallet ekvivalenter av aminogrupper i diaminet omtrent tilsvarer antallet karboksylgrupper i karboksylkomponenten.

Det særegne ved fremgangsmåten...-i henhold til oppfinnelsen er

at det som monokarboksylsyre anvendes isosmorsyfe,

2-etylheksansyre, 2-etyl smørsyre eller blandinger av disse»

Andre trekk ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen fremgår

av patentkravene.

Plaster som egner seg for bruk som bindemiddel for fleksografiske trykkfarger bor oppvise en onsket kombinasjon av egenskaper, som:

(1) lav viskositet

(2) god losningsstabilitet i isopropanol

(3) god "kortningaevne" med isopropanol og denaturert etanol

( h) god forenbarhet med nitrocellulose

(5) god strekkbarhet

(6) god glans

(7) god adhesjon til polyetylen og polydiolefiner etter ned-dypping i isvann, og

(8) liten lukt

Polyamid-polyimidplastene som kan fremstilles ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse er funnet i særegen grad å besitte kombinasjonen av nevnte egenskaper. Plastene kan imidlertid også anvendes i rotogravyrtrykkfarger.

Det er fra tidligere kjent en rekke liknende produkter for liknende formål, for eksempel fra- britisk patentskrift nr. 993.286, hvor minst halvparten av den anvendte mpnobasiske syre skal utgjares av bis-fenol-pentansyre. Ved anvendelse av i handelen lett tilgjengelige syrer som isosmorsyre, 2-etylheksansyre eller 2-etylsmørsyre, sammen med karboksylsyreanhydridet, oppnås kombinasjonen av de onskede, nevnte egenskaper, lettere tilgjengelighet av utgangsmaterialer, greit forlopende kondensasjon samt lite generende lukt under kondensasjonen.

I alminnelighet fremstilles plastene ved omsetningen i temperatur-området 100-300°G etterfulgt av fjerning av eventuelt dannet konden-sasjonsvann. Omsetningen utfores fortrinnsvis i to temperaturtrinn for dannelse av polyamidet under anvendelse av syrer og diamin ved en temperatur som holdes på 1lf0-l60°C i omkring 1A til 1 time, fulgt av en temperaturnevning til omkring 200-250°C i fra 1 til 2 timer. Den totale reaksjonstid er ikke kritisk og det kreves bare at tiden er

tilstrekkelig lang til å tilveiebringe en polyamid-polyimidplast.

-Vanligvis vil den totale reaksjonstid være omkring 2 til 8 timer. Lengere reaksjonstider kan anvendes, men er vanligvis ikke nodvendig. De foretrukne anvendte alkylendiaminer er slike med formelen

hvor R er et alkylenradikal med fra 2 til 8 karbonatomer, slik som etylendiamin, propylendiamin, butylendiamin og heksanetylendiamin.

R kan være rett eller forgrenet, idet rettkjedede radikaler er de mest foretrukne.

Polymere fettsyrer er kommersielt tilgjengelige produkter. En beskrivelse av disse syrer og fremgangsmåte for deres fremstilling kan finnes i U.S.-patentskrift nr. 3.201 A71 . Som nevnt i dette patentskrift fremstilles polymere fettsyrer ved polymerisering av mettede, etylenumettede eller acetylenumettede, naturlig forekommende eller syntetiske, slifatiske monokarboksylsyrer inneholdende fra 8 til 18 karbonatomer. Kommersielt anvendes monokarboksylsyrer med 18 karbonatomer, slik som olein-, linol-, linolen- og eleostearin-syrer som utgangsmaterialer for fremstillingen av polymere fettsyrer. Talloljefettsyrer som i det vesentlige er en blanding av olein- og linolsyrer, er det mest vanlig anvendte utgangsmaterial.

Etter polymerisering med eller uten katalysator er det resulterende produkt en blanding av i det vesentlige dimere fettsyrer, noen trimere og noen hoyere polymere fettsyrer samt noen ikke polymeriserte monomere fettsyrer. Kommersielt tilgjengelige polymere fettsyrer vil ha et innhold av dimere fettsyrer på omkring 60-80 vektprosent, et innhold av trimere og hoyere polymere på omkring 10-35 vektprosent og et innhold av monomere fettsyrer på omkring 5 til 1 5 vektprosent.

For den foreliggende oppfinnelses formål er det fordelaktig at innholdet av dimere fettsyrer ikke overskrider 85 vektprosent og at innholdet av monomere fettsyrer ikke overskrider 5 vektprosent.

I ovenstående er det referert til monomere, dimere og trimere fettsyrer tilstede i polymere fettsyrer. Mengdene av monomere fettsyrer, ofte referert til som monomer (M), dimere fettsyrer, ofte referert til som dimer (D), og trimere eller hoyere polymere fettsyrer, ofte referert til som trimer (T), kan bestemmes ved den analytiske mikro- molekylard.estillasjonsm<e>tode referert av R.F. Paschke og medarbeidere J.Am.Oil.Chem.Soc., XXXI (nr. 1), 5?(195<*>0»hvori destillasjonen utfores under hoyvakuum (under 5 mikron) og den monomere fraksjon beregnes ut fra vekten av produktet som destillerer ved opp til 155°C, den dimere fraksjon beregnes fra det som destillerer mellom 155 og 250°C, og den trimere (eller hoyere) fraksjon baseres på residuet. Hvis ikke annet er nevnt, ble denne metode anvendt ved de her refererte analyser av polymere fettsyrer.

De polymere fettsyrer kan fraksjoneres for tilveiebringelse av produkter med hoyere innhold av dimere syrer ved vanlig destillasjon eller ved losningsmiddelekstråksjon«De kan også hydreres (for eller etter destillasjon), for å redusere innholdet av umettede syrer under hydrogentrykk i nærvær av en hydreringskatalysator. Det skal også forståes at andre derivater av polymere fettsyrer som er istand til å danne amider ved omsetning av et diamin, for eksempel estere av lavere alkoholer (1-8 karbonatomer) med polymere fettsyrer, kan anvendes istedenfor selve syrene, i hvilket tilfelle biproduktene blir lavere alkoholer istedenfor vann.

De monokarboksylsyrer som anvendes i blanding med de polymere fettsyrer, er som nevnt isosmorsyre, 2-etylsmørsyre eller 2-etylheksansyre. Disse kan brukes enten alene eller i blanding med hverandre, idet blandinger er mest foretrukket.

Det foretrukne anhydrid er heksahydroftalsyreanhydrid. Ved kombinasjonen av dette anhydrid og de foretrukne monokarboksylsyrer som ovenfor nevnt, får man en klar forbedring eller minsking av lukten. Andre anhydrider som kan brukes istedenfor heksahydroftalsyreanhydrid, er ftalsyreanhydrid, glutarsyreanhydrid, decenylravsyre-anhydrid, dodecenylravsyreanhydrid, itakonsyreanhydrid og tetra-hydroftalsyreanhydrid.

Det er foretrukket at den polymere fettsyre utgjor fra 70 til 75 ekvivalentprosent av den anvendte syrekomponent (inklusive anhydridet). Monokarboksylsyren (alene eller blandinger derav) utgjor fortrinnsvis fra 10 til 22 ekvivalentprosent, idet den resterende ekvivalentprosent tilveiebringes av syreanhydridet (8 til 15 karboksyl-ekvivalentprosent).

Hvor spesielle egenskaper er onsket for å modifisere noen av egenskapene, slik som mykningspunkt og alkoholloselighet, kan det anvendes en sam-modifiserende syrekomponent i tillegg til syreanhydridet eller monokarboksylsyren som beskrevet ovenfor» I tilfelle slik sam-modifiserende syrekomponent anvendes, kan det være i mengder opp til 25 ekvivalentprosent på basis av det totale innhold av anhydrid og monokarboksylsyre som ovenfor beskrevet. Illustrerende for slike syrer er lavere alifatiske monokarboksylsyrer som eddik-syre og propionsyre, hydroksymonokarboksylsyrer som melkesyre, glykolsyre, (3-hydroksypropionsyre , a-hydroksy-n-kapronsyre , (3-metyl-propylhydrakrylsyre, tetrametylhydrakrylsyre, |3-hydroksy-a -dietyl-smorsyre, salicylsyre, fenylglykolsyre og fenyleddiksyrecgrelativt lavmolekyære dikarboksylsyrer som ravsyre eller ftalsyre.

Total karboksylekvivalenter (stammende fra den polymere fettsyre, monokarboksylsyren og syreanhydridet) avbalanseres med et slikt antall aminoekvivalenter at det tilveiebringes et polyamid-polyimid-produkt som har omtrent like samt lave amin- og syretall (under 25 og fortrinnsvis under 10). Det er foretrukket at aminoekvivalentene utgjor minst 90% av de anvendte karboksylekvivalenter (inklusive anhydrid). Uttrykt i tallmessig forhold blir utgangsforholdet mellom aminogruppene og karboksylgruppene fortrinnsvis 0,9:1 til 1:1.

De anvendte komponentmengder kan også uttrykkes som folger:

Oppfinnelsen kan best illustreres ved hjelp av de folgende utforelseseksempler.

Plast- fremstilling.

Reaksjonkomponentene med unntakelse av heksahydroftalsyreanhydridet (se tabell 1 for komponentene) ble innfort i en rundbunnet, 3-halset kolbe forsynt med termometer, mekanisk rorer og destillasjonskolonne. Blandingen ble omrort og oppvarmet til 1M3°C og holdt på denne temperatur i omkring en halv time, ved hvilket tidspunkt biproduktet, kondensasjonsvannet, begynte å destillere av. Temperaturen ble så oket til omkring 225°C og holdt på denne temperatur i omkring to timer. Ved dette tidspunkt tilsettes heksahydroftalsyreanhydridet i smeltet form. Omsetningen fortsettes ved omkring 225°C i ytter-ligere en time og så under vakuum i en time ved 225°C. (Anhydridet tilsettes ved det angitte tidspunkt for å minske mulig tap av de mer flyktige og langsomtreagerende syrer og for å fremme dannelsen av imid). Vakuumet ble deretter opphevet og produktet fjernet fra flasken.

Det fremstilles et bindemiddel for fleksografisk trykkfarge ved

å lose polyamidplasten som 35% fast-stoff i isopropanol ( 99%).

Det ble fremstilt flére plastprodukter under anvendelse av heksa-hydrof talsyreanhydrid og polymeriserte talloljefettsyrer ved hjelp av ovennevnte fremgangsmåte og beregnet for bruk som bindemiddel for fleksografisk trykkfarge. Reaksjonskomponentene, mengdene og bedommelsen av egenskapene kan sees av den fblgende tabell 1 . Det ble fremstilt flere plastmaterialer under anvendelse av andre anhydrider enn heksahydroftalsyreanhydrid ved hjelp av den tidligere beskrevne fremgangsmåte. Sammensetningene og resultatene vil sees av den fblgende tabell II. En typisk sammensetning av trykkfarge består i det vesentlige av plasten som bindemiddel, et opplosningsmiddel herfor og et pigment. Andre eventuelle bestanddeler er modifiseringsmidler for tilveiebringelse av eventuelle egenskaper. En trykkfargesammensetning vil da fortrinnsvis være som folger:

Når modifiseringsmidler anvendes, vil det fortrinnsvis være i en mengde av omkring 3-7 vektprosent på basis av den totale blanding.

Løsningsmidlene er fortrinnsvis alkoholer som isopropanol eller n-propanol. Vann kan også være tilstede i relativt små mengder, opp til 10 vektprosent. Umettede alkoholer slik som metylbutynol kan også anvendes. Blandinger av løsningsmidler kan også anvendes slik som blandinger av isopropanol og isopropylacetat. Alkohol-lbsningsmidlene kan også være oppblandet med hydrokarboner som heksan eller lavtkokende nafta.

Pigmentene er vanlige trykkfargepigmenter, idet det spesielt anvendte pigment er avhengig av den spesielle opacitet, fargestyrke og onsket farge. Illustrerende for noen egnede pigmenter er rutil-titandioksyd, kjonrok, jernoksyd, kromgult, ftalocyaninblått, ftalocyaningrbnt, kromrodt, molybdengult og toluidinrodt.

Illustrerende for noen modifiseringsmidler er visse naturharpiks-derivater slik som kolofonium-estere og modifiserte kolofonium-estere, maleinplaster, harpiks-maleinkondensasjons-produkter, fenolplaster, enkelte voksarter og nitrocellulose0

En typisk sammensetning for en fleksografisk trykkfarge er som folger:.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en polyamid-polyimidplast, særlig egnet for anvendelse som bindemiddel i fleksografiske trykkfarver, hvor et alkylendiamin, hvor alkylengruppen inneholder 2-8 karbonatomer, fortrinnsvis etylendiamin, kondenseres med en karboksylkomponent som omfatter polymere fettsyrer, fortrinnsvis polymeriserte talloljefettsyrer, en monokarboksylsyre og et karboksylsyreanhydrid, fortrinnsvis heksahydroftalsyreanhydrid, samt eventuelt mindre mengder av andre syrekomponenter, og hvor antallet ekvivalenter av aminogrupper i diaminet omtrent tilsvarer antallet av karboksylgrupper i karboksylkomponenten, karakterisert ved at det som monokarboksylsyre anvendes isosmørsyre, 2-etylheksansyre, 2-etylsmørsyre eller blandinger av disse.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at reaksjonskomponentene anvendes i folgende mengder:

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at diaminet, den polymere fettsyre og monokarboksylsyren forst -oppvarmes til en temperatur på 1^0-160°C og holdes ved denne temperatur i 1 5-60 min., hvoretter temperaturen heves til 200-250°C og holdes der i 1 til 2 timer, hvorpå reaksjons-blandingen tilsettes anhydridet og holdes ved en temperatur på 200-250°C i 1 til 2 timer.