DE2459961A1 - Verfahren zur herstellung von imidgruppen aufweisenden polyadditionsprodukten - Google Patents
Verfahren zur herstellung von imidgruppen aufweisenden polyadditionsproduktenInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Imidgruppen aufweisenden
Polyadditionsprodukten
Polyadditionsprodukten
Polymaleinimide lassen sich bekanntlich als Rohstoffe für
die Herstellung von Polyadditions- und Polymerisationsprodukten verwenden. So wird beispielsweise in dem FR Patent
1,555,564 die Polyaddition von Ν,Ν'-Bis-maleinimiden
mit primären Diaminen und die Härtung dieser Voraddukte
durch thermische Polymerisation beschrieben. Die erhaltenen, Succinimidreste aufweisenden Polymeren sind aber für viele Anwendungszwecke unzureichend. Sie weisen nämlich
eine vergleichsweise geringe Formbeständigkeit in der
Wärme auf. ·. . ' ·
durch thermische Polymerisation beschrieben. Die erhaltenen, Succinimidreste aufweisenden Polymeren sind aber für viele Anwendungszwecke unzureichend. Sie weisen nämlich
eine vergleichsweise geringe Formbeständigkeit in der
Wärme auf. ·. . ' ·
. S0 9827/0848
In dem US-Patent 3,741,942 weiden Polyadaitionsprodukte aus Bismaleinimiden
und organischen Dithiolen beansprucht. Diese bekannten Polyaddukte und das Herstellungsverfahren derselben weisen
all die grossen Nachteile auf, welche für schwefelhaltige Hochpolymere
charakteristisch sind. Insbesondere ist auf die starke Geruchsbelästigung durch die Dithiole und auf die toxische Wirkung
derselben hinzuweisen. Da analoge Belästigungen auch bei der Verbrennung und der Zersetzung bei hoher Temperatur dieser schwefelhaltigen
Polyaddukte auftreten, sind dieselben als Werkstoffe, 'insbesondere im Bausektor, im Fahrzeug- und im Flugzeugbau, in
den meisten Fällen nicht einsetzbar. Als weiterer Nachteil dieser Produkte ist anzuführen, dass die Erweichungstemperaturen nicht
höher als 110 bis 1700C liegen. ,
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Imidgruppen aufweisende Polykondensationsprodukte auf der Basis von Polymaleinimiden zu
schaffen, welche die Nachteile der bisher bekannten Polyaddukte auf Polymaleinimid-Basis nicht aufweisen, und welche ohne Hantierung
gesundheitsschädlicher Stoffe und ohne Geruchsbel'ästigungen hergestellt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Imidgruppen aufweisenden Polyadditionsprodukten, welches dadurch
gekennzeichnet ist, dass man Polyimide, welche einen Rest der*allgemeinen
Formel
^O
in der D einen zweiwertigen, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
enthaltenden Rest bedeutet, mindestens zweimal im Molekül enthalten,
509827/0848
mit mehrwertigen Alkoholen in Gegenwart von basischen"Verbindungen
bei Temperaturen zwischen 50 und 28O°C umsetzt.
Gemäss einer Vorzugsform (E) der Erfindung werden als basische
Verbindungen Katalysatoren eingesetzt. Dabei werden die Poly- . imide und die mehrwertigen Alkohole bevorzugt in solchen Mengen
eingesetzt, dass auf 1 Aequivalent Polyimid 0,1 bis 1 Aequivalent
mehrwertiger Alkohol kommen.
Als basische Katalysatoren sind'gemäss der Erfindung besonders tertiäre,
sekundäre, primäre Amine oder Amine, welche mehrere verschiedenartige
Aminogruppen enthalten (z.B. gemischte tertiär-sekundäre Amine) und quaternäre Ammoniumverbindungen geeignet. Diese Amin-Katalysatoren
können sowohl Monoamine als auch Polyamine sein. Im Falle der Verwendung von primären und sekundären Aminen sind Monoamine
zu bevorzugen. Als Beispiele solcher Amin-Katalysatoren sind
die folgenden Substanzen aufzuzählen: Diethylamin, Tributylamin, Triethylamin, Triamylamin, Benzylamin, N-Methy!pyrrolidin, Tetramethyldiaminodipheny!methan',
Chinolin, Ν,Ν-Diisobutylaminoacetonitril,
NjN-Dibutylaminoacetonitril, Imidazol, Benzimidazol und
deren Homologe,und auch Mercaptobenzothiazol. Als geeignete quaternäre
Ammoniumverbindungen sind beispielsweise Benzyltrimethylammoniumhydroxid
und Benzyltrimethylammoniummethoxid zu nennen.
Weitere geeignete Katalysatoren sind Alkalimet,allverbind\mgen,
wie Alkalialkoholate und -hydroxide. Besonders gut geeignet ist
Natriummethylat. · · ■ .......
Die Katalysatoren sollten in dem Reaktionsgemisch in einer Konzentration
von 0,01 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 10 Gew.-%, vorliegen, wobei sich die Gewichts-%-Angaben auf die
gesamte Menge der reagierenden Ausgangskornponenten beziehen.
Die durch die Reaktionen entstehenden Produkte, welche sekundäre
oder tertiäre Aminogruppen enthalten, können im Verlaufe der
Umsetzung auch katalytisch wirken.
509827/0848
Eine weitere Vorzugsform (F) dieser Erfindung stellt der Einsatz von primären Polyaminen als basische Verbindungen dar, wobei
so gearbeitet wird, dass auf 1 Aequivalent Polyimid soviel mehrwertiger
Alkohol und primäres Polyamin kommen, dass die Summe der beiden letzteren Substanzen 0,2 bis 1,5 Aequivalente ausmacht
und das Aequivalentverhältnis von dem mehrwertigen Alkohol zu dem Polyamin 1 : 4 bis 4 : 1 beträgt. Bevorzugt soll das Aequivalentverhältnis
von dem mehrwertigen Alkohol zu dem Polyamin 1 : 2 bis 4 : 1 betragen.
Die erfindungsgemässe Polyaddition beruht ganz oder teilweise
auf einer neuartigen Verknüpfung von Polyimid und mehrwertigem Alkohol nach der folgenden chemischen Gleichung (I-P), bei der
zur Vereinfachung difunktionelle Reaktionspartner und ein Bis-Maleinimid
eingesetzt werden.
ή, \ /C0V« basischer . rn
P Va-n P + ho—ε—0HKataly /co jx^
CH / \ ~ CH " . ^- 9H2 N-A-N ' | J
\00 Χ CO^ , TaIoT^CH / \ ^CH-O-E-O-
Im Falle der Vorzugsform (F) der Erfindung beruht sie ausserdem auf einer Verknüpfung von Polyimid und Polyamin nach der folgenden
chemischen Gleichung (I-A), bei der zur Vereinfachung ebenfalls difunktionelle Reaktionspartner und ein Bis-Maleinimid
eingesetzt werden.
N-A- / CH '+ H2N-B- NH9->CH2
CH s
\ pu z 2 j.„
(I-A)
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" 5" 2A59961
Beide Verknüpfungsarten führen zUiTiächsL 2,u Molekülketten,
wobei die im Falle (F) gemäss den Gleichungen (I-A) und (I-P) entstehenden Kettenglieder alternierend, statistisch
verteilt oder getrennt, d.h. jeweils kummuliert in Blockpolymer-Form, in die Ketten eingebaut werden
können.
Im Verlaufe der erfindungsgemässen Umsetzung erfolgt auch eine Vernetzung, welche hauptsächlich auf der Homopolymerisation
der Doppelbindungen der eingesetzten Poly- · imide beruht. Diese ist besonders dann wirksam, wenn
die Anzahl der Doppelbindungsäquivalente grosser als die Summe der Amino- und Hydroxyläquivalente ist.
Besonders einleuchtend ist die Bildung vernetzter Produkte
im Falle des Einsatzes tri- oder höherfunktioneller Ausgangsprodukte. . ■ «
Die bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ablaufende Polyaddition war bezüglich der Verknüpfung
gemäss dem Schema der obigen Gleichung (I-P) im Hinblick auf die einschlägige Literatur besonders überraschend.
So wird beispielsweise in einer Publikation von R.A. Finnegan
und W.H. Mueller in J. Pharmaceutical Sciences 54 (1965) 1257-1260,
die Reaktion von Methanol mit N-Phenylmaleinimid bei Anwesenheit
wässriger Natronlauge bei Raumtemperatur beschrieben. Als Reaktionsmechanismus wird zunächst eine Aufspaltung des Imidringes unter
Anlagerung von Methanol und danach die Anlagerung eines zweiten Methanolmoleküls an die Doppelbindung" postuliert.
Unter Berücksichtigung dieses Standes der Technik war an sich überhaupt nicht zu erwarten, dass bei Anwendung der Lehre zum
technischen Handeln gemäss der Erfindung bezüglich der Reaktionspartner Polymaleinimid und mehrwertiger Alkdiol eine Polyaddition
unter Erhalt der Imidringe und unter Bildung von Aethergruppen gemäss der Gleichung (I-P) ablaufen würde. Diese Polyaddition
führt, gegebenenfalls zusammen mit der Polyaddition gemäss
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BADORiGlNAL
Gleichung (I-A) , überraschend zu Hochpolymeren, welche eine
hervorragende Wärmestabilität aufweisen.
Die meisten der er£indungsgemäss einsetzbaren Polyimide, sind in
der Literatur ausführlich beschrieben. Ihre Herstellung kann nach den in der US Patentschrift 3,010,290 und in der GB Patentschrift 1,137,592. beschriebenen Methoden durch Umsetzung der entsprechenden Diamine mit den ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden erfol-
-gen.
der Literatur ausführlich beschrieben. Ihre Herstellung kann nach den in der US Patentschrift 3,010,290 und in der GB Patentschrift 1,137,592. beschriebenen Methoden durch Umsetzung der entsprechenden Diamine mit den ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden erfol-
-gen.
Erfindungsgemäss sind u.a. all die Polyimide einsetzbar, Vielehe
bereits in dem FR Patent 1 555.564 aufgezählt v;orden sind. Besonders
gut geeignet sind Maleinirnide,■d.h. Polyimide der Formel (I), in der D den zweiwertigen Rest der Formel
η ■ (II)
bedeutet", wobei R Wasserstoff oder Methyl darstellt.
Eine Vorzugsform der Erfindung stellt die Umsetzung mit Polyimiden,
welche den Rest der Formel (I) zwei- oder dreimal im Molekül enthalten, und somit insbesondere die Umsetzung mit Bis- und Trismaleinimiden
dar.
Als besonders gut geeignete Bis-maleinimide sind Verbindungen
der Formel
XN - A - VT _
f
CH / \ XH (III)
\C0 OK
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in der Λ einen zv?erwertigen organischen Rest mit 2 bis 30 C-Atomen
bedeutet, zu nennen.
Der Rest A in Formel (III) entspricht vorzugsweise der Formel
(IV)
wobei R1 einen der Reste -CH2-, -C- , "SO2-, -SO-, -S- und -0-darstellt
und η 0 oder 1 ist. CH3
Als spezielle Beispiele für bekannte Polyimide, welche für das erfindungsgeniässe Verfahren geeignet sind, seien folgende Substanzen
genannt:
NjN'-Aethylen-bis-maleinimid . . : "
•NjN'-Hexamethylen-bis-'maleinimid
NjK'-m-Phenylen-bis-maleinimid . · ■
N,N'-p-Phenylen-bis-maleinimid
N,N'-4,4'-Diphenylmethan-bis-maleinimid
Ν,Ν'-4,4'-3,3f-Dichlor-diphenylmethan-bis-maleinimid
N,N!-4,4'-Diphenyla'ther-bis-maleinimid ·
N,Nl-4,4'-Diphenyisulfon-bis-maleinimid
K,Nl-4,4l-Dicyclohexylmethan-bis-maleinimid
N^N'-α ,α '-4,4'-Dimethylencyclohexan-bis-mal.einimid
NjN'-m-Xylylen-bis-maleinimid
Ν,Ν'-p-Xylylen-bis-maleinimid
K,Nl-4,4I-Diphenylcyclohexan-bis-maleinimid
NjN'-m-Phenylen-bis-citraconimid
N,N'-4,4'-Diphenylmethan-bis-citraconimid
N,N'-4J4l-2}2-Diphenylpropan-bis-maleinimid
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N,Nl-4,4l-Diphenylmethan-bis-itaconsä"ureimid
Ν,Ν'-p-Phenylen-bis-itaconsä'ureimid
Ν,Ν1-4,4'-DiphenyInethan-bis-dimethylmaleinimid
N,NI-4,4'-2,2-Diphenylpropan-bis-dimethylmaleinimid
N,Nf-Hexamethylen-bis-dimethylmaleiniraid
N,N'-4,4l-Diphenyläther-bis-dimethylmaleinimid
NiNl-4,4t-Diphenylsul£on-bis-dimethylmaleiniinid
FUr das erfirsdungsgemä'sse Verfahren können aber auch neue Bis-
und Tris-imide eingesetzt werden, welche die folgende Formel Viii
aufweisen: - . .'
Λ0 -
'(O"- A" - N
Darin bedeuten A und A" gegebenenfalls substituierte oder durch
ein Sauerstoffatom, eine Alkylengruppe oder Sulfonylgruppe unterbrochene aromatische Reste, D den bereits oben definierten Rest,
Z ein Sauerstoffatom oder Schwefelatom, m die Zahl 1 oder 0 und
η die Zahl 2 oder 3. ...
Die neuen Bis- und Tris-imide der Formel VIH werden erhalten, indem
man Dicarbonsäuremonoamid-Verbindungen der allgemeinen Formel IX ' ·
509827/08A8 bad
/(O
<0 - A" '- NH - CO - D -- COOH)n
bei Temperaturen unterhalb von 900C in Gegenwart von Katalysatoren
(Na und K-Salze) unter Abspaltung von η Molen Wasser cyclisiert
und anschliessend die Verbindungen der. Formel VII durch Ausfällen des Reaktionsproduktes in Wasser oder einer wässrigen Alkohollösung
isoliert. Die dabei eingesetzten Dicarbonsäuremonoam'id-Verbindungen sind nach bekannten Verfahren herstellbar. In diesem
Zusammenhang sei auf die US Patentschrift 2,444,536 und die GB Patentschrift 1,027,059 hingewiesen.
Beispiele für solche neuen", 'für das erfindungsgemässe Verfahren
geeigneten Haleinimide sind: - . . ·
das Ν,Ν'-Bis-maleinimid des 4,4'-Diamino-triphenyl-phosphats,
das Ν,Ν'-Bis-maleinimid des 4,4'-Diamino-triphenylthiophosphats,
das N,N1 ,NM-Trismaleinimid des Tris- (4-aminophenyl)-phosphate,
. das N,N1 ,N"-Trismaleinimid des Tris- (4-aminophenyl) -thio phosphat σ
Man kann erfindungsgemäss auch Mischungen·von zwei oder mehreren
aller oben erwähnten PoIy-imide verwenden.
Als mehrwertige Alkohole, welche (gegebenenfalls im Gemisch verschiedener
Alkohole) als Ausgangssubstanzen für 'das erfindungsge-.
masse Verfahren geeignet sind, sind insbesondere 2- oder 3-wertige
Alkohole zu nennen.
50 9 82 7/0848
Gut geeignet sind unverzweigte oder verzweigte aliphatische Alko~
hole mit insgesamt 2 bis 12 C-Atomen, V7ie beispielsweise Aethylenglykol,
Propandiol-1,3, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6,
Octandiol-1,8,' 1,2,6-Hexantriol, 1,1,1-Trishydroxymethylpropan und
Glycerin*Grundsätzlich können auch Alkohole eingesetzt werden,
welche ein oder mehrere olefinische Doppelbindungen enthalten.
Gut geeignet als Ausgangssubstanzen sind auch cycloaliphatische oder cycloaliphatisch-aliphatische Alkohole mit 1 oder mehr cycloaliphatischen
Kernen, welche, gegebenenfalls Sauerstoff, Schwefel oder schwefelhaltige Reste als Bindeglieder enthalten können,
wobei die Hydroxylgruppen entweder an die aliphatischen oder an die cycloaliphatischen Reste gebunden sind.
Eine diesbezügliche Vorzugsform der Erfindung stellt der Einsatz von Verbindungen dar, welche der Formel V
HO
entsprechen, in der R einen der Reste -CF^-, -C- · -SO^-, -SO-,
CH3
-S- und -0- bedeutet und η 0 oder 1 ist.
Beispiele für solche Verbindungen sind das hydrierte Bisphenol A,
Bis-(p-hydroxycyclohexyl)-methan, Bis-(p-hydroxycyclohexyl)-sul~
fön, Bis-(p-hydroxycyclohexyl)-sulfoxid, Bis-(p-hydroxycyclohexyl)
sulfid, Bis-(p-hydroxycyclohexyl)-äther und 4,4'-Dihydroxy-dicyclohexyl.
.
Weitere flir das erfindungsgemässe Verfahren gut geeignete Alkohole
sind Polyglykolether von mehrwertigen Alkoholen oder Phenolen, wie beispielsweise die Diglykoläther der oben aufgezählten Verbindungen der Formel (V), insbesondere Bisphenol-A-diglykoläther.
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ORIGINAL INSPECTED
Auch mehrwertige Alkohole der Formal
HO-CH9CH0-O-R2-(R1) -R^O-CH9CH9-OH, (VI)
2 .
in der R einen Phenylen- oder einen Cyclohexylenrest bedeutet,
sind für das erfindungsgemässe Verfahren gut geeignet.
Als weitere geeignete cycloaliphatisch-aliphatische Alkohole sind
Polymethylolverbindungen, wie beispielsweise Cyclohexandiraethylol,
anzuführen. Der einfachste der rein cycloaliphatischen Alkohole,
welcher als Ausgangsstoff einsetzbar ist, ist das Cyclohexandiol-1,4. ' · ■ -
Alle hier angeführten, als Ausgangsstoffe für das Verfahren gem'äss
der Erfindung geeigneten Polyalkohole sind dem Fachmann seit langem bekannt und es erübrigt sich deshalb, auf die Gewinnung
derselben hier einzugehen.
Gemäss der Erfindung werden bevorzugt aromatische oder araliphatische,
di- oder tri-primäre Amine mit 2 bis 40 C-Atomen im Molekül eingesetzt. Besonders gut geeignet sind Diamine der Formel
in der R und η die oben angegebene Bedeutung haben.
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Grundsatzlich sind auch alle die Polyamine eihsitzbar, welche bereits
in dem FR Patent 1,555,564 aufgezählt worden sind. Im einzelnen sind die folgenden, flir das erfindungsgemasse Verfahren geeigneten
Polyamine zu nennen: 1,2,4-Triaminobenzol, 1,3,5-Triaminobenzol,
2,4,6-Triaminotoluol, 2,4,6-Triamino-1,3,5-trimethylben-'zo1,
1,3,7-Triaminonaphthalin, 2,4,4'-Triaminodiphenyl, 3,4,6-Triaminopyridin,
2,4,4'-Triaminophenylather, 2,4,4'-Triaminodiphcn'y!methan,
2,4,4'-Triaminodiphenylsulfon, 2,4,4'-Triaminobenzo-
phenon, 2,4,4'-Triamino-3-methyl~diphenylmethan, N,N,N-Tri(4-aminophenyl)-amin,
Tri-(4-aminophenyl)-methan, Tri-(4-aminophenyl·)-phosphat,
Tri-(4-aminophenyl)-phosphit, Tri-(4-aminophenyl)-thiophosphat,
3,5,4'-Triaminoben2anilid, Melamin, 3,5,3',5'-tetraaminobenzophenon,
1,2,4,5-Tetraaminobenzol, 2,3,6,7-Tetraaminonaphthalin,
3,3'-Diaminobenzidin, 3,3',4,4'-Tetraaminophenyläther,
3,3' ^^'-Tetraaminodiphenylmethan, 3,3' ,4,4'-Tetraaminodiphenylsulfon,
3,5-Bis-(3,4'-diaminophenyl)-pyridin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan,
l.^-Diamino-cyclohexan, m-Phenylendiamin, p-Phenylendiamin,
4,4'-Diamino-diphenyl-methanJ Bis-(4-aminophenyl)-2,2-propan,
4,4'-Diamino-diphenylether, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon,
1,5-Diaminonaphthalin, m-Xylylendiamin, p-Xylylendiamin,
Aethylendiamin, Hexamethylendiamin, Bis-(y-aminopropyl)-5,5-dimethyl-hydantoin,
4,4'-Diaminotriphenylphosphat.
Die oben genannten, für das erfindungsgemasse Verfahren geeigneten
Amine und die Verfahren zu ihrer Herstellung sind bekannt, sodass es sich erübrigt, hierauf näher einzugehen.
Der Vollständigkeit halber soll erwähnt werden, dass als Ausgangssubstanzen
auch solche Polyamine geeignet sind, welche durch Umsetzung von primären aromatischen Aminen mit Aldehyden oder Ketonen
gewonnen werden. Es ist diesbezüglich auf die französischen Patentschriften 1,430,977 und 1,481,932 hinzuweisen.
Gemäss der Erfindung kann man auch Mischungen mehrerer Polyamine
einsetzen. ■ .
• 509827/0848
Die erfindungsgemässe Umsetzung erfolgt bevorzug.': in der Schmelze
oder teilweise in der Schmelze und teilweise in der festen Phase. Sie kann aber auch in Lösung durchgeführt werden.
Soweit das Verfahren im Schmelzfluss durchgeführt wird, sind Temperaturen von 150 bis 2500C besonders gut geeignet. In Lösung
sind dagegen auch niedrigere Temperaturen von beispielsweise 50° ·
bis 1500C anwendbar.
Als geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise folgende Substanzen
aufzuzählen: .
Aromaten, wie. Xylol und Toluol; Halogenkohlenwasserstoffe, wie Trichlorethylen, Tetrachloräthan, Tetrachlorethylen, Chlorbenzol;
Aether, wie Dioxan, Tetrahydrofuran, Dibutyläther; Dimethylformamid,
Tetramethylharnstoff, Dimethylsulfoxid und N-Methylpyrrolidon.
In manchen Fällen, insbesondere beim Einsatz verhältnismässig wenig
reaktiver Substanzgemische oder bei der Polyaddition in Lösung bei niedrigeren Temperaturen, ist es auch im Falle (F) zweckmässig,
die Reaktion durch basische Katalysatoren zu beschleunigen. Es sind praktisch dieselben, bereits aufgezählten Katalysatoren
zu verwenden. Sie sollten in dem Reaktionsgemisch in einer Konzentration von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 8 Gew.-%; vorliegen,
wobei sich die Gexvachts-%-Angaben auf die gesamte Menge
der reagierenden Ausgangskomponenten beziehen.
Die durch die Reaktionen entstehenden Produkte, welche sekundäre.
oder tertiäre Aminogruppen enthalten, können im Verlaufe der
Umsetzung auch katalytisch wirken.
509827/08 48 BAD OHSlNAL
im allgemeinen geht man bei der Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens (F) von Reaktionsgemischen aus, welche ausser den Polyimiden gleichzeitig mehrwertige Alkohole und primäre
Polyamine enthalten.
Man kann aber auch so vorgehen, dass man zunächst das jeweilige Polyimid ganz oder teilweise mit dem jeweiligen Alkohol in Gegenwart
eines Katalysators reagieren lässt und danach die restliche Umsetzung mit dem primären Polyamin und gegebenenfalls mit dem
restlichen Alkohol ablaufen lässt.
Auch die umgekehrte Arbeitsweise ist möglich. Man lässt zunächst das jeweilige Polyimid mit dem jeweiligen primären Polyamin ganz
oder teilweise reagieren. Danach erfolgt die Umsetzung mit dem jeweiligen mehrwertigen Alkohol und gegebenenfalls mit dem
restlichen primären Polyamin.
Bei den beiden zuletzt beschriebenen Verfahrensweisen wird praktisch
zunächst ein Präpolymer hergestellt.. Man kann aber auch in folgender Weise ein Präpolymer bereiten und weiterverarbeiten.
Nach dem Mischen und gegebenenfalls nach einer anschliessenden Vermahlung aller Ausgangsprodukte wird das Pulver zunächst eine
begrenzte Zeit lang vorzugsw. auf 140 - 1700C erhitzt. Es entsteht
ein noch thermisch verformbares, teilweise lösliches Produkt. Dieses Präpolymer muss gegebenenfalls wieder zu einem verarbeitbaren
Pulver vermählen werden, bevor es bei der Endverarbeitung endgültig gehärtet wird. Die Präpolymerisation kann auch durch
Erhitzen einer -'Lösung oder Suspension der Ausgangsmaterialien erfolgen.
Das zuletzt beschriebene Präpolymehr-Verfahren ist auch
bei der Vorzugsform (E) anwendbar.
Die erfindungsgenüisse Herstellung der Imidgruppen aufweisenden
Polyadditionsprodukte erfolgt in der Pvegel unter gleichzeitiger Formgebung zu Formkörpern, Flächengebilden,· Laminaten, Verklebun-
509827/0848
BAD ORIGINAL
gen, Schaumstoffen. Dabei können den härtbaren Massen die in der
Technologie der härtbaren Kunststoffe gebräuchlichen Zusätze wie Füllstoffe, Weichmacher, Pigmente, Farbstoffe, Formtrennmittel,
flammhemmende Stoffe zugesetzt werden. Als Füllstoffe können zum Beispiel Glasfasern, Glimmer, Quarzmehl, Kaolin, kolloidales Silizium-dioxid
oder Metallpulver verwendet werden, als Formtrennmittel können zum Beispiel verschiedene Wachse, Zink- oder KaI-ziumstearat
usw. dienen.' " -
Die Formgebung der nach dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbaren
Produkte kann in einfachster Weise nach dem Giessverfahren unter Anwendung einer Giessform erfolgen.
Die Formgebung kann aber auch nach dem Heisspressverfahren unter Anwendung einer Presse durchgeführt werden. Meistens genügt es,
dass man nur kurz auf Temperaturen von 170 bis 25O°C bei einem
Druck von 1 bis 200 kp/cm erhitzt,, und den so erhaltenen Formling
ausserhalb der Presse vollständig aushärtet.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch in der Weise erfolgen, dass man zunächst ein Präpolymer herstellt, dasselbe in einem geeigneten
Lösungsmittel suspendiert oder löst, anschliessend poröse Flächengebilde wie Gewebe, Fasermatter oder Faservliese, besonders
Glasfasermatten oder Glasfasergewebe, mit diesen Lösungen oder Suspensionen imprägniert,· das Lösungsmittel durch einen Trocknungsvorgang
entfernt und schliesslich die.so erhaltenen Substrate in
einer Presse auf vorzugsweise 170 - 25O°C bei einem Druck von 5 200
kp/cm Druck erhitzt. Es ist auch möglich, die Laminate in
der Presse nur vorzuhärten und die so erhaltenen Produkte in einem
Ofen bis zum Erreichen optimaler Gebrauchseigenschaften nachzuhärten.
'
Das erfindungsgemässe Verfahren und die dadurch herstellbaren Polyadditionsprodukte
sind vor allem auf den Gebieten des Oberfiächen-
509827/08.48
Schutzes, der Elektrotechnik,; der Laminierverfahren, der Schaumstoffherstellung
und im Bauwesen anwendbar.
Weiterer Gegenstand der Erfindung sind auch lagerstabile, heisshärtbare
Mischungen, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass sie
a) Polyimide, welche einen Rest der allgemeinen Formel
DC /N- , (I)
in der D einen zweiwertigen, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
enthaltenden Rest bedeutet, mindestens zweimal im Molekül enthalten,
b) mehrwertige Alkohole und
c) die entsprechenden basischen Verbindungen enthalten.
Fs handelt sich bei diesen hä'rtbaren Mischungen vorzugsweise um
Mischpulver. Diese werden am günstigsten dadurch erhalten, dass man die festen Einzelkomponenten unter Anwendung einer intensiv
arbeitenden Mahlanlage · (wie z.B. Kugelmühlen) gemeinsam mahlt bzw. nachmahlt. Aus dem Pulvergemisch, welches in vielen Fällen als
solches eingesetzt werden kann, lässt sich aber auch in bekannter Weise durch Tablettierung, durch eine Aufbaugranulierung oder durch
ahnliche Verfahren ein beispielsweise für das Heisspressverfahren besonders gut geeignetes, grb'ssere Stücke enthaltendes Material
herstellen.
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Wenn die erfindungsgemässcn heisshärtbaren Mischungen als Giessharze
verarbeitet werden sollen, so dürfen dieselben nicht solche
Polyalkohole enthalten, welche bei der erforderlichen Entgasung der Mischung in der Schmelze bei Unterdruck (beispielsweise
bei 2 bis 20 Torr) entweichen. So ist beispielsweise Butandiol-1,4 für Giessharzmischungen nicht in Verbindung mit
N,N1-4,4'-Diphenylmethan-bis-maleinimid einsetzbar. Bekanntlich
schmilzt dieses Maleinimid bei etwa 1500C und der Siedepunkt von
Butandiol-1,4 bei 10 Torr liegt bei etwa .1200C; d.h. letztere
Substanz würde bei der Entgasung der Schmelze abdestillieren.
Eine Vorzugsform der erfindungsgemässen heisshärtbaren Mischungen stellen somit solche Mischungen dar, welche Polyalkohole enthalten,
deren Siedepunkte bei dem Druck, welcher allgemein bei der Entgasung der Mischung in der Schmelze angewendet wird
(2 - 20 Torr), oberhalb der Temperatur dieser Schmelze liegen.
Die oben dargelegte Beschränkung der erfindungsgemässen Mischungen bei der Giessverarbeitung. gilt aber nicht flir die Verarbeitung
der Mischungen in Lösung. Im letzteren Fall ist beispielsweise durchaus auch eine Kombination von N,N'-4,4I-Diphenylmethan-bis-maleinimid
mit Butandiol-1,4 möglich.
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Herstellung von Ausgangsprodukten ,für das i erfindungsgemässe Ver·
fahren
I. Herstellung eines Tris-imids der Formel VIII
a) In einem mit Rüher und Thermometer versehenen Reaktionsge-•fass
werden 294 g (3,0 Mol) Maleinsäureanhydrid, gelöst in 800 ml Dioxan, vorgelegt. Zu.dieser Lösung wird bei 10 200C
während 4-5 Stunden eine Lösung von 371 g (1 Mol) Tris-(4-aminophenyl)-phosphat, gelöst in 2,5 Liter Dioxan,
.hinzugetropft. Nach beendeter Zugabe wird noch 1 \ Stunden
gerührt, danach das Reaktionsprodukt abfiltriert, mit Chloroform gewaschen und getrocknet. Man erhalt 669 g
• einer gelblichen Substanz mit einem Schmelzpunkt von 127 - 1300C. Diese besitzt gemä'ss analytischen Daten die folgende
Struktur: . . ·
O=P(O
b) In einem mit Rührer und Thermometer versehenen Reaktionsgef'ass
werden 85 g Natriumacetat und 1,1 Liter Acetanhydrid vorgelegt und mittels eines Oelbades auf 600C erwärmt.
Zu dieser Lösung werden während 30 Minuten portionenweise 954 g der nach a) hergestellten Trismaleinamidsäure
so zugegeben, dass die Reaktionstemperatur 900C nicht Überschreitet. Nach beendeter Zugabe la'sst man auf Raumtemperatur
abkühlen und tropft anschliessend eine Mischung •von 2 Liter Isopropanol und 0,7 Liter Wasser zum teilweise
auskristallisierten Reaktionsprodukt. Die ausgefallene Substanz
wird abfiltriert, mit Isopropanol und Wasser säurefrei
gewaschen und getrocknet. Es werden 532 g einer Sub-
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r,tanz mit einem Schmelzpunkt von 173,5 - 17V0C erhalten,
vjelche gema'ss analytischen Daten das Tris-malexniiirid des.
Tris-(A-aminophenyl)-phosphats mit der folgenden Strukturformel
ist:· . · · .
0-P -0
Ausführungsbeispiele Beispiel 1
179 g (0,5 Mol) NjN'-pjp'-Diphenylmethan-bis-maleiniffiid werden geschmolzen
und bei ca. 1800C Oelbadtemperatur bei 20 j>is 30 Torr
entgast. Bei Normaldruck und 30 bis 40°C werden·. 13",5 g (0,15 Mol)
Butandiol-1,4 zusammen mit 4,1 (0,025 Mol) Mercaptofrenzothiazol
als Katalysator entgast. Danach werden die letzteren beiden Substanzen unter-Normaldruck mit der. Schmelze vermischt. Das so entstandene
Reaktionsgemisch wird sofort in eine Form mit den Massen 150 χ 150 χ 4 mm gegossen und 10 Stunden lang auf 2O5°C erhitzt. Es
entsteht ein fester Giesskörper, welcher eine Formbeständigkeit in
der Wärme (nach ISO/R 75) von > 3000C aufweist.
50 98 27/0 84 8 ....'.
©AD
Beispiele 2 bis: 7_
In den folgenden Beispielen wird wie in Beispiel 1 auch nach der Giesstechnilc verfahren, nur dass teilweise andere Reaktionspartner
und Katalysatoren oder keine Katalysatoren eingesetzt werden und dass die Mengenverhältnisse der Komponenten teilweise abgewandelt
sind. In der Tabelle 1 wird ein Ueberblick über die Reaktionspartner und die eingesetzten Mengen derselben gegeben. Die Entgasung
der Ausgangsprodukte und gegebenenfalls der Katalysatoren erfolgt in den einzelnen Beispielen gemeinsam oder einzeln. In
jedem Fall soll die Entgasung sinnvoll.so erfolgen, dass leichter flüchtige Komponenten nicht verdampfen. Die Werte für die Heatdistortion
sind in der Tabelle 2 zusammengestellt.
Beispiele 8 und 9 (Vergleichsbeispiele)
In diesen Beispielen wird gemäss der' technischen Lehre des französischen
Patentes 1,555,564 (ebenfalls unter Anwendung der Giesstechnik) verfahren. Die Mengenverhältnisse sind ebenfalls in Tabelle
1 und die Prüfungsergebnisse in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Härtung des Reaktionsgemisches erfolgte 10 Stunden lang bei
2O5°C.
Den Tabellen 1 und 2 ist zu entnehmen, dass die nach dem erfindungsgemässen
Verfahren hergestellten Polyaddukte (Beispiele 1 bis 7) in allen Fällen eine bessere, zum grössten Teil eine erheblich
bessere Formbeständigkeit in der Wärme aufweisen als die Polyaddukte, welche gemäss dem französischen Patent 1,555,564
(Beispiele S und 9) hergestellt worden sind.
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ORIGINAL INSPECTED
Eingesetztes Polyimid | . | N,N'-ρ,ρ'-Diphenyl- methan-bis-malein= imid |
Menge | Mol | Eingesetzter mehrw. Alkohol | Menge | Mol | Eingesetztes Polyamin | Menge, | Mol | Eingesetzter Katalysator | Menge | Gew.-7o | |
Beispiel | Typ | Il | g | 0,5 | Typ | S | 0,15 | Typ | g | 0,4 | Typ | S | 2,1 | |
ti Ii |
179 | 0,5 | 13,5 | 0,15 · | 1,0 | Mercaptobenzo- thiazol |
•4,1 | __— | ||||||
1 | Il | 179 | 0,5 ' 0,5 |
Butandiol-1,4 | 13,5 | 0,15 0,165 |
4,4'-Biaminodi- phenylmethan |
—_— | __- | 1,5 | ||||
2 | Il | 179 179 |
0,5 | It | 13,5 22,1 |
0,25 | Il | Benzimidazol | 2,95 | 2,8 | ||||
cn ο · 3 co oo . 4 |
Tris-phenylmalein- imidophosphat |
179 | 0,5 | ·' Il Hexantriol-1,2,6 |
29,0 | 0,25 | Benzimidazol | 5,9 ' | 2,48 | |||||
^1 5 | 179 | 0,25 | Cyclohexandiol-1,4 | 60,0 | 0,15 | It | 5,9 | 3,54 | ||||||
° 6 00 |
152,8 | hydriertes Bis- phenol A |
13,5 | ti | 5,9 | |||||||||
°° . 7 . | Butandiol-1,4 | |||||||||||||
N,N'-p,p'-Diphenyl- tne than -bis -malein- imid |
||||||||||||||
ti | 1 | |||||||||||||
1 ' | Kein zusätzli cher Katalysator |
|||||||||||||
δ' | ti | |||||||||||||
9' " |
4>CJl CD LD CD
Beispiel | Formbeständigkeit in der ' . Wärme nach ISO/R 75 0C |
1 2 3 4 5 6 7 |
^300 >■ 300 P=- 300 >300 275 252 223 |
8 9 |
214 196 |
In diesen Beispielen wird die Technik von Beispiel 1 angewendet, nur dass andere Reaktionsteilnehmer und teilweise andere Härtungspar
amet er angewendet werden.
In der Tabelle 3 sind die Ausgangsprodukte und ihre Mengen der einzelnen Beispiele und in der Tabelle 4 die Prüfungsergebnisse
zusammengestellt.
In den Beispielen 10 und 11 wurde bei 2450C, in. allen übrigen
Beispielen bei 2O5°C gehärtet. In allen Fällen betrug die Härtungszeit
10 Stunden.
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10 11 |
Eingesetztes Polyimid · | ■ | Menge | MoI | Eingesetzter mehrw. Alkohol | Menge | Mol | Eingesetzter | Katalysator | Sex | *.-%■ | |
• | 12 | Typ | g | 0,5 0,5 |
Typ | g | 0,15 0,15 |
• Typ | 1, 1, |
47 40 |
||
3eispiel | 13 | 179 179 |
0,2 | 21,6 29,9 |
0,06 | |||||||
14 | N,N'-ρ,ρ'-Diphenyl- methan-bis-malein- imid |
72 | 0,2 | Cyclohexandimew thylol Octandiol-1,8 |
6,96 | 0,06 | Benzimidazol | 1, | 43 | |||
cn CD CD |
15 | N,N'-4,4'-Diphenyl- äther-bis-malein- |
75,2 | 0,25 | Cyclohexandiol-1,4 | 6,96 | 0,075 | |||||
«J | 16 17 |
xmxd N,NI-4,4'-Dipheriyl- thioäther-bis-male- inimid |
89,5 | O,2'5 | Il | 13,07 | 0,075 | Benzimidazol | 1, | 50 | ||
780/ | 18 | N,N'-ρ,ρ'-Diphenyl- methan-bis-malein - imid |
89,5 | 0,25 0,25 |
3,6-Dimethyl-3,6- octandiol |
8,25 | 0,075 0,075 |
1, 1, |
44 36 |
|||
OO | 19 | Il | 89,5 89,5 |
0,25 | 2-Aethy1-2-methyl- 1,3-propandiol |
12,0 18,0 |
0,075 | Benzimidazol | 1, | 41 | ||
Il It |
89,5 | 0,75 | 2-Aethyl-2-butyl- 1,3-propandiol hydriertes Bis phenol A |
14,55 | 0,225 | Il Il |
1, | 29 | ||||
ti ■ | 268,5 | Tetraäthylen- elvkol |
73,9 | It | ||||||||
It | D iomethandiglykol- äther |
It | ||||||||||
Menge | ||||||||||||
' g | ||||||||||||
2,95 2,95 |
||||||||||||
1,18 | ||||||||||||
1,47 | ||||||||||||
1,47 1,47 |
||||||||||||
1,47 | ||||||||||||
4,42 | ||||||||||||
CD CO CO
Tabelle 3 (Fortsetzung)
CD CD OO
Beispiel | Eingesetztes Polyimid | Menge. | MpI | Eingesetzter mehrw. Alkohol | Menge | Mol | Eingesetzter Katalysator | Menge | Gew.-7« |
20 21 22 23 24 |
Typ | g | 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 |
Typ | g | 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 |
Typ | g | 4,76 9,09 13,04 |
N ,N' -p,pe-Diphenyl- methan-bis-malein - imid Il It Il Il |
89,5 89,5 89,5 89,5 89,5 |
Cyclohexandi- methylol Il Il ■ Il Il |
10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 |
N-Tetramethyl- p,p'-diamino- diphenylmethan Il Il Natriummethy- lat Tetramethyl- ammaniumbromid |
5,00 10,00 15,00 1,35 5,25 |
Beispiel | Biegefestigkeit nach | Schlagbiegefestigkeit nach | Formbeständigkeit in der | ro |
VSM 77103 * | VSM 77105 * | Wärme nach ISO/R 75 ** | ||
ι / 2 kg/mm |
cmkg/cm | 0C | ||
10 | 10,0 | 9,0 | "^300 | |
11 | 8,9 « | 7,6 | >300 | |
12 | 7,3 | 3,7 | 241 | |
13 | 6,4 | 2/9 | 291 | |
14 | 3,9 | 1,3 | 252 | |
15 | 8,0 | 7,7 | ■*" 300 | |
16 | 9,3 | 8.0 | ->■ 300 | |
17 | 8,1 | 8,5 | 292 | |
18 . | 8,7 | 11,5 | 300 | |
■ 19 | 10,1 | 7,8 | - | |
20 | 7>4 | 4,3 | ^300 | |
21 | 8,6 | 4,9 ■ | 279 | |
22 | 11,05 | 5,5 | 255 | |
23 | 4,1 | 1,8 | ^300 | |
24 | 3,9 | 1,4 | 290 | |
CD CD CD
Ausfuhrungsbeispiele gemäss Vorzugsform (F) der Erfindung
Beispiel 25
179 g (0,5 Hol) Ν,Ν'-ρ,ρ'-Diphenylmethan-bis-maleinimid und
9,9 g (0,05 Mol) 4,4'~Diaminodiphenylrnethan werden zusammengeschmolzen
bei ca'. 1800C Oelbadtemperatur. Nach dem Entgasen
bei 20-30 Torr werden 13,5g (0,15 Mol). Butandiol-1,4 bei
Normaldruck zugemischt. Gleich danach wird die erhaltene klare Schmelze in Formen der Masse 150 χ 150 χ 4 mm gegossen
und bei 2050C 10 Stunden lang gehärtet. Es entsteht ein
Giesskörper, V7eIcher eine Formbeständigkeit in der Wärme
(nach ISO/R 75) von >3000C aufweist.
In den folgenden Beispielen wird analog dem Beispiel 25verfahren,
nur dass teilweise andere Reaktionspartner eingesetzt werden und dass die Mengenverhältnisse der Komponenten teilweise abgewandelt
sind. In der Tabelle 5 wird ein Ueberblick über die Reaktionspartner
und die eingesetzten Mengen derselben gegeben. Die Entgasung der Ausgangsprodukte erfolgt in den einzelnen Beispielen gemeinsam
oder einzeln. In jedem Fall soll die Entgasung sinnvoll so erfolgen, dass leichter flüchtige Komponenten nicht verdampfen.
Die Eigenschaftswerte der Endprodukte sind in der Tabelle 6 zusammengestellt.
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Diskussion der Beispiele und Versuchsergebnisse (25 - 33 und
: ; 8 und 9)
Den Tabellen 5 und 6 ist zu entnehmen, dass die nach dem erfindungsgemessen
Verfahren (Vorzugsform F) hergestellten Polyaddukte (Beispiele 25 bis 33) in allen Fällen eine bessere
Formbeständigkeit in der Wärme aufweisen als die Polyaddukte, welche gemäss dem französischen Patent 1,555,564 (Beispiele 8
und 9) hergestellt worden sind. In den meisten Fällen ist die Schlagbiegefestigkeit gleich hoch oder besser als bei dem
nach bekannten'Verfahren hergestellten Produkten. Die Biegefestigkeit
ist bei optimaler Rezepteinstellung genügend hoch.
509827/0 8A8
cn ο
CO
OO
-J
CD OO 4>» 00
Hingesetztes Polyimid | Menge | MoI | Eingesetzter mehrw. Alkohol | Menge | MoI | Eingesetztes Polyamin | Menge | .MoI | |
Beispiel | Typ | g | 0,5 | Typ | g | 0,15 | Typ | g | 0,05 |
25 | Ν,Ν'-ρ,ρ'-Diphenyl- methan-bis-malein imid |
179 | 0,5 | 13,5 | 0,10 | 4,4'-Diaminodi- pheny!methan |
9,9 | 0,2 | |
26 | Il | 179 | 0,5 | Butandiol-1,4 | 9.0 | 0,10 | Il | 39,6 | 0,2 |
27 | Il | 179 | 0,5 | ti | 6,2 | 0,10 | It | 39,6 | 0,2 |
28 | It | 179 | 0,5 | Aethylenglykol | 14,6 | 0,30 | tt | 39,6 | 0,2 |
29 | ti | 179 | 0,5 | 0ctandiol-l,8 | 34,8 | 0,20 | ti | 39,6 | 0,2 |
30 . | ti | 179 | 0,5 | Cyclohexandiol-1,.4 | 28,8 | 0,15 | tt | 39,6 | 0,2 |
31 | tr | . 179 | 0,5 | Cyclohexan-1,4- dimethanol |
13,5 | 0,05 | tt | 39,6 | 0,2 |
32 | tt | 179 | 0,5 | Butandiol-1,4 | 4,5 | 0,3 | It | 39,6 | 0,2 |
33 | ti | 179 | .1,0 | Butandiol-1,4 | 27,0 | tt | 39,6· | 0,4 | |
8 | tt | 1,0 | Butandiol-1,4 | ti | 1,1 | ||||
9 | ti | — | ti · | ||||||
OO
cn
CD
co cn
Beispiel | Biegefestigkeit nach VSM.77103 * |
Schlagbiegefestigkeit nach · VSM 77105 * |
Formbeständigkeit in der Wärme nach ISO/R 75 ** |
kg/mm | 2 cmkg/cm |
oc | |
25" | 7,5 | 3,8 | =»300 |
. 26 | -.-- .■ , | 15,4 | 250 |
' 27 | 13,0 | 15,6 . | 235 |
28 | 14,9 | 13,4· ·. | 236 |
29 | 15,2 | 226 | |
30 | 11,1 | 256 ■ | |
cn σ . 31 |
16,3 | 17,9 | 234 |
S 32 | 11,9 | 245 | |
ϊ! 33 . | 15,6 | 238 · | |
οο ' 8 | • 13,3 | 14,0 | 214 . |
S 9- | 19,2 ' \ | 15,9 | 196 |
* VSM · = Normen des Vereins Schweizerischer Maschinenindustrieller
** ISO/R = Normen der International Standard Organisation/Recommendation
In diesen Beispielen wird die Technik der.Beispiele 25 bis 33
angewendet. In Tabelle 7 sind die Ausgangsprodukte und die Mengen derselben und in der Tabelle 8 die PrUfungsergebnisse
zusammengestellt. In den Beispielen 34 und 35 wurde bei 245°C, in allen Übrigen Beispielen bei 2O5°C gehärtet. In allen
Fällen betrug auch hier die Härtungszeit 10 Stunden.
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CD CD NO -J
f | Beispiel | Eingesetztes Polyimid '. | Menge | Mol | Eingesetzter mehrw. Alkohol | Menge | Mol | Eingesetztes Polyamin | Mqnge | 19., 8 | Mol |
Typ ■ | g | 0,5 | Typ | S | 0,15 | Typ | S | 19,8 | 0,1 | ||
34 | 179 | 0,5 | 21,6 | 0,15 | 5,9 | 0,1 | |||||
35 | N,N'-ρ,p^Diphenyl- methan-bis-malein- imid |
179 | 0,1 | Cyclohexandi- methylol |
21,9 | 0,05 | 4,4'-Diaminodi- ' phenylmethah |
7,92 | Q,03 | ||
36 | ti | 59,5 | 0,2 | Qctandiol-1,8 | 7,3 | 0,06 | It | 7,92 | 0,04 | ||
37 | Das Tris-imid der Form.VIII gem.Her- stellungsbsp. 1 |
72 | 0,2 | Il | 6,96 | 0,06 | It ■ | 5,4 | 0,04 | ||
38 | ■ N,N'-4,4'-Diphenyl- äther-bis-maleinimid |
75,3 | 0,25 | Cyclohexandiol ' | 6,96 | 0,05 | It | 10,0 10,0 9,9 |
0,05 | ||
39 | N,N'-4,4'-Diphenyl- thioäther-bis-malein- imid |
89,5 | 0,25 0,25 0,25 |
It | 7,2 | 0,05 0,05 0,05 |
It | 9,9 | 0,05 0,05 0,05 |
||
40 41 42 |
N ,N' -ρ,ρ'-Diphenyl- methan-bis-malein- imid |
89,5 89,5 89,5 |
0,25 | Cyclohexandi- methylol |
7,2 7,2 8,71 |
0,075 | m-Phenylendiamin | 9,9 | 0,05 | ||
43 | Il Il Il |
89,5 | 0,25 | It Il 3,6-Dimethyl-3,6- octandiol |
8,85 | 0,075 | 1,12-Diaminodecan 4,4'-Diaminodi- phenyläther 4,4' -Diaminodi- phenylmethan |
0,05 | |||
44 | tt | 89,5 | 2-Aethyl-2-methyl- propandiol-1,3 |
12,0 | Il | ||||||
ti | 2-Aethyl-2-butyl- propandiol-1,3 |
Il |
cn co co
Tabelle 7 (Fortsetzung)
3eispiel | Eingesetztes Polyimid | Menge | g | Mol | Eingesetzter mehrw. Alkohol | Menge | g | Mol | Eingesetztes Polyamin | Menge | g | Mol |
45 46 47 |
Typ | 89,5 89,5 268,5 |
0,25 0,25 0,75 |
Typ | 18,0 14,55 41,0 |
0,075 0,075 0,125 |
Typ | 9,9 9,9 29,7 |
0,05 0,05 0,15 |
|||
N ,N' -ρ, ρ'-Diphenyl- methan-bis-malein- imid Il Il |
hydriertes Bis phenol A Tetraäthylen- glykol Diomethandi- glykoläther |
4,4'-Diaminodi- pheny!methan M It |
Beispiel | Biegefestigkeit nach VSM 77103 * |
Schlagbiegefestigkeit nach' VSM 77105 * |
Formbeständigkeit in der Wärme nach ISO/R 75 ** |
kg/mm | cmkg/ctn | 0C | |
34 | 12,2 | 10,8 | ^300 |
35 | 9,9 | 10,2 | ^300 |
36 | 14,5 | 9,8 | 222 |
37 ■ | 12,1 | 5,9 . | 300 |
38 | 3,6 | 1,8 | 231 |
cn 39 | 6,7 | 4,3 | 266 |
S 40 . oo 41 |
6,9 10,5 |
1,2 6,9 |
248 |
^ 42 | 9,7 | 6,3 | 292 |
S 43 .00 : 4>. 44 |
8,0 10,1 |
9,6 9,3 |
' 272 285 |
00 45 | 11,9 | 8,8 | ' 242 |
46 | 11,2 | 11,0 | ^-300 |
47 | 11,7 | 11,7 | — |
CO CD CD
Claims (60)
1. Verfahren zur Herstellung von Imidgruppen aufweisenden PoIy-■
additionsprodukten, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyimide, welche einen Rest der allgemeinen Formel
D N- , (I)
• in der D einen zweiwertigen, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung
enthaltenden Rest bedeutet, mindestens zweimal im Molekül enthalten, mit mehrwertigen Alkoholen in
Gegenwart von basischen Verbindungen bei Temperaturen zwischen 50 und 28O°C umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung bei Temperaturen von 100 bis 25O0C ablaufen
lässt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man solche Polyimide mit Resten der Formel (I) einsetzt, in
der D einen zweiwertigen Rest der Formel
darstellt, wobei R Wasserstoff oder Methyl bedeutet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man solche Polyimide, welche den Rest der Formel (I) zwei- oder
dreimal im Molekül enthalten, einsetzt;
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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Folyimid eine Verbindung der allgemeinen Formel
N-A-N , / \ .XH i (III)
in der A einen zweiwertigen organischen Rest mit 2 bis 30 C-Atomen
bedeutet, einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass man
als Polyimid eine Verbindung der Formel .(III) einsetzt, in der A einen Rest der Formel
(IV)
CH3
bedeutet, wobei R^ einen der Reste -CHo-, -C- , -SO2-, -SO-, -S·
und -O- darstellt und η O oder 1 ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als Polyimid NiNl-4,4'-Diphenylmethan-bis-maleinimid einsetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
als mehrwertigen Alkohol einen 2- oder 3-wertigen Alkohol ' einsetzt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
als mehrwertigen Alkohol einen unverzweigten oder verzweigten aliphatischen Alkohol mit insgesant 2 bis 12 C-Atomen einsetzt
.
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10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
als mehrwertigen Alkohol einen cycloaliphatischen oder cycloaliphatisch-aliphatischen
Alkohol mit 1 oder mehr cycloaliphatischen Kernen, welcher gegebenenfalls Sauerstoff, Schwefel
oder schwefelhaltige Reste als Bindeglieder enthalten kann, einsetzt, wobei die Hydroxylgruppen entweder an die
aliphatischen oder an die cycloaliphatischen Reste gebunden sein können. .-
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man als mehrwertigen Alkohol eine Verbindung der Formel
HO
CH-
1 I -* ·
in der R einen der Reste -CH9-, -C- , -SO9-, -SO-, -S-
CH3 und -0- darstellt und η 0 oder 1 ist, einsetzt. .
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als mehrwertigen Alkohol einen Polyglykolether' von einem
mehrwertigen Alkohol oder mehrwertigen Phenol einsetzt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man als mehrwertigen Alkohol eine Verbindung der Formel
HO-CH9GH9-O-R2-(R1) -R^O-CH0CH9-OH, (VI)
£· έ, η ζ ζ
in der R einen Phenylen- oder einen Cyclohexylenrest bedeutet,
einsetzt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als basische Verbindung einen Katalysator einsetzt.
509827/0848
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man
die basischen Katalysatoren in einer Konzentration von 0,01 bis 15 Gew.-7o, bezogen auf die gesamte Menge der reagierenden
Komponenten, einsetzt.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Katalysatoren in einer Konzentration von 0,05 bis 10
Gew.-% einsetzt.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
als Katalysatoren tertiäre, sekundäre oder gemischt tertiärsekundäre Amine oder quaternäre Ammoniumverbindungen einsetzt.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysatoren Alkalimetallverbindungen einsetzt.
19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man das jeweilige Polyimid mit dem jeweiligen mehrwertigen Alkohol
in einem solchen Mengenverhältnis umsetzt, dass auf 1 Aequivalent Polyimid 0,1 bis 1 Aequivalente mehrwertiger
Alkohol kommen.
20. Polyadditionsprodukte, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 14.
21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als basische Verbindungen primäre Polyamine in einem solchen
Mengenverhältnis einsetzt, dass auf 1 Aequivalent Polyimid soviel mehrwertiger Alkohol und primäres Polyamin kommen,
dass die Summe der beiden letzteren Substanzen 0,2 bis 1,5 Aequivalente ausmacht und das Aequivalentverhältnis
von dem mehrwertigen Alkohol zu dem Prlyamin. 1 : 4 bis 4 : 1
beträgt»
509827/0848
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass
man die Umsetzung in einem solchen Mengenverhältnis ablaufen lässt, dass das Aequivalentverhältnis .von dem mehrwertigen
Alkohol zu dem Polyamin 1 : 2 bis 4 : 1 beträgt.
man die Umsetzung in einem solchen Mengenverhältnis ablaufen lässt, dass das Aequivalentverhältnis .von dem mehrwertigen
Alkohol zu dem Polyamin 1 : 2 bis 4 : 1 beträgt.
23. Verfahren nach Anspruch 21; dadurch gekennzeichnet, dass man
als primäres Polyamin ein aromatisches oder ein araliphatisches, di- oder tri-primäres Amin mit 2 bis 40 C-Atomen einsetzt.
24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man als primäres Polyamin eine Verbindung der Formel
(VII)
einsetzt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass man 4,4'-Diaminodipheny!methan einsetzt.
26. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung in Gegenwart von basischen Katalysatoren,
welche sich von den während der Umsetzung entstehenden
Produkten unterscheiden, in einer Konzentration von 0,1 bis
15 Gew.-7o, bezogen auf die gesamte Menge der reagierenden
Komponenten, ablaufen lässt.
welche sich von den während der Umsetzung entstehenden
Produkten unterscheiden, in einer Konzentration von 0,1 bis
15 Gew.-7o, bezogen auf die gesamte Menge der reagierenden
Komponenten, ablaufen lässt.
27. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysatoren tertiäre, sekundäre oder gemischt tertiärsekundäre Amine oder quaternäre Ammoniumverbindungen einsetzt
28. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man als Katalysatoren Alkalimetallverbindungen einsetzt.
50982 7/0848
29. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man die Katalysatoren in einer Konzentration von 0,3 bis
8 Gew*-% einsetzt.
30. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von einem Reaktionsgemisch ausgeht, das ausser den Polyimiden
gleichzeitig mehrwertige Alkohole und primäre Polyamine enthält.
31. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst die Umsetzung des jeweiligen Polyimids mit dem jeweiligen
mehrwertigen Alkohol in Gegenwart eines Katalysators ganz oder teilweise und danach die Umsetzung des so erhaltenen
Reaktionsgemisches mit dem jeweiligen primären Polyamin oder die abschliessende Umsetzung ablaufen lässt.
32. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man
zunächst die Umsetzung des jeweiligen Polyimids mit dem jeweiligen primären Polyamin ganz oder teilweise und danach
die Umsetzung des so erhaltenen Reaktionsgemisches mit dem jeweiligen mehrwertigen Alkohol oder· die abschliessende Umsetzung
ablaufen lässt.
33. Polyadditionsprodukte, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 21.
34. Lagerstabile, heisshärtbare Mischungen, dadurch gekennzeichnet,
dass sie
a) Polyimide, welche einen Rest der allgemeinen Formel
(D
co
in der D einen zweiwertigen, eine Kohlenstoff-Kohlenstoff—Doppelbindung
enthaltenden Rest bedeutet, minde stens zweimal im Molekül enthalten,
509827/0848
-AO-
b) mehrwertige Phenole und
c) basische Verbindungen enthalten.
35. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie solche Polyimide mit Resten der Formel (I) enthalten, in der
D einen zweiwertigen Rest der Formel
1V
CH \
darstellt, wobei R Wasserstoff oder Methyl bedeutet.
36. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,, dass
sie solche Polyimide, welche den Rest der Formel (I) zwei· oder dreimal im Molekül aufweisen, enthalten.
37. Mischungen nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,'dass
sie als Polyimid eine Verbindung der allgemeinen Formel
N-A-N
in der A einen zweiwertigen, organischen Rest mit 2 bis
30 C-Atomen bedeutet, enthalten.
5098 2 7/0848
38. Mischungen nach Anspruch 37,' dadurch gekennzeichnet, dass sie
als Polyimid eine Verbindung der Formel (III) enthalten," in
der A einen Rest der Formel
CH3.
1 J
•bedeutet, wobei R einen der Reste -CH2-, -4- , -SO2-, -SO-,
. CH3 . . . --S- und -0- darstellt und η 0 oder 1 ist.
39. Mischungen nach'Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass sie
als Polyimid N,N1-4,4'-Diphenylmethan-bis-maleinimid enthalten.
40. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mehrwertigen Alkohol einen 2- oder 3-wertigen Alkohol
enthalten. ■
41. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mehrwertigen Alkohol einen unverzweigten oder verzweigten
aliphatischen Alkohol mit insgesamt 2 bis 12 C-Atomen
enthalten.
42. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass ,
sie als mehrwertigen Alkohol einen cycloaliphatischen oder cycloaliphatisch-aliphatischen Alkohol mit 1 oder mehr
cycloaliphatischen Kernen, welcher gegebenenfalls Sauerstoff, Schwefel oder schwefelhaltige Reste als Bindeglieder
aufweisen kann, enthalten, wobei die Hydroxylgruppen entweder an die aliphatischen oder an die cycloaliphatischen
Reste gebunden sein können.
509827/0848
- ta -
43.. Mischungen nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mehrwertigen Alkohol eine Verbindung der Formel
HO . _. • OH
1 ι ο ·
in der R einen der Reste -CH2-, -C- , -SO2-, -SO-, -S-
CH3
oder -0-' darstellt und η 0 oder 1 ist, enthalten.
44. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mehrwertigen Alkohol einen Polyglykoläther von
einem mehrwertigen Alkohol oder mehrwertigen Phenol enthalten.
45. Mischungen nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mehrwertigen Alkohol eine Verbindung der Formel
HO-CH9CH0-O-R2-(R1) -R^O-CH0CH9-OH, . (VI)
in der R einen Phenylen- oder einen Cyclohexylenrest bedeutet, enthalten.
46. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie als basische Verbindung einen Katalysator enthalten.
47. Mischungen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass sie die basischen Katalysatoren in einer Konzentration von
0,01 bis 15 Gew.-7o, bezogen auf die gesamte Menge der
reagierenden Komponenten, enthalten.
509827/0848
48. Mischungen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass
sie die basischen Katalysatoren in einer Konzentration von 0,05 bis IO Gew.-% enthalten.
49. Mischungen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Katalysatoren tertiäre, sekundäre oder gemischt
tertiär-sekundäre Amine oder quaternäre Ammoniumverbindungen enthalten.
50. Mischungen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass sie
als Katalysatoren Alkalimetallverbindungen enthalten.
51. Mischungen nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass sie ·
das jeweilige Polyimid und den jeweiligen mehrwertigen Alkohol in einem solchen Mengenverhältnis enthalten, dass auf 1
Aequivalent Polyimid 0,1 bis 1 Aequivalente mehrwertiger Alkohol kommen1
52. Mischungen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass sie als basische Verbindungen primäre Polyamine enthalten, und
dass die Reakt'ionspartner in einem solchen Mengenverhältnis vorliegen, dass auf 1 Aequivalent Polyimid soviel mehrwertiger
Alkohol und primäres Polyamin kommen, dass die Summe der beiden letzteren Substanzen 0,2 bis 1,5 Aequivalente ausmacht
und das Aequivalentverhältnis von dem mehrwertigen Alkohol
zu dem Polyamin 1 : 4 bis 4 : 1 beträgt.
53. Mischungen nach. Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass sie
als primäres Polyamin ein aromatisches oder ein araliphatisches, di- oder tri-primäres Ajnin mit 2 bis 40 C-Atomen enthalten.
54. Mischungen nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass sie als primäres Polyamin eine Verbindung der Formel .
(VII) 509827/0848
enthalten.
55. Mischungen nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, dass sie 4,4'-Diaminodiphenylmethan enthalten.
56. Mischungen nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass sie
zusätzlich basische Katalysatoren, welche sich von den während der Umsetzung entstehenden Produkten unterscheiden, in einer
Konzentration von 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die gesamte
Menge der reagierenden Komponenten, enthalten.
Konzentration von 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die gesamte
Menge der reagierenden Komponenten, enthalten.
57. Mischungen nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass sie die basischen Katalysatoren in einer Konzentration von 0,3
bis 8 Gew.-% enthalten.
bis 8 Gew.-% enthalten.
58. Mischungen nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Katalysatoren tertiäre', sekundäre oder gemischt tertiärsekundäre Amine oder quaternäre Ammoniumverbindungen enthalten.
59. Mischungen nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Katalysatoren Alkalimetallverbindungen enthalten.
60. Mischungen nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass der
mehrwertige Alkohol und das Polyamin in solchen Mengen in den Mischungen vorliegen, dass das Aequivalentverhältnis 1 : 2
bis 4 : 1 beträgt.
bis 4 : 1 beträgt.
5Ü9827/0848
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