NO172498B - Fremgangsmaate for fremstilling av en sterisk stabilisert,vannfri dispersjon av polyepoksyd og anvendelse av dispersjonen for belegning av substrate - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av sterisk stabiliserte, vannfrie dispersjoner av epoksyharpiks, som beskrevet i krav 1, og anvendelse av dispersjonene, som beskrevet i krav 8.

Kjente fremgangsmåter for fremstilling av vannfrie dispersjoner av epoksyharpikser involverer enkel dispergering av epoksyharpiksen i et vannfritt medium i nærvær av en egnet stabilisator. Et eksempel på en slik prosess er beskrevet i britisk patentskrift nr. 1458607. Epoksyharpiksene fremstilles vanligvis ved en fremgangsmåte med epoksyd-avansement. Ved epoksyd-avansement blir egnede epoksyder med lav epoksyd-ekvivalentvekt omsatt med difunksjonelle materialer så som dioler, og denne omsetning resulterer i epoksyharpikser med høyere epoksy-ekvivalentvekt. En slik to-trinns-prosess med et avansement-trinn fulgt av et dispergeringstrinn er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.579.887. Det er i praksis funnet at en slik to-trinns-prosess er meget besværlig. Det er spesielt slik at epoksyder med høyere epoksy-ekvivalentvekt vanligvis er sterkt viskøse eller faste ved omgivelsestemperaturer og må oppvarmes til høye temperaturer for å muliggjøre at dispersjonen kan dannes. Dispersjonstrinnet omfatter da vanligvis enten å mate den kontinuerlige fase inn i den varme viskøse epoksydsmelte eller mer vanlig å pumpe det varme epoksyd inn i den kontinuerlige fase. Vi har nå funnet at det er mulig å forenkle denne tidligere to-trinns-prosess sterkt.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av en sterisk stabilisert vannfri dispersjon av et polyepoksyd med epoksy-ekvivalentvekt i området 350 til uendelig, som omfatter å omsette en sterisk stabilisert vannfri dispersjon av en forbindelse som har minst to epoksygrupper med en diol med formel 1: hvor B er en gruppe med formel (2)

hvor D er en metylengruppe eller propan-2,2-diyl.

Med "polyepoksyd" menes et polymermateriale som delvis er avledet fra et epoksy-funksjonelt utgangsmateriale. Det vil lett forstås at polyepoksydet enten kan være epoksy-terminert eller aromatisk-hydroksyl-terminert i avhengighet av de relative andeler av diolen med formel (1) og forbindelsen med minst to epoksygrupper som anvendes ved prosessen. Et overskudd av epoksyd vil resultere i et polyepoksyd med overveiende epoksy-funksjonalitet, og et overskudd av diol vil resultere i et polyepoksyd med overveiende hydroksy-funksjonalitet.

Det refereres nå til diolen med formel (1) hvor B fortrinnsvis er en gruppe med formel (2) hvor D er propan-2,2-diyl. Dioler med formel (1) er tilgjengelig i handelen. Slike hvor D er propan-2,2-diyl, er kjent som bisfenol A eller difenylol-propan (DPP). Slike hvor D er metylen, er kjent som bisfenol F eller difenylol-metan (DPM).

Mindre andeler av diolen med formel (1) kan erstattes med andre difunksjonelle forbindelser som vil reagere med epoksygrupper. Slike difunksjonelle forbindelser kan for eksempel tilsettes for å forbedre de fysikalske egenskaper så som fleksibilitet for filmer eller blokker dannet av materialene ved senere fjerning av den kontinuerlige fase.

Eksempler på dette er forbedringer i fleksibilitet oppnådd ved å erstatte noen av diolene med fleksibiliserende midler så som adipinsyre eller dimerisert fettsyre.

Et eksempel på en gruppe av polyepoksyder som kan fremstilles ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, er slike som fremstilles ved omsetning av en epoksy-novolak-forbindelse med en diol med formel (1). En epoksy-novolak kan tilnærmet være en fenol-novolak-harpiks som inneholder slike grupper som er angitt i formel (3).

Et eksempel på en foretrukket gruppe av polyepoksyder som kan anvendes ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, er slike som har formelen (4):

hvor a er et slikt tall at epoksy-ekvivalentvekten ligger i området 350 til uendelig, og B er en gruppe med formel (2). Polyepoksyder med formel (4) fremstilles ved å omsette en diol med formel (1) med en forbindelse med to epoksygrupper.

Et eksempel på en gruppe av forbindelser med to epoksygrupper som er nyttig ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for å gi dispersjoner av polyepoksyd med formel (4), er slike som har formel (5). hvor n er fra 1 til 4. Anvendelse av en forbindelse med formel (5) ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen forårsaker dannelse av dispersjoner med formel (4) hvor A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (6)

hvor n er som angitt for formel (5), og A<2> er en gruppe med formel

( 7)

hvor n er som angitt for formel (5).

Et ytterligere eksempel på en forbindelse med to epoksygrupper som er nyttig ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for å gi dispersjoner av polyepoksyd med formel (4), er en forbindelse med formel (8).

Anvendelse av en forbindelse med formel (8) er en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen som forårsaker dannelse av dispersjoner med formel (4) hvor A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (9) og A<2> er en gruppe med formel (10).

Et eksempel på en foretrukket gruppe av forbindelser med to epoksygrupper som er nyttig ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for å gi dispersjoner av polyepoksyd med formel (4), er slike med formel (11)

hvor D er som angitt med henvisning til formel (2), og b er fra 0 til 2. Ved anvendelse av forbindelser med formel (11) forårsakes dannelse av dispersjoner med formel (4) hvor A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (12): hvor D og b er som angitt med henvisning til formel (11), og hvor A<2> er en gruppe med formel (13)

hvor D og b er som angitt ved henvisning til formel (11). Det vil selvsagt forstås at formlene (11), (12) og (13) er idealiserte strukturformler.

I praksis er epoksy-ekvivalentvekten på 350 til 500.000, og mer spesielt fra 350 til 250.000 eller fra 350 til 25.000 eller fra 350 til 15.000.

Det vil forstås av fagfolk på området at når polyepoksyd-produktet er overveiende aromatisk-hydroksy-terminert, vil det ha en meget høy epoksy-ekvivalentvekt.

Epoksy-novolaker som inneholder grupper tilnærmet med formelen (3) kan dannes ved omsetning av en novolak-harpiks med epiklor-hydrin. Epoksy-novolaker av denne type er tilgjengelig i handelen fra Ciba Geigy Chemicals som XPY 307 eller EPN 1139 eller fra Dow Chemicals som DEN 438.

Det refereres nå til diepoksyder med formel (5) hvor n fortrinnsvis er 4. Et diepoksyd med formel (5) hvor n er 4 kan fås som ERL 4299 fra Ciba Geigy Chemicals.

Et diepoksyd med formel (8) kan fås som Diepoxide 133 fra Degussa Chemicals.

Det refereres nå til epoksyd (11), hvor D fortrinnsvis er propan-2,2-diyl. Verdier for b kan være 0, 1 eller 2 eller en brøk.

Epoksyder med formel (11) er tilgjengelig i handelen og kan fås som blandinger med svake forurensninger slik at verdien for b kan være en brøk.

b er spesielt 0,1.

Eksempler på epoksyder med formel (11) som kan anvendes ved fremgangsmåten i henhold til denne oppfinnelse er:

Epikote 828 hvor D er propan-2,2-diyl og b er 0,1, og

GY 250 eller DER 330 eller DER 333 hvor D er propan-2,2-diyl og

b er 0,1.

Epikote er et registrert varemerke, og Epikote-harpikser er tilgjengelige fra Shell Chemicals. GY250 er tilgjengelig fra Ciba Geigy. DER 330 eller DER 333 er tilgjengelig fra Dow Chemicals.

Det vil forstås at alle disse epoksyd-funksjonelle forbindelser er materialer av teknisk kvalitet som har små variasjoner i struktur og i mengde av forurensninger.

Epoksydene omsettes med diolen i en sterisk stabilisert dispersjon.

Dispersjonen opprettholdes med et sterisk stabiliseringsmiddel. Et sterisk stabiliseringsmiddel er en forbindelse i hvilken molekylet i alt vesentlig er amfipatisk. Det vil si at det har kjede-lignende del forbundet med epoksydet som skal dispergeres (dette refereres til som en anker-komponent) og en annen kjede-lignende del som forbindes med væsken (dette refereres til som en solvatisert komponent).

Stabilisatoren kan for eksempel ha en anker-komponent basert på en akrylatpolymer. Egnede akrylatpolymerer er homopolymerer og kopolymerer av akrylsyreestere (for eksempel polymetylmetakrylat, polyetylmetakrylat, polymetylakrylat, polymetylmetakrylat, ko-etylmetakrylat-polyetylakrylat) og kopolymerer av akrylatestere og akrylsyre og metakrylsyre. I slike kopolymerer utgjør enheter som stammer fra akrylsyre eller metakrylsyre ikke mer enn 10 vekt% av kopolymeren. Det kan også være til stede små mengder av itakonsyre, krotonsyre, maleinsyre eller alkylestere av slike syrer.

Den solvatiserte komponent kan være en poly-C6-18-alkyl-akrylester, for eksempel poly-2-etylheksylakrylat, en polyester, for eksempel poly-12-hydroksy-stearinsyre, eller et hydrokarbon, for eksempel polybutadien, eller avbygget naturlig gummi.

Stabilisatoren er fortrinnsvis en hvor anker-komponenten er en kopolymer av metylmetakrylat og akrylsyre eller metakrylsyre. Stabilisatoren er fortrinnsvis en hvor den solvatiserte komponent stammer fra polybutadien.

Stabilisatorene kan dannes ved vanlige metoder. Når for eksempel anker-komponenten er en akrylatpolymer og den solvatiserte komponent er poly-12-hydroksy-stearinsyre, kan stabilisatoren fremstilles ved kopolymerisering av reaksjonsproduktet av glycidyl-(met)akrylat og poly-12-hydroksystearinsyre og akrylatmonomerene. Når anker-komponenten er en akrylatpolymer og den solvatiserte komponent er et hydrokarbon eller en poly-C6-18-alkylakrylester, kan stabilisatoren dannes ved en hydrogen-utskillingsreaksjon.

Den flytende bærer for dispersjon er en ikke-polar organisk væske. Den kan spesielt være et alifatisk hydrokarbon. Hydro-karbonet kan inneholde opptil 30 vekt% av andre løsningsmidler, for eksempel aromatiske hydrokarboner og estere.

Den flytende bærer er fortrinnsvis et medium av høytkokende alifatisk hydrokarbon, spesielt et hydrokarbon som har et kokepunkt i området 130-350°C.

Fremgangsmåten utføres fortrinnsvis i nærvær av en base-katalysator. Eksempler på egnede katalysatorer er alkalimetall-karbonater, for eksempel natriumkarbonat og kaliumkarbonat, alkalimetallhydroksyder, for eksempel natriumhydroksyd og kaliumhydroksyd, kvaternære ammoniumsalter og triaryl-alkyl-fosfoniumsalter, for eksempel trifenyletylfosfoniumjodid og trifenyletylfosfoniumacetat.

Katalysatoren er fortrinnsvis trifenyletylfosfoniumjodid.

Den sterisk stabiliserte vannfrie dispersjon av forbindelsen med minst to epoksygrupper kan dannes ved å røre forbindelsen i det vannfrie medium i nærvær av stabilisatoren.

Fremgangsmåten kan utføres ved langsom tilsetning av diolen med formel (1) til en fordannet sterisk stabilisert dispersjon av forbindelsen med minst to epoksygrupper ved en egnet temperatur slik at komponentene bringes til å reagere.

Fremgangsmåten kan fortrinnsvis utføres ved først å blande diolen med formel (1) med forbindelsen med to epoksygrupper og hvilken som helst katalysator for reaksjonen, og deretter danne en vannfri dispersjon av blandingen i nærvær av en sterisk stabilisator, og endelig oppvarme dispersjonen for å bringe komponentene til å reagere.

Omsetningen kan bekvemt utføres ved temperaturer mellom 120 og 250°C.

Komponentene oppvarmes vanligvis mellom 1 og 4 timer.

Visse dispersjoner av polyepoksyder dannet i henhold til fremgangsmåten, er nye. I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes følgelig også en sterisk stabilisert vannfri dispersjon av et polyepoksyd, som tidligere definert, hvor dispersjonen opprettholdes med en sterisk stabilisator i hvilken den solvatiserte komponent stammer fra polybutadien.

Det er funnet at filmer støpt på metallsubstrater fra dispersjoner i hvilke det anvendes en slik foretrukket stabilisator, og som etterpå tørkes ved oppvarming, fremviser forbedret adhesjon til substratet.

Disse dispersjoner har fortrinnsvis et faststoffinnhold på minst 60%.

Dispersjonene fremstilt ved fremgangsmåten kan påføres ved standard-metoder på egnede substrater.

Dispersjonene kan anvendes ved en fremgangsmåte for belegning som omfatter å påføre en film av en dispersjon, som beskrevet ovenfor, og fjerne den kontinuerlige fase ved fordampning.

Eksempler på egnede påføringsmetoder inkluderer sprøyting, stryking, dypping eller valsebelegning.

Etter påføringen fjernes den kontinuerlige fase bekvemt ved oppvarming til mellom 100 og 200°C i mellom 1 og 10 minutter.

Dispersjonene som fremstilles ved fremgangsmåten i henhold til denne oppfinnelse kan blandes ved standardmetoder slik at det dannes belegningspreparater. De er spesielt egnet for boks-belegninger.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

EKSEMPLER

Eksempel 1

1.1 Poly- 12- hydroksystearinsvre

En blanding av 12-hydroksystearinsyre (847,61 g), toluen (150,69 g) og metansulfonsyre (1,70 g) ble oppvarmet til mellom 140 og 150°C. Vann ble fjernet azeotropisk og ble under fjerningen erstattet med et tilsvarende volum av toluen. Vann-fjerningen ble fortsatt i 6 til 7 timer inntil syretallet var mellom 32 og 34 mg/g.

Det oppnådde produkt var en løsning av poly-12-hydroksystearinsyre i toluen med faststoffinnhold på 81%.

1.2 Poly- 12- hydroksvstearinsyre: qlycidvlmetakrylat- addukt En blanding av de følgende reagenser ble dannet:

(Armeen DMCD er dimetyl-"kokosnøtt-fettamin") og

(Hydrosol 130-160°C <5% er en alifatisk hydrokarbonblanding inneholdende mindre enn 5% av aromatisk hydrokarbon, som fås fra Hydrocarbures St Denis, Frankrike).

Den ovenfor beskrevne blanding ble oppvarmet til tilbakeløp (140-150°C) i 6 timer inntil det ble oppnådd et syretall på 1 mg/g. Ytterligere mengder (hver 0,67 g) av Armeen DMCD ble satt til tilbakeløpsblandingen etter tilbakeløp i 3 og 4 timer, produktet var en løsning av addukt med 50% faststoffinnhold.

1.3 Poly- 12- hydroksystearinsyre- basert disper<g>erin<g>smiddel Den følgende blanding av reagenser ble blandet:

Den ovenfor beskrevne reaksjonsblanding ble i løpet av 3 timer satt til en blanding av butylacetat (133,37 g) og etylacetat (266,72 g) ved tilbakeløpstemperatur. Da tilsetningen var fullført, ble det fortsatt med oppvarming. Etter 30 minutter ble en del av en azodiisobutyronitril-oppslemning i etylacetat (1 g i 1,5 g) satt til reaksjonsblandingen. Etter ytterligere 30 minutter ble det tilsatt en andre del av azodiisobutyronitril-oppslemming i etylacetat (1 g i 1,5 g).

Etter tilsetningen av den andre del av azoisobutyronitril, ble deler av løsningsmidlet (14 0 g) fjernet ved destillasjon og erstattet med Hydrosol 130-160°C <5% (140 g). En ytterligere del (140 g) av løsningsmidlet ble fjernet ved destillasjon og erstattet med en ytterligere del (140 g) av Hydrosol 130-160°C <5%.

1.4 Epoksyd- diol- reaksi on

En blanding av epoksyd GY250 (343,35 g), difenylolpropan (201,23 g), trifenyletyl-fosfoniumjodid (1,09 g) og dispergeringsmiddel fremstilt som beskrevet i avsnitt 1.3 ovenfor (136,41 g) i høyt-kokende alifatisk løsningsmiddel med k.p. 270-310°C (317,92 g), ble oppvarmet under omrøring. Temperaturen i reaksjonsblandingen ble holdt mellom 170-180°C i 2 timer. Blandingen ble hensatt for å avkjøles for å danne en dispersjon med 60% faststoffinnhold med partikkelstørrelse 0,5 /xm, viskositet på 0,07 Pas og epoksy-ekvivalentvekt på 62 00.

Eksempel 2

2.1 Poly- 2- etylheksylakrylat

En blanding av etylacetat (297,92 g), 2-etylheksylakrylat (198,60

g) og azodiisobutyronitril (1,99 g) ble blandet og oppvarmet til tilbakeløpstemperatur. Etter 15 minutter ved tilbakeløpstemperatur ble det dråpevis tilsatt en ytterligere blanding av 2-etylheksylakrylat (496,52 g) og azodiisobutyronitril (4,97 g) i løpet av 1,5 time. Det ble fortsatt med oppvarming under tilbakeløp i ytterligere 1 time, og produktet ble fortynnet med etylacetat for å gi en løsning av poly-2-etylheksyl-akrylat i etylacetat med et fast-stoff innhold på 65% og en viskositet på 0,9-1,1 Pas.

2.2 Polv- 2- etylheksylakrvlat : metylmetakrylat

akrvlsvre- disperqeringsmiddel

Sats 1 ble dannet og oppvarmet til tilbakeløpstemperatur i 0,5 time. Sats 2 ble så tilsatt ved tilbakeløpstemperatur til sats 1 i løpet av 1,5 timer. Det således oppnådde produkt ble fortynnet først til 60% faststoffinnhold ved tilsetning av etylacetat (88,83

g) og så til 50% faststoffinnhold ved tilsetning av en ytterligere andel (132,00 g) av etylacetat. Det ble fortsatt med oppvarming ved

tilbakeløpstemperatur, og etter ytterligere 0,25 time ble løsningen fortynnet til et faststoffinnhold på 45% ved tilsetning av en ytterligere andel av etylacetat (88,65 g).

Det ble fortsatt med oppvarming ved tilbakeløpstemperatur, og 2 deler av t-butyl-per-2-etylheksanoat (0,99 g) ble tilsatt til reaksjonsblandingen etter 0,5 times intervaller.

Reaksjonsblandingen ble fortynnet med en ytterligere andel av etylacetat (110,81 g). Det ble fortsatt med oppvarming ved tilbake-løpstemperatur i 0,5 time, og en tredje andel av t-butyl-per-2-etylheksanoat (0,99 g) ble satt til reaksjonsblandingen. Løsningsmidlet ble så endret fra etylacetat til en blanding av white spirit og etylacetat ved delvis avdestillering av etylacetat og det destillerte volum ble erstattet med et tilsvarende volum av white spirit.

Den således dannede stabilisator kan anvendes ved fremgangsmåten i eksempel 1.4 for å danne en dispersjon av epoksyharpiks.

Eksempel 3

3.1 Polybutadien- metylmetakrvlat/ akrylsyre- dispergerinqsmiddel

Sats 2 ble tilsatt i løpet av en periode på 1,5 timer til sats 1 mens sats 1 ble holdt ved tilbakeløpstemperatur. Det ble fortsatt med oppvarming i ytterligere 1,5 timer og ytterligere to porsjoner (1,33 g) av t-butylperoktoat ble tilsatt etter hverandre ved intervall på 0,5 time. Dersom løsningen ble hensatt for avkjøling, ble det dannet en klar løsning av harpiks med en viskositet på 70 poise.

Løsningsmidlet ble så utbyttet ved porsjonsvis destillering av toluen og tilsetning av white spirit, for å gi en løsningsmiddel-blanding med like andeler av toluen og white spirit.

Den således dannede stabilisator kan anvendes ved fremgangsmåten i eksempel 1.4 for å gi en dispersjon av epoksyharpiks.

Eksempel 4

4.1 Polvbutadien- metylmetakrYlat/ metakrylsYre- disperqerinqsmiddel Sats 1

Sats 2 ble i løpet av en periode på 1,5 timer satt til sats 1 ved tilbakeløpstemperaturen, 120-125°C. Etter ytterligere 0,5 time ble Trigonox tilsatt, og det ble fortsatt med oppvarming i ytterligere én time. Løsningsmiddel (99,1 deler) ble fjernet ved destillering og erstattet med et tilsvarende volum av white spirit. Produktet var opalescerende med en viskositet på 0,5 til 1,0 Pas og et målt faststoffinnhold på 37%.

4.2 Epoksvd- dispersj on

Flytende epoksyd (GY 250 fra Ciba Chemicals: 372,5 deler), difenylol-propan (DPP) (218,31 deler), trifenoletyl-fosfoniumjodid (1,19 deler), dispergeringsmiddel fra eksempel 4.1 (147,98 deler) og Hydrosol PW2H (overveiende alifatisk løsningsmiddel fra Hydrocarbures St Denis, Frankrike: 188,59 deler) ble satt til en kolbe utstyrt med skilletrakt, og ble oppvarmet under røring til 160°C. Det var en innledende eksotermisk reaksjon til 180-190°C, og blandingen ble så holdt ved 170-175°C. Blandingen ble holdt ved 170-175°C, og etter 55 minutter ble det tilsatt ytterligere Hydrasol PW2H (71,43 deler). Blandingen ble holdt ved 170-175°C i 1 time og så hensatt for avkjøling til romtemperatur. Den avkjølte blanding ble filtrert gjennom et 50 mikrometers nylon-nett. Epoksyd-ekvivalentvekten var 6467, og dispersjonen hadde en viskositet på 0,18 Pas, og et faststoffinnhold på 65%.

Eksempler 5 til 9

Det ble dannet dispersjoner ved fremgangsmåten i eksempel 4.2 ved å erstatte den vannfrie bærer av Hydrosol PW2H med forskjellige andre organiske væsker. Disse væsker, og karakteristikkene til de oppnådde dispersjoner, er vist i tabell 1 nedenfor. ("Hydrosol"-løsningsmidler kan fås fra Hydrocarbures St Denis, Frankrike; og "Exxsol", "Isopar" og "Norpar"-løsningsmidler kan fås fra Exxon Chemicals).

Eksempler 10- 20

Det ble dannet dispersjoner i henhold til fremgangsmåten i eksempel 4.2, med epoksydvæsken GY250 ble erstattet med forskjellige andre epoksyfunksjonelle forbindelser, DPP-diolen ble erstattet med flere forskjellige diol-forbindelser, og det-var små variasjoner i vektene for jod-katalysator, dispergeringsmiddel og løsningsmiddel. Disse er oppført i tabell 2 sammen med egenskapene til de resulterende dispersjoner.

I tabell 2:

ERL 4299 er en forbindelse med tilnærmet formel (5), med epoksyekvivalentvekt 202, som fås fra Ciba Geigy Chemicals.

XPY 306 er en forbindelse med tilnærmet formel (11) i hvilken D er metylen, med epoksy-ekvivalentvekt 156 g, fra Ciba Geigy.

XPY 307 er en epoksy-novolak-harpiks med epoksy-ekvivalentvekt på 178 g fra Ciba Geigy Chemicals.

EPN 1139 er en epoksy-novolak-harpiks med epoksy-ekvivalentvekt 136 g fra Ciba Geigy Chemicals.

DEN 438 er en epoksy-novolak-harpiks med epoksy-ekvivalentvekt 155 g fra Dow Chemicals.

DER 3 30 er en forbindelse med tilnærmet formel (11) med epoksy-ekvivalentvekt 174 g fra Dow Chemicals.

DER 333 er en epoksy-funksjonell forbindelse med tilnærmet formel (11) med epoksy-ekvivalentvekt 185 g, som fås fra Dow Chemicals, og som allerede inneholder en katalysator som er antatt å være trifenyl-etyl-fosfoniumacetat.

Degussa Diepoxide 133 er en diepoksyd-forbindelse med formel (8) fra Degussa Chemicals med epoksy-ekvivalentvekt 133.

DPM er difenylolmetan, en diol med formel (1) hvor D er metylen.

LMB 4 337 er urenset DPM fra Ciba Geigy.

LPP er difenylolpropan, en diol med formel (1) hvor D er en 2,2-propylen-gruppe.

Eksempler 21 til 31

Dispersjoner med forskjellige forhold mellom epoksyforbindelse og diolforbindelse

Forskjellige epoksy-dispersjoner ble dannet ved fremgangsmåten i eksempel 1.4 ved anvendelse av de følgende ingredienser:

Den totale vekt av epoksy- og diol-forbindelser ble holdt konstant mens forholdet mellom de to ble variert. De anvendte forhold og egenskapene til de oppnådde dispersjoner er angitt i tabell 3 nedenfor:

Eksempler 32 til 42

Forhold mellom epoksy- og diol- forbindelser

32. 1 til 42. 1 Polybutadien- dispergeringsmiddel

Metylmetakrylat (187,5 deler), metakrylsyre (11,97 deler) og Lucidol p25 (5,23 deler) ble satt til en blanding av Lithene N 4500 (199,47 deler) og toluen (593,17 deler) ved tilbakeløp i løpet av 1,5 timer. Blandingen ble holdt ved tilbakeløp i 0,5 time, og Trigonox 21B 70 (1,33 deler) ble tilsatt. Blandingen ble oppvarmet i 0,5 time, og mer Trigonox 21B 70 (1,33 deler) ble tilsatt. Blandingen ble holdt ved tilbakeløp i ytterligere 0,5 time, og omtrent halvparten av toluenet ble fjernet ved destillasjon og erstattet med white spirit. Det resulterende produkt hadde et faststoffinnhold på 40% og en viskositet på tilnærmet 10 Pas.

32 til 42 Epoksy- dispersioner

Epoksy-dispersjoner ble dannet ved fremgangsmåten i 4.2 og med de følgende ingredienser:

Den totale vekt av epoksy-forbindelse og diol-forbindelse ble holdt konstant, og forholdet mellom de to ble variert, og de forskjellige vekter av disse, sammen med egenskapene til de oppnådde dispersjoner, er angitt i tabell 4.

Eksempel 43

Dispersjoner ved anvendelse av syrefritt dispergeringsmiddel

43.1 Dispergeringsmidlet

Metylmetakrylat (177,47 deler) og Lucidol P25 (4,73 deler) ble satt til en blanding av Lithene N4 5000 (221,54 deler) og toluen (593,85 deler) ved tilbakeløpstemperatur i løpet av 1,5 timer. Blandingen ble holdt ved tilbakeløpstemperatur i ytterligere 30 minutter, og Trigonox 21B70 (1,18 deler) ble tilsatt. Blandingen ble holdt ved tilbakeløpsforhold i 0,5 timer og mer Trigonox 21B70 (1,18 deler) ble tilsatt. Blandingen ble holdt ved tilbakeløps-temperatur i ytterligere 0,5 time, og halvparten av toluenet ble så fjernet ved destillering og erstattet med white spirit (296 deler). Det resulterende dispergeringsmiddel var gelé-lignende og hadde et faststoffinnhold på 37%.

43.2 Epoksy- dispersjon

Flytende epoksyd GY250 (372,5 deler), DPP-diol (218,30 deler), trifenyl-etyl-fosfoniumjodid-katalysator (1,19 deler), dispergeringsmiddel fra eksempel 43.1 (147,99 deler) og løsningsmidlet Hydrosol PW2H (188,59 deler) ble oppvarmet til 160°C under omrøring. Temperaturen steg ved eksotermisk reaksjon til 175-185°C, og den tid hvor den nådde 170°C ble tatt som tid 0. 55 minutter etter denne tid ble Hydrosol PW2H (71,43 deler) tilsatt. Blandingen ble holdt ved 170°C i ytterligere 1 time og 5 minutter og hensatt for avkjøling. Produktet var en melkaktig dispersjon med et fast-stoff innhold på 65%, en viskositet på 0,25 Pas og en epoksy-ekvivalentvekt på 5900.

Eksempel 44

Dispersjoner av ikke- epoksy- funksjonell polymer

Flytende epoksyd GY250 (343,26 deler), DPP-diol (307,50 deler), TPEPI-katalysator (1,31 deler), dispergeringsmidlet fra eksempel 4.1 (122,3 deler) og løsningsmidlet Hydrosol PW2H (225,63 deler) ble oppvarmet til 160°C under røring. Oppvarmingen ble fjernet og temperaturen i blandingen fortsatte å stige til 170°C, og tiden hvor den nådde 170°C ble tatt som tid null. Temperaturen i blandingen fortsatte å stige til 180-190°C, og da temperaturen hadde sluttet å stige, ble blandingen holdt ved 170-175°C. Etter én time var epoksy-ekvivalentvekten til blandingen 100.000, og etter 2 timer var epoksy-ekvivalentvekten 211.000. Etter 2 timer ble blandingen avkjølt og filtrert gjennom et 50 mikrometers nylon-nett. Den avkjølte blanding hadde et faststoffinnhold på 70% og en viskositet på 0,6 Pas.

Eksempel 4 5

Flytende epoksyd GY250 (379,32 deler), difenylolpropan (270,53 deler), trifenyl-etyl-fosafoniumjodid-katalysator (1,31 deler), dispergeringsmidlet fra eksempel 4.1 (122,11 deler) og løsnings-midlet Hydrosol PW2H (226,73 deler) ble oppvarmet til 160°C under omrøring. Oppvarmingen ble fjernet og temperaturen i blandingen fortsatte å stige til 170°C, og den tid hvorved den nådde 170°C ble tatt som tid null. Temperaturen i blandingen fortsatt å stige til 180-190°C, og da temperaturen hadde opphørt å stige, ble blandingen holdt ved 170-175°C. Etter én time var epoksy-ekvivalentvekten til blandingen 34.890, og etter 2 timer var epoksy-ekvivalentvekten 76.423. Etter 2 timer ble blandingen avkjølt og filtrert gjennom et 50 mikrometers nylon-nett. Den avkjølte blanding hadde et fast-stoff innhold på 70% og en viskositet på 0,6 Pas.

Eksempel 46

Flytende epoksyd GY250 (260,62 deler), difenylolpropan (330,16 deler), trifenyl-etyl-fosfoniumjodid-katalysator (1,30 deler) dispergeringsmidlet fra eksempel 4.1 (147,75 deler) og løsnings-midlet Hydrosol PW2H (188,69 deler) ble oppvarmet til 160°C under omrøring. Oppvarmingen ble fjernet og temperaturen i blandingen fortsatt å stige til 170°C, og den tid hvorved den nådde 170°C ble tatt som tid null. Temperaturen i blandingen fortsatt å stige til 180-190°C, og da temperaturen hadde sluttet å stige, ble blandingen holdt ved 170-175°C. Etter én time var epoksy-ekvivalentvekten til blandingen 141.000, og etter 2 timer var epoksy-ekvivalentvekten 197.925. Etter 2 timer ble blandingen avkjølt og filtrert gjennom et 50 mikrometers nylon-nett. Den avkjølte blanding var meget tykk ved 70%, og en del ble således fortynnet til et faststoffinnhold på 65% for å gi 0,29 Pas.

Eksempel 47

Epoksyd- dispersi on

Flytende epoksyd (GY250 fra Ciba Chemicals: 374,65 deler), difenylolpropan (141,78 deler), adipinsyre (49,03 deler), trifenyl-etyl-fosfoniumjodid (1,19 deler) dispergeringsmiddel fra eksempel 4.1 (148,84 deler) og Hydrosol PW2H (overveiende alifatisk løsningsmiddel fra Hydrocarbures St Denis, Frankrike: 177,36 deler) ble satt til en kolbe utstyrt med en skilletrakt, og ble oppvarmet under omrøring til 160°C. Det var en innledende eksotermisk reaksjon inntil 180-190°C, og blandingen ble så holdt ved 170-175°C. Blandingen ble holdt ved 170-175°C og etter 55 minutter ble ytterligere Hydrosol PW2H (107,15 deler) tilsatt. Blandingen ble holdt ved 170-175°C i 1 time og ble så hensatt for å avkjøles til romtemperatur. Den avkjølte blanding ble filtrert gjennom et 50 mikrometers nylon-nett. Epoksy-ekvivalentvekten var 8517, og dispersjonen hadde en viskositet på 0,3 Pas og et faststoffinnhold på 62,59%.

Eksempel 48

Epoksvd- dispersi on

Flytende epoksyd (GY250 fra Ciba Chemicals: 316,81 deler), difenylolpropan (168,46 deler), dimerisert fettsyre (Pripol 1013 fra Unichem) (39,77 deler), trifenyl-etyl-fosfoniumjodid (1,01 deler), dispergeringsmiddel fra eksempel 4.1 (125,92 deler) og Hydrosol PW2H (overveiende alifatisk løsningsmiddel fra Hydrocarbures St Denis, Frankrike: 169,20 deler) ble satt til en kolbe utstyrt med en skilletrakt, og ble oppvarmet under omrøring til 160°C. Det var en innledende temperaturstigning til 180-190°C, og blandingen ble så holdt ved 170-175°C. Blandingen ble holdt ved 170-175°C og etter 55 minutter ble Hydrosol PW2H (63,41 deler) tilsatt. Blandingen ble holdt ved 170-175°C i 35 minutter. Hydrosol PW2H (73,76 deler) ble tilsatt og blandingen ble holdt ved 170-175°C i 30 minutter. Hydrosol PW2H (41,66 deler) ble tilsatt, og blandingen ble hensatt for avkjøling til romtemperatur. Den avkjølte blanding ble filtrert gjennom et 50 mikrometers nylon-nett. Epoksy-ekvivalentvekten var 6170, og dispersjonen hadde en viskositet på 0,17 Pas og et faststoffinnhold på 57,5%.

Påførin<g> av dispersionene på metallsubstrater

Hver av dispersjonene fra eksemplene 1 til 48 ble påført på et stålsubstrat. Påføringen ble utført ved anvendelse av et spinne-brett ved den følgende generelle fremgangsmåte. Det ble spunnet et brett på 15 cm x 15 cm ved 2950 omdr. pr. min., og 5 til 6 g av dispersjonen ble anbrakt på dets overflate i midten. Spinning ble utført i 10 sekunder.

Hvert av de belagte brett ble oppvarmet til 200°C i 10 minutter i en boksovn for å fjerne den kontinuerlige fase. De tørre filmer hadde alle en filmvekt på 8 g/m<2> (tykkelse på tilnærmet 6/iin) .

Film- egenskaper

Alle dispersjonene dannet gode koherente filmer.

Det ble funnet at dispersjonene fra eksemplene 1 og 21 til 31 dannet en film som hadde dårlig adhesjon til metallsubstratet.

Det ble funnet at dispersjonen fra eksempel 2 dannet en film som var heller myk og som hadde noe dårlig adhesjon til substratet.

Det ble funnet at dispersjonene fra eksemplene 3 til 20 og 32 til 48 alle dannet filmer som hadde utmerket adhesjon til metallsubstratet.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en sterisk stabilisert, vannfri dispersjon av et polyepoksyd med en epoksyekvivalentvekt over 350, som omfatter å omsette: (i) en forbindelse som har minst 2 epoksygrupper med (ii) en diol med formel (1) i hvilken B er en gruppe med formel (2) hvor D er en metylengruppe eller propan-2,2-diyl, karakterisert ved at forbindelsen (i) er i form av en vannfri dispersjon som er sterisk stabilisert ved hjelp av en stabilisator som omfatter en solvatisert komponent som stammer fra polybutadien.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det anvendes et polyepoksyd med formel (4) hvor a er et slikt tall at epoksy-ekvivalentvekten er i området 350 til uendelig, B er en gruppe med formel (2), og A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (6) hvor n er fra 1 til 4 og A2 er en gruppe med formel (7) hvor n er som i formel (6); eller A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (9) og A<2> er en gruppe med formel (10), eller A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (12), D er en metylengruppe eller propan -2,2-diyl og b er fra 0 til 2, og A<2> er en gruppe med formel (13) hvor D og b er som i formel (12).

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det som forbindelse som har minst 2 epoksygrupper, anvendes en epoksy-novolak-forbindelse.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at det anvendes et polyepoksyd med formel (4) hvor A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (12), A2 er en gruppe med formel (13) og D er propan-2,2-diyl, idet b fortrinnsvis er 0,1-1.

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, karakterisert ved at det anvendes et polyepoksyd med formel (4) hvor A<1> er hydrogen eller en gruppe med formel (6) , A<2> er en gruppe med formel (7) og n er 4.

6. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 3 til 5, karakterisert ved at det anvendes en sterisk stabilisator for epoksyharpiksen som omfatter en anker-komponent forenet med epoksyharpiksen som er en homopolymer av metylmetakrylat eller en kopolymer av metylmetakrylat og akryl- eller metakrylsyre.

7. Fremgangsmåte i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det anvendes en vannfri kontinuerlig fase som er et alifatisk hydrokarbon med kokepunkt i området 130-350°C.

8. Anvendelse av en dispersjon fremstilt i henhold til hvilket som helst av kravene 1 til 7, for belegning på et egnet substrat ved å påføre en film av dispersjonen og fjerne den kontinuerlige fase ved inndamping.