DE740903C

DE740903C - Verfahren zur Herstellung von Impraegnierungen und UEberzuegen

Info

Publication number: DE740903C
Application number: DEI67921D
Authority: DE
Inventors: Willard Edwin Catlin Roselle
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1940-09-28
Filing date: 1940-09-28
Publication date: 1944-02-24

Description

Verfahren zur Herstellung von Imprägnierungen und Überzügen Es ist bekannt, Überzüge bzw. Lacke für die Herstellung von Überzügen aus Polyamiden herzustellen. Nach diesem Verfahren werden jedoch Lösungen der Polyamide benutzt und die Lösungen in üblicher Weise zur Herstellung des Überzugs auf den betreffenden Gegenstand aufgetragen. Dieses bekannte Verfahren ist für Polyamide schwierig durchzuführen", da diese Polymeren verhältnismäßig schwer löslich sind und nur wenige Lösungsmittel für diesen Zweck in Frage kommen.
Es wurde nun gefunden,. daß sich brauchbare und fest haftende Überzüge in einfacher Weise dadurch herstellen lassen, daß man eine Lösung des Polyamids unter starkem Rühren mit einer Flüssigkeit, in der das Polyamid nicht oder nur wenig löslich ist, vermischt, das ausgefällte Polyamid mit einem Nichtlöser für das Polyamid durch stark wirkende mechanische Dispergierungsmittel dispergiert, die Dispersion auf die zu überziehende Unterlage aufbringt und anschließend den Überzug zumindest vorübergehend in den plastischen Zustand bringt.
Die Eigenschaften der Polyamide sind derart, daß sie an sich für Dispersionen nicht verwendbar sind. Die Dispersionen, die erfindungsgemäß zur Anwendung kommen, können nicht, wie üblich, durch Mahlen erhalten werden. Die Polyamide, besonders die mit einer Grundviscosität von über 0,4 (bezügl. Grundviscosität vgl. Angew. Chemie 54, 517, 1941), die zum Überziehen und Imprägnieren am geeignetsten sind, sind so zäh, daß sie nicht fein gemahlen werden können.
Das günstigste Verfahren zur Erlangung einer Dispersion besteht darin, daß man unter starkemRühren eine Polyamidlösungmiteinem Nichtlöser für Polyamide mischt, das ausgefallene Polyamid abtrennt und dieses dann in einem Nichtlöser, der vorzugsweise neutral ist oder den zu imprägnierenden oder zu überziehenden Stoff nicht angreift, durch starke mechanische Zerteilungsmittel dispergiert.

Vorzugsweise löst man das Polyamid in Ameisensäure oder Salzsäure und gießt die Lösung unter kräftigem Rühren in eine große Menge eines Nichtlösers, wie z. D. Methanol, Äthylalkohol, Aceton oder Äthylacetat. Für die etwas mehr löslichen Polyamidmischpolymeren verwendet man vorteilhaft eine Mischung von Ameisensäure und Methanol als

Lös-"r und Aceton als Nichtlöser. Die Polv-

ainidsuspensioii wird filtriert, gewaschen und

in einem der obengenannten N ichtlöser mit

Hilfe einer Kolloidmühle dispergiert. Ob-

gleich e: im allgemeinen wünschenswert ist,

das gesamte saure Lösungsmittel aus dem

Polymeren durch Waschen vor @ der Disper-

gierung zu entfernen, kann in einigen Fällen

der Säur,#überschuß in der Dispersion mit

Alkali oder- Ammoniak neutralisiert werden.

Die schwach sauren Dispersionen sind ge-

v.-öliiilicli flüssig und neigen beim Zusatz von

Alkali zum Verdicken. Der Zusatz von neu-

tralen Salzen hat im allgemeinen keine nach-

teilige Wirkung auf die Stabilität der Dis-

persion.

Es ist zu beachten, daß die Kolloidmühle

nicht dazu dient, die Teilchen durch Mahlen

zu verlileiii-erti. Sie dient vielmehr zum Auf-

brechen der 1'cilclienaggregate und zum

innig--n Dispergieren der bereits gebildeten

fein vl-rteilten Teilclic-n. Demnach erfordert

der lIalil@orang mir einige Minuten.

_fugier den gewöhnlichen Polvamiden kön-

iiL-n auch Polyu.;#t<°raniidmisclipolvniere zur

_@ii@@endung kommen. Solche Polvamide sind

z. l:. au: Diaminen. zweibasischen Säuren

und GIv@c@@:l:n, aus :\niinosäuren, zweibasi-

@.cli;.ii `,@ tuen un1l Glykolen und aus Amino-

5äuren und Oxvsäuren erhältlich.

Die Pnlyaniiddispersioneri sind ohne Dis-

peräierungsMittel stabil. jedoch kann ein

solche: zugesetzt tverclen, um die 1Tiscosität

herabzusetzen.

.11s Lösungsmittel dienen die bekannten

'ol@-amidlöser. Hierher gehören außer Amei-

@c-n#äure. Sch.z-er ielsäure. Brenztraubensäure,

Essigsäure. Phenol, o-Kresol, in-Kresol,

p-Kresol. Äylenol, p-Butylphenol, Thymol,

Isiphenylcalir-<;pan, o-Oxydiphenyl und in

inigen Fallen Penzylalholiol, Butvlalkoliol,

Ätlio=:vätl:anol, Dimethvlforinamid. Äthylen-

chlorhvdrin, Methallvlalkohol, 1Meth@-lät@iv-

lenvlcarbinol, 1lischungen von Methanol mit

chlorierten Lösungsmitteln, Kombinationen

dieser Lösungsmittel und Mischungen dieser

1-.ösungsinittel mit anderen Verbindungen.

Die Säuren und Phenole sind ini allgemeinen

auf fast alle Pol@ainide anwendbar. Der Ge-

hrauch der anderen L<:stingsmittel ist meistens

auf die mehr lö slich@n Polyainidmisclipolv-

i?ic-i-,#n tind <<ie Polvaniidpolyester beschränkt.

@@ erbindungen, die als i@Tichtlöser für das

_'@u@iällen der Polvnieren dienen, sind im all-

geineinen Flüssigkeiten, in denen die Poly-

mer e:i nur schwer löslich sind. Da die Lös-

liclil@c-it der Polyamide verschieden ist, muß

die -'ltiswalil der zur Fällung dienenden Flüs-

si@lceit sich nach dein Polvamid richten. Eine

Fliissigke_t, clic als Lösungsmittel für ein

P:@it-inere: s: er;i-end°t werden kann, kann zum

Fällen eine: anderen dic:ien. Teispielswvise ist Methanol, das eines der besten '-\-iclitlöscr für das Dispergieren von Polyiiexamethylenadipinamid ist, mit Ameisensäure vermischt als Lösungsmittel für ein Polyamid aus adipinsaurein Hexamethylendiamin und a Aminocapronsäure brauchbar. Als besonders geeignete Nichtiöser kommen solche Flüssigkeiten in Frage, die Methanol, Äthylalkohol und höhere Alkohole, höhere Ketone, Äthylacetat und Wasser enthalten. Der zur Anwendung kommende Nichtlöser muß das Polyinere aus der Lösung ausfällen und wenigstens teilweise mit dem benutzten Lösungsmittel mischbar sein.

Obgleich viele Polymere in sehr fein verteilter, für die Dispergierung geeigneter Form durch Ausfällung bei etwa 25° hergestellt werden, muß die bevorzugte Temperatur im Einzelfalle durch Versuche ermittelt werden. Die Temperaturen richten sich nach dem Schmelzpunkt des Polymeren, den Schmelz-und Siedepunkten des Lösungsmittels und Nichtlösers und der Änderung der Löslichkeit des Polymeren je nach der Temperatur.
Als :-Mittel, in denen das fein verteilte Polvinere zu dispergieren ist, kann jede Flüssigkeit benutzt werden, die nicht merklich löst oder das Polymere irgendwie beeinflul')t. Hierzu gehören Wasser, X-Methanol, Äthylalkohol, höhere Alkohole, Aceton, lfet@i@-1-äthylketon, Ätlivlacetat, Äthylbutyrat. Ainvlacetat, Äthyläther, Isopropyläther, Diätlivlendioxyd, Benzol, Toluol, Kohlenwasserstoffu des Petroleums, Dichloräthan, Chloroform. Tetrachlorkohlenstoff, Dichloräthylen, f ri -chloräthylen, Tetrachloräthylen, Dichloräthan, Trichloräthan, Tetrachloräthan, Pentachloräthan, Mischungen dieser Flüssigkeiten und Losungen dieser Flüssigkeiten in anderen Stoffen. Meist ist es vorteilhaft, ein flüchtiges Dispergierungsmittel zu wählen.
Für manche Zwecke ist es günstig, die 1-!ispersionen mit Zusätzen zu versehen. Die Zusatzstoffe können mit dein Polvaniid geschmolzen oder in dein Dispersionsinedium gelöst oder dispergiert werden. Zti den Zusatzstoffen gehören Dispergierungsmittel. Weichmacher, Wachse, Harze, Pigmente und Farbstoffe.
Die Dispersionen sind für das Überzielivii einer großen :Anzahl von Stoffen, z. B. Tuchen. Papier, Leder, Kautschuk, Holz. Wandverkleidung und keramische Waren geeignet. Die Dispersionen können auch zum i'1>erziehen von Filmen, z. B. von aus Viscose fällten Cellulosehydratfilinen, verwendet @@-ciden. Mehrere übereinanderliegende Schichten können durch Druck vereinigt werden und geben so Erzeugnisse, die für Kartonagen und Wandverkleidungen verwen(let wer@Ien können. Leder, das finit Polyamiden überzogen ist, hat das Aussehen von Lackleder. Holz, das mit Polyamiddispersionen, die gefärbt oder pigmentiert sein können, überzogen ist, erhält dadurch einen schönen Glanz und wird gegen Witterungseinflüsse widerstandsfähig. Mit Polyamid überzogene und erhaben ausgearbeitete Erzeugnisse können auch als Wandplatten benutzt werden. Mit Hilfe von Polyamiddispersionen kann man auch keramischen Materialien eine gleichmäßige Glasur geben. Web- oder Filzstoffe können mit Polyainiddispersionen getränkt werden.
Die erfindungsgemäßen Überzugsmassen können auch zum Überziehen von Draht, bei Herstellung von Mehrschichtenmetallerzeugnissen und auf andere Metallgegenstände v orteilliaft angewandt werden. Die bisher üblichen Verfahren zum Überziehen von Metallen s;iid im allgemeinen schwierig durchzuführen. Kein Lösungsmittel für die hochschmelzenden Polymeren ist verfügbar, -%velclies ungiftig und nicht sauer ist. Außerdem' bleiben Gegenstände, die mittels einer Lösung überzogen sind, häufig für lange Zeit nach dem Erhitzen etwas klebrig. Mit einer Polyamiddispersion können Gegenstände jeder Gestalt und Größe besprüht, angestrichen oder in sie eingetaucht werden. Der überzögene Gegenstand wird dann einer kurzen Erhitzung auf hohe Temperaturen mit oder ohne Ausschluß von Luft unterworfen. Der so erhaltene Polyamidüberzug ist überraschender-«-eise sehr widerstandsfähig. Beispiel i 135 Teile eines Polymeren mit der Grundviscosität von i,o, das durch Mischkondensation'von 6o Teilen adipinsaurem Hexainethylendiamin mit d.o Teilen f-Aminocapronsäure erhältlich ist, werden in 5oo Teilen 9o°/,i,-er Ameisensäure gelöst. Diese Lösung wird mit 70o Teilen Methanol verdünnt und zusammen mit 25oo Teilen Aceton in eine Mischung von 5o Teilen Methanol und ioo Teilen Aceton unter kräftigem Rühren gegossen. Die erhaltene Ausfällung wird durch Filtration abgetrennt, mit Aceton gewaschen und in iooo Teilen Wasser suspendiert. Die Suspension hat nach dreimaligem Durchgang durch die Kolloidmühle das Aussehen von Rahm. Der durchschnittliche Durchmesser der Teilchen beträgt weniger als .l ,tc.
Man imprägniert ein Stück Kleiderstoff mit dieser Dispersion, bügelt den Stoff nach dein Trocknen zwischen zwei Stücken feuchten feinen Tuches. Die Tuchschichten haften so fest, daß das mittlere Stück reißt, wenn man die oberen abzieht. Dieser 12elirschichtenstoff ist wegen seiner Steifheit für Kragen und Aufschläge geeignet.
135 Teile dieser Dispersion werden in einer Kolloidmühle zusammen mit einem Teil Titanoxyd gemahlen. ' Hierdurch wird ein Stoff von weißem Aussehen erhalten.
Beispiel Man stellt aus dem festen Polymeren nach Beispiel i eine i7°/oige Lösung in Ameisensäure her und dispergiert ein Teil fein verteiltes Titanoxyd in 6o Teilen dieser Lösung. Die Mischung wird dann unter kräftigem Rühren in ein Gemisch von 96 Teilen Aceton und 6q. Teilen Methanol gegossen. Der Niederschlag wird durch Filtration abgetrennt, mit Aceton gewaschen und in Zoo Teilen Wasser suspendiert. Zum Suspendieren der Teilchen dient die Kolloidmühle. Die Dispersion sieht wie eine gute Anstrichfarbe aus.
Man verteilt Teile dieser Dispersion auf Stücken von Glas, .Aluminium, Eisen, Messing oder Kupfer. Erhitzt man das 'Material einige Sekunden über den Schmelzpunkt des Polymeren, so wird der Glanz des Überzuges noch verbessert, und die Schicht wird zäher und noch fester haftend. Beispiel 3 Eine Lösung von io Teilen des Polymeren nach Beispiel i in d.o Teilen Ameisensäure wird mit 56 Teilen Methanol verdünnt. Man gießt diese Lösung unter kräftigem Rühren in eine Mischung von 16o Teilen Aceton und So Teilen Methanol. Hierzu setzt man weitere 8o Teile Aceton und läßt das Gemisch i Stunde vor dem Filtrieren stehen. Der feste Anteil wird mit Aceton gewaschen und dann in 65 Teilen Aceton dispergiert. Zu dieser Dispersion werden ioTeile Amvl,benzolsul.fonamid zugesetzt. Das erhaltene Erzeugnis wird dann kräftig in,einein Mischapparat gerührt.
Bringt man einen kleinen Anteil dieser Dispersion auf eine Glasplatte, so erhält man nach dem Trocknen einen durchsichtigen gleichmäßigen Film. Wenn man einen weiteren Teil (7o Teile) der Dispersion mit o,2 Teilen Ruß vermischt und das Erzeugnis auf einem Gewebe ausbreitet, so erhält man nach der Behandlung mit Wasserdampf eine gleichmäßige - Schicht. Behandelt man den Stoff fünfmal mit der Dispersion, so wird er weich und geschmeidig und lederartig in Aussehen und Griff.

Claims

PATENTANSPRUCH-Verfahren zur Herstellung von Imprägnierungen und Überzügen aus synthetischen line-r,-n Polvainiden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Lösung des Polyamids unter starkem Rühren mit einer. Flüssigkeit, in der das Polyamid nicht oder nur wenig löslich ist,` vermischt, das ausgefällte Polyamid mit einem Nichtlöser für das Polyamid durch stark wirkende mechanische Dispergierungsmittel dispergiert, die Dispersion auf die zu überziehende Unterlage aufbringt und anschließend den Überzug zumindest vorübergehend in den plastischen Zustand bringt. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: USA.-Patentschriften ..... Nr. ? 141 169, a r30 948, 2 071 250, 2 071 25r, 2 149 286.