[go: up one dir, main page]

DE2264662C3 - Polyamidimidvorläufer enthaltende Zusammensetzung - Google Patents

Polyamidimidvorläufer enthaltende Zusammensetzung

Info

Publication number
DE2264662C3
DE2264662C3 DE2264662A DE2264662A DE2264662C3 DE 2264662 C3 DE2264662 C3 DE 2264662C3 DE 2264662 A DE2264662 A DE 2264662A DE 2264662 A DE2264662 A DE 2264662A DE 2264662 C3 DE2264662 C3 DE 2264662C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
groups
precursor
reaction
mol
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2264662A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2264662B2 (de
DE2264662A1 (de
Inventor
Tsunemasa Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP6128871A external-priority patent/JPS5430034B2/ja
Priority claimed from JP7320571A external-priority patent/JPS5119479B2/ja
Priority claimed from JP46073206A external-priority patent/JPS5124000B2/ja
Priority claimed from JP7560471A external-priority patent/JPS5119478B2/ja
Priority claimed from JP46076191A external-priority patent/JPS5119480B2/ja
Priority claimed from JP1031172A external-priority patent/JPS5115859B2/ja
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Publication of DE2264662A1 publication Critical patent/DE2264662A1/de
Publication of DE2264662B2 publication Critical patent/DE2264662B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2264662C3 publication Critical patent/DE2264662C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/14Polyamide-imides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/303Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups H01B3/38 or H01B3/302
    • H01B3/306Polyimides or polyesterimides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/294Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31678Of metal
    • Y10T428/31681Next to polyester, polyamide or polyimide [e.g., alkyd, glue, or nylon, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einen Polyamidimidvorläufer enthaltende härtbare Zusammensetzung bereitzustellen, die beim Erhitzen zu einer gehärteten hochpolymeren geformten Struktur mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit, insbesondere zu einem hitzebeständigen Film, führt Weiterhin soll sich die Zusammensetzung zur Bildung von überzügen eignen, die ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit und elektrische Isoliereigenschaften besitzen.
Verfahren zur Herstellung von Polyamidimiden durch Umsetzen von beispielsweise Trimellithsäure oder reaktiven Derivaten dieser Verbindung mit einem Diamin oder Diisocyanat und Verfahren zur Ausbildung von Lacken zur Herstellung von hitzebeständigen Filmen durch Auflösen derartiger Polyamidimide in geeigneten Lösungsmitteln sind bereits bekannt.
Lacke aus diesen Polyamidimiden sind jedoch dadurch von Nachteil, daß sie im Vergleich zu bekannten Polyester- oder Polyamid-Lacken äußerst •chwierig zu handhaben sind, da sie nur schlecht verarbeitet werden können und z. B. nur schwierig beim Umhüllen von Drähten verwendet werden können.
Demzufolge wurden verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um die Verarbeitbarkeit der Poiyamidimid-Lacke möglichst weitgehend der Verarbeitbarkeit »on Vielzwecklacken, wie Polyesterlacken anzupassen end gleichzeitig die guten Eigenschaften des Polyamids, wie die hohe Hydrolysebeständigkeit (einschließlich der Beständigkeit gegenüber Alkali), die hohe Beständigkeit gegen thermischen Schock, die hohe Abriebbesiändigkeit und die hohe thermische Stabilität beizubehalten. Als Ergebnis dieser Untersuchungen wurden Polyamidimidester-Lacke empfohlen.
Jedoch müssen bei Polyamidimidestern Poiyole. die als Härter verwendet werden, zur Erzielung härtbarer Zusammensetzungen im großen Überschuß zugesetzt werden und zusätzlich muß der Polyesterbestandteil in erheblichem Überschuß über den Polyamidimid-Be-Standteil verwendet werden, wenn man eine harzartige Zusammensetzung erhalten will, die in ausreichender Weise gehärtet werden kann. Weiterhin sind diese Polyamidimidester dadurch von Nachteil, daß die Steigerung der zugegebenen Polyol- oder Polyester-Menge zu einer Verminderung der thermischen Stabilität und der chemischen Beständigkeit des sich ergebenden gehärteten Produktes führ?
Es wurde nun gefunden, daß man bei Verwendung des nachstehend definierten Polyamidimidvorläufers eine härtbare Zusammensetzung erhält, die zu einer gehärteten geformten Struktur, z. B. einem Film oder •iner Folie, mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit »erformt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine härtbare Zusammensetzung, bestehend aus einer Mischung oder einem Teilreaktionspt odukt aus
1) einem Polyamidimidvorläufer. in dem (A) 100 bis 50 Molprozent der gesamten StruUtureinheiten. aromatische Amidimidstruktureinheiten dir folgenden Formel I
— NIIC- Ar
CO
CT)
N — K1
ist und R| einen der folgenden organischen Reste
CH3
und -C6H12
bedeutet, sind, und (B) 0 bis 50 Molprozent der gesamten Struktureinheiten Copolymereinheiten, ausgedrückt durch mindestens eine der folgenden Formeln
-(CO-R2-CONH-R3-NH)-
-(CO-R5-COO-R6-O)-
oder
CO
CO
R-
N-R,
CO
CO
sind, worin R* R3, Rs, Re und R8 für aliphatische. alicyclische oder aromatische organische Gruppen ste'iev! und R7
bedeutet, wobei dre Endgruppen des genannten Polyamidimidvorläufers aus mindestens einer der folgenden Gruppen bestehen:
1) cyclische Carbonsäureanhydridgruppen,
2) Carbonsäure-niedrig-alkyl-Estergruppen mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen.
3) Carboxylgruppen,
4) Carbonsäureamidgruppen,
5) primäre oder sekundäre Aminogruppen,
6) Hydroxylgruppen.
7) Isocyanatgruppen,
8) Carbaminsäureestergruppen und/oder
9) Carbaminsäureamidgruppen,
und wobei der Polyamidimidvorläufer eine inhärente Viskosität von 0,1 bis 0,30 aufweist, die aus dem Wert berechnet ist, der bei 30"C unter Verwundung einer Lösung des Polymerisats in N-Methylpyrrolidon mit einer Konzentration von 0,5 g Polymerisat pro 100 ml der Lösung bestimmt wurde, und
2) einer polvfunktionellen Verbindung, die im Molekül mindestens zwei reaktive Gruppen, ausgewählt unter alkoholischen Hydroxylgruppen und Aminogruppen, en'hält,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 30 Molpro zent der gesamten Endgruppen Carbonsäurearylestergruppen der Formel
Z-OOC-
sind. worin Z eine der folgenden Gruppen darstellt: Phenvl-, Kresyl-, Xylenyl-, Nitrophenyl-, Halogenphenyl-. Pyridyl- und Naphthylgruppen. und wobei die Menge der polyfunktionellen Verbindung so gewählt ist. daß die gesamte Anzahl der alkoholischen Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen, die in der polyfunktionellen Verbindung 2) enthalten sind, nicht kleiner ist als die gesamte Anzahl der Carbonsäurearylestergruppen. die in dem Polyamidimidvorläufer 1) oder dem Teilreaktionsprodukt aus dem Vorläufer 1) und der polyfunktionellen Verbindung 2) enthalten sind.
Zwar war bereits dem Referat der JP-AS 12 985/70 in Chemical Abstracts. Vol. 73 (!970). Nr. 18. 88 677. zu entnehmen, daß man Polyamidimide aus TriTiellithsäu-
ICdlinyUMU UIlU dl LMIIaUM-IICIl LMdnilllCII LnJCI uril.-MM.Vd-
naten in einer zweiten Stufe mit einer polyfunktionellen Verbindung, nämlich Epoxyharzen, umgesetzt hat. Weiterhin sind in der DE-OS 20 39 448 Polyamidimidvorläufer beschrieben, deren endständige Carbonylgruppen in einer Kettenverlängerungsreaktion mit Diisocyanaten umgesetzt werden. Keine dieser Literaturstellen legt jedoch nahe, einen Polyamidimidvorläufer mit mindestens 30 Molprozent Carbonsäurearylestereinheiten als Endgruppen zu verwenden, um die geltend gemachten Vorteile zu erzielen.
Das gleiche gilt auch für die FR-PS 20 09 052, die ein Poly-(amidimidoester)-harz betrifft, abgeleitet aus einer sauren Komponente, einer Aminokomponente und einer Polyolkomponente.
Auch aus der GB-PS 12 42 715 waren Polyesteramidimide bekannt, jedoch weisen diese Polyamidimide nicht den erforderlichen Gehalt an Carbopsäurearylestergruppen auf, um zu den erfindungsgemäß erzielbaren Ergebnissen zu fuhren. Wie im experimentellen Teil anhand des Vergleichsbeispiels gezeigt werden konnte, besitzt die erfindungsgemäße Zusammensetzung im Vergleich zu den Zusammensetzungen der vorstehen den FR-PS und GB-PS ausgezeichnete Filmeigenschaften.
Schließlich waren noch aus der US-PS 35 78 639, der DE-OS 19 62 900 und dem Journal of Polymer Science, Part Al, Vol. 4 (1966), Seite 440 bis 443, Polyesteramidimide bekannt, doch findet sich in diesen Literaturstellen kein Hinweis bezüglich der Endgruppen, geschweige denn ein Hinweis bezüglich einer Behandlung der -, Endgruppen.
Es ist jedoch bevorzugt, daß in der Formel I mindestens 50 Mol-%, insbesondere mindestens 70 MoI-0ZO. der gesamten Gruppen Ri, die in dem Vorläufer enthalten sind, aromatische organische Reste sind.
κι Der in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltene Vorläufer kann nur aus aromatischen Amidiniidstruktureinheiten der allgemeinen Formel I aufgebaut sein oder kann bis zu 50 Mol-% andere Struktureinheiten gernäß (B) enthalten. Diese Struktur-
ii einheiten können mit den aromatischen Amidimideiriheiten der allgemeinen Formel I ein Mischpolymerisat bilden.
Als Gruppen R2, Ri. Ri und R« sind die nachstehend unter den Nummern (1 -1)bis(1 -9) erwähnten bevorzug!
Zweiwertige aromatische Reste
M-Ii
(1-2)
worin R' eine niedripniolekulare Alkylenimippc mit 1 his 3 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Ι 1-3)
worin X eine medrigmolekulare .Mkylengruppe m.t 1 his 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.
(1-4)
—i- i, 4— M-5)
Zweiwertige aliphatischc oder alicyclischc Reste ;„f- (1-6)
M-7)
(1-8)
worin η eine ganze Zahl von 2 bis 12 ist.
— R'—(-H4—R' —
worin R' die oben angegebene Bedeutung besitzt. H >—R"—-C HO (1-9)
worin R" einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Aliphatische oder alicyclische organische Gruppen mit einer Wertigkeit von 2 sind als Gruppen R* besonders bevorzugt, wobei Polyolreste geeignete Vertreter sind.
In den oben angegebenen Formeln (1-1) bis (1-9) können die aromatischen Kerne durch einen oder mehrere nichtreaktive Substituenten, wie Kohlenwasserstui'fgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder Halogenatome, substituiert sein.
In dem Polyamidimidvorläufer könnon sämtliche Endgruppen Carbonsäurearylestergruppen sein, wobei bevorzugt ist, daß mindestens 40 Mol-%. besonders bevorzugt mindestens 50 Mol-%, der gesamten Fndgruppen Carbonsäurearylestergruppen sind.
Die durch die oben angegebene Formel
Z-OOC-
dargesteiite Gruppe ist an ein Kohlenstoffatom, vorzugsweise an einen aromatischen Kern Ar der allgemeinen Formel I gebunden. Da der aromatische Polyamidimidvorläufer, wenn er mit polyfunktionellen Verbindungen, vorzugsweise in Gegenwart eines Katalysators, erhitzt wird, zu einer aromatischen Hydroxyverbindung der folgenden allgemeinen Formel
Z OH
führt, ist es vorteilhaft, daß der Carbonsäurearylester der oben angegebenen allgemeinen Formel derart ausgebildet ist, daß die aromatische Hydroxyverbindung leicht unter den Härtungsbedingungen von dem sich ergebenden gehärteten Polymerisat abgetrennt werden kann.
Wenn die von den Carbonsäurearylestergruppen verschiedenen Endgruppen des Polyamidimidvorläufers mit den Carbonsäurearylestergruppen nicht reagieren, ist es bevorzugt, daß mindestens 40 Mol-%, insbesondere mindestens 65 Mol-%, der gesamten Endgruppen Carbonsäurearylestergruppen sind. Wenn andererseits die von den Carbonsäurearylestergruppen verschiede lHPn ΡΛΐΉηγνΙσηιηηρη mi» J-Iti^rr»wlwnir».
> rr j —~ - -'s ·ο~ ~r
Hydroxygruppe oder einer Aminogruppe, die in dem Molekül des Vorläufers enthalten ist. wodurch man in einfacher Weise ein gehärtetes Polymerisat hoher Qualität erhält.
Gemäß einer bevorzugten Aiiiführungsform besteht der aromatische Polyamidimidvorläufer aus den folgenden Einheiten A, B und C:
(1) Einheiten A mit einem Strukturgefüge, bestehend aus einer Amidimidbindung der folgenden allgemeinen Formel:
N —
» *v> rr j s ο r
p>en oder Aminogruppen, insbesondere alkoholischen Hydroxygruppen, reagieren und mindestens 30 Mol-%, vorzugsweise mindestens 40 Mol-% der gesamten Endgruppen Carbonsäurearylestergruppen sind und die durchschnittliche Anzahl der Endgruppen pro Vorteufermolekül mehr als 2, vorzugsweise mehr als 2.5. beträgt, kann der aromatische Polyamidimidvorläufer leicht in ein gehärtetes Polymerisat überführt werden, wenn er zusammen mit einer polyfunktionellen Verbindung, wie sie oben angegeben sind, erhitzt wird.
Bei dem aromatischen Polyamidvorläufer beträgt die innere Viskosität bevorzugt 0,15 bis 0,25.
Da die innere Viskosität des Vorläufers relativ gering ist, besitzt der Vorläufer im allgemeinen einen relativ niedrig liegenden Erweichungspunkt, und seine Löslichkeit im Lösungsmittel ist hoch. Selbst wenn der Vorläufer in relativ hoher Konzentration in einem Lösungsmittel gelöst wird, bleibt die Viskosität der erhaltenen Lösung relativ niedrig und demzufolge kann die Verarbeitung, wie ein Oberziehen von Substraten, leicht erfolgen. Da mindestens 30 Mol-%, vorzugsweise mindestens 40 Mol-%, der gesamten Endgruppen des Vorläufers Carbonsäurearylestergruppen sind, reagieren diese Arylesterendgruppen beim Erhitzen leicht mit einer polyfunktionellen Verbindung der Art, wie sie oben erwähnt wurde und/oder mit einer alkoholischen
CO
einer Amidhindung der folgenden Formel
— N H C O —
einer Fisterbindung der folgenden Formel
O
-CO-
einer Diimidbindung der folgenden Formel
OC CO
— N R- N —
OC
CO
Formel
Il
-CO
Il
N —
(2) Einheiten B, die aus Kohlen wasserstoff resten mit einer Wertigkeit von 2 bestehen, die andere Verbindungsgruppen aufweisen als die obenerwähnten Gruppen A und die vom Kohlenstoff verschiedene Atome enthalten und
(3) Einheiten C, die Endgruppen darstellen;
wobei mindestens 50 Mol-% der Einheiten A diejenigen sind, die eine Amidimidbindungsstruktur aufweisen und die Endgruppen C Carbonsäurearylestergruppen. Niedrigalkylestergruppen mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen, cyclische Carbonsäureanhydridgnippen, Carboxylgruppen, Carbonsäureamidgruppen. primäre oder sekundäre
Aminogruppen, Hydroxygruppen, Isocyanatgnippen, Carbaminsäureestergruppen (Urethangruppen)
und/oder Carbaminsäureamidgruppen (Harnstoffgruppen) sind und mindestens 30 Mol-% der Endgruppen C Carbonsäurearylestergruppen darstellen.
Der aromatische Polyamidimidvorläufer kann dadurch hergestellt werden, daß man z. B. als Ausgangsmaterialien die im folgenden angegebenen Rezepturen 1 und 2 verwendet.
IO
Diisocyanat als Bestandteil B hergestellt werden, obwohl diese Kombination in der oben angegebenen Definition enthalten ist. Andererseits ist darauf hinzuweisen, daß, wem man ein Diisocyanat als Bestandteil B verwendet, der Vorläufer aus dem Diisocyanat als Bestandteil B und den Bestandteilen A und G hergestellt werden kann, obwohl diese Kombination in der obigen Definition nicht eingeschlossen ist.
Rezeptur I
bestandteil A: Tricarbonsäuremonoanhydrid der folgenden Formel
CO
CO
und/oder ein funktionell Derivat dieser Verbindung.
♦»standteil B: Diamin und/oder Diisocyanat.
fcstandteil C: Diarylcarbonat (DAC).
Bei dem Verfahren der Rezeptur 1 können zusätzlich
Cer oder mehrere der im folgenden angegebenen standteile mitverwendet werden:
festandteil D: Dicarbonsäure und/oder ein funktionelles Derivat davon (ausgenommen die als Bestandteil A bereits erwähnten).
♦»standteil E: Diole, Aminohydroxyverbindungen. Aminocarbonsäuren und/oder Hydroxycarbonsäuren.
Reüptur 2
(fctstandteil F: Tricarbonsäuremonoanhydridmono-
arylester und/oder ein funktionelles Derivat dieser Verbindung.
fetslandteil B: Der gleiche wie der in der Rezeptur I verwendete.
Das Ausgangsmaterial der Rezeptur 2 kann jedoch erforderlichenfalls die im folgenden angegebenen tesätzlichen Bestandteile enthalten:
Bestandteil A: Das gleiche Material, wie es in der Rezeptur 1 verwendet wurde.
Bestandteil D: Das gleiche Material, wie es in der Rezeptur 1 verwendet wurde.
Bestandteil E: Das gleiche Material, wie es in der Rezeptur 1 verwendet wurde.
Bestandteil G: Dicarbonsäuremonoarylester und/oder ein funktionelles Derivat dieser Verbindung.
In bezug auf die oben angegebene Kombination der Bestandteile sei auf zwei Ausnahmen verwiesen. Wenn ein Diamin als Bestandteil B verwendet wird, f-'inn der Vorläufer nicht aus dem Bestandteil F und dem Herstellung der Polyamidimidvorläufer
I Verfahren unter Verwendung des Ausgangsmaterials der Rezeptur I
Bei dem Verfahren, bei dem man als Ausgangsmaierial die Rezeptur 1 verwendet, nehmen die Bestandteile A und B bei der Bildung der Hauptkette de, Polyamidimidvorläufers teil, während der Bestandteil C
jo nicht nur die Carbonylsäurearylestergruppen in die Endstellungen der Hauptkette einführt sondern auch die Amidierungsreaktion zwischen der Carboxygruppe des Bestandteils A und der Aminogruppe des Bestandteils B fördert.
y, Das verwendete Mengenverhältnis der Bestandteile A und B wird in Abhängigkeit von der inneren Viskosität [jj,„a] des Polyamidimidvorläufers und der Menge der als Endgruppe in den Polyamidimidvorläufer einzuführende Carbonsäurearylestergruppe bestimmt.
κι Wie oben beschrieben ist es erfindungsgemäß erforderlich, daß die Carbonsäurearylestergruppen mindestens 30 Mol-%, vorzugsweise mindestens 50 Mol-% der Gesamtendgruppen ausmachen. Zur Erfüllung dieses Erfordernisses wird der Bestandteil A im allgemeinen
r. im Überschuß über den Bestandteil B verwendet.
Die Menge des dem Reaktionssystem zuzusetzenden Bestandteils C wird in Abhängigkeit von dem Verlauf der Reaktion der Bestandteile A und B zur Zeit der Zugabe des Bestandteils C, der Art der Bestandteile A und B und den verwendeten Reaktionsbedingungen ausgewählt. Wenn ein Diamin als Bestandteil B verwendet wird, ist es erforderlich, den Bestandteil C im
Menge der Carbonsäurearylestergruppen entspricht.
-, die direkt als Endgruppen eingeführt werden.
Der Bestandteil C muß nicht in einer äquimolaren Menge zu der Menge der verbleibenden Carboxylgruppen zugesetzt werden, sondern die zugesetzte Menge des Bestandteils C kann in geeigneter Weise erhöht
-,ο oder vermindert werden, wobei die geeignete Menge des Bestandteils C experimentell bestimmt werden kann.
Durch die Mitverwendung des Bestandteils D und/oder des Bestandteils E ist es möglich, auf verschiedene Weise die physikalischen und chemischen Eigenschaften des gehärteten Polymerisats, das aus dem Polyamidimidvorläufer gebildet wird, in Abhängigkeit von der angestrebten Verwendungsart des gehärteten Endpolymerisats zu modifizieren und zu verbessern.
bo Da es jedoch bei dem Polyamidimidvorläufer wesentlich ist, daß die durch die oben angegebene allgemeine Formel I dargestellten Amidimidstruktureinheiten mindestens 50 Mol-%, vorzugsweise mindestens 70 Mol-% der gesamten Struktureinheiten ausmachen,
bs sollte die Menge des Bestandteils D und/oder des öestandteils E in äquimolarer Menge, bezogen auf den Bestandteil A oder in geringerer Menge verwendet werden. Vorzugsweise verwendet man den Bestandteil
t) iino/oder den Bestandteil E in einer Menge von nicht mehr als 3/7 Mol pro Mol des Bestandteils A.
2. Verfahren unter Verwendung des Ausgangsmaterials der Rezeptur 2
Dieses umfaßt mehrere im folgenden angegebene Ausführungsformen, bei denen mindestens der Bestandteil F und/oder G zur Einführung von Carbonsäurearylcstergruppen als Endgruppen in den sich ergebenden Polyamidimidvorläufer verwendet werden. Eine Ausführungsform besteht darin, daß man den Bestandteil F mit einem Diamin,das in dem Bestandteil B enthalten ist (der im folgenden als »Bestandteil B-1« bezeichnet wird) umsetzt, wodurch ein Vorläufer gebildet wird, in dem mindestens 30 Mol-%. vorzugsweise mindestens 50 Mol-0/), der gesamten Endgruppen Carbonsäurearylestergruppen sind. Durch Zugabe geeigneter Mengen der Bestandteile D und/oder E wie bei dem Verfahren, bei dem als Ausgangsmaterial die Rezeptur t verwendet wird, kann man den Polyamidimidvorläufer in modifilierter Form erhalten.
Wenn ein Diisocyanat als Bestandteil B verwendet wird (der im folgenden als »Bestandteil B-2« bezeichnet wird), werden, da es schwierig ist, durch Umsetzen des Bestandteils B-2 mit der Carbonsäurearylestergruppe •ine Amidbindung auszubilden, das oben erwähnte Tricarbonsäuremonoanhydrid (oder ein funktionelles Derivat dieser Verbindung), nämlich der Bestandteil A. und das Diisocyanat (Bestandteil B-2) zur Bildung der Hauptkette des Polyamidimidvoriäufers verwendet, während der Bestandteil F (Tricarbonsäuremonoanhydrid-monoarylester oder ein funktionelles Derivat dieser Verbindung) und/oder der Bestandteil G (Dicarbonsäuremonoarylester oder ein funktionelles Derivat dieser Verbindung) zur Ausbildung der endständigen Carbonsäurearylestergruppen verwendet werden. Natürlich kann bei dieser Ausführungsform tuch eine geeignete Menge der Dicarbonsäure des Bestandteils D zu dem Reaktionssystem zugesetzt werden. Gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens, bei dem als Ausgangsmaterial die Rezeptur 2
Bestandteil A
Als Bestandteil A kann man Tricarbonsäuremonoanhydride der folgenden allgemeinen Formel
CO
HOOC-Ar
CO
worin Ar die angegebene Bedeutung besitzt, und funktionell Derivate dieser Verbindungen verwenden. Es kann irgendein funktionelles Derivat, das eine keaktivität aufweist, die äquivalent zu der des Tricarbonsäuremonoanhydrids ist, verwendet werden. Zum Beispiel können Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln (i) oder (ii)
HOOC —Ar
HOOC — Ar
COOH
COOH
COOR
COOH
verwendet werden, worin Ar die angegebene Definition besitzt und R eine niedrig-Alkylgruppe bedeutet.
Beispiele für Bestandteile A sind Trimellithsäure und Trimellithsäureanhydrid.
Bestandteil B
Als Diamine werden ai.phatische, alicyclische und aromatische Diamine eingesetzt. Spezifische Beispiele für als Bestandteil B zu verwendende Diamine sind
_a_
\».3 IIIUg
L^iaillilic lim ί UIS
Mengen der Carbonsäurearylestergruppen in einfacher wie Weise gleichförmig in den angestrebten Polyamidimidvorläufer einzuführen. Demzufolge ist diese Ausführungsform von Vorteil.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, bei dem als Ausgangsmaterial die Rezeptur 2 verwendet wird, wird aus dem Tricarbonsäuremonoankydrid und/oder dem funktioneilen Derivat dieser Verbindung (Bestandteil A) und einem Diamin und/oder einem Diisocyanat (Bestandteil B) ein als Zwischenprodukt anfallendes Polykondensat gebildet, bei dem vorzugsweise mindestens 50 Mol-% der gesamten Endgruppen Aminogruppen sind, worauf man das so gebildete Polykondensat weiter mit dem Bestandteil F ©der dem Bestandteil F und dem Bestandteil B-2 (Diisocyanat) umsetzt wodurch man den Polyamidimidvorläufer erhält Bei dieser Ausführungsform kann die bo Zugabe der oben angegebenen Reaktionsteilnehmer in irgendeiner Reihenfolge erfolgen und gewünschtenfalls kann der Bestandteil D zusätzlich in geeigneten Mengen zugesetzt werden, wodurch er an der Reaktion teilnimmt
Die bei den vorstehenden Verfahren verwendeten Bestandteile A bis G sollen nunmehr im folgenden näher erläutert werden.
Äthylendiamin.Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin, Decamethylendiamin und Xylylendiamin,
alicyclische Diamine, wie
1 /i-Cyclohexylendiamin,
2,2-Propan-bis-4,4'-cyclohexylendiamin
H2N
1,4-Bis-(aminomethyl)-cyclohexan
NH2
cH2-NH;
aromatische Diamine, wie
p-Phenylendiamin, m-Phenylendiamin,
Amine der allgemeinen Formel H2N
NHj
(worin X eine Alkylengruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet) und 1,5-DiaminonaphthaIin. Diese aromatischen Diamine können nichtreaktive Substituenten, wie niedrigmolekulare Alkylgruppen, niedrigmolekulare Alkoxygruppen und Halogenatome aufweisen. Als Diisocyanatbestandteil kann man aliphatische, alicyclische und aromatische Diisocyanate einsetzen. Bevorzugte Vertreter der zu verwendenden Diisocyanate sind aliphatische Diisocyanate, wie
Hexamethylendiisocyanat, Heptamethylendiisocyanat und Lysinesterdiisocyanat,
aücycüsche Diisocyanate, wie
l,4-Dimethylcyclohexan-ü),eu'-diisocyanat, Cyclohexan-13-diisocyanau Cyclohexan-i/t-diisocyanal und Dicyclohexylmethan^^'-diisocyanat.
aromatische Diisocyanate, wie
m- Phenylendiisoc) anat, p- Phenylendiisocysinat, 4,4'Biphenylendiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'- Diphenylätherdiisocyanat, 4,4'-Diphenylsulfondüsocyanat und 33'- Diphenylsulfondiisocyanat
und aromatische Diisocyanate, die unter den Reaktionsbedingungen nichtreaktive Substituenten, wie z. B. Alkylgruppen, Alkoxygruppen und Halogenatome aufweisen, wie
Tolyiendiisocyanat,
3,3'-Methoxy-biphenyl-4,4'-diisocyanatund 33'-Dimethyl-biphenyl-4,4'-diisocyanat.
Es ist möglich, auch aliphatisch-aromatische Diisocyanate, wie m-Xylylendiisocyanat und p-Xylylendiisocyanat zu verwenden.
Diese Isocyanate können z. B. in Form eines sogenannten »stabilisierten Isocyanate oder Isocyanatgenerators« in Form eines Adduktes (Urethangruppe) mit einem Phenol oder Alkohol verwendet werden.
Bestandteil C
Es können irgendwelche Diarylcarbonate, die an den Enden des Polyamidimidvorläufers Carbonsäurearylestergruppen ausbilden können, eingesetzt werden. Beispiele derartiger Diarylcarbonate sind Diphenylcarbonat. Dikresylcarbonat, Dinaphthylcarbonat, Bis-(2-chlorphenyl)-carbonat und dergleichen.
Bestandteil D
Als Bestandteil D können Dicarbonsäuren und funktionell Derivate dieser Verbindungen eingesetzt werden. Diese Säuren können entweder aliphatisch, alicyclisch oder aromatisch sein.
Beispiele für Dicarbonsäuren sind aliphatische Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure und Sebacinsäure, alicyclische Dicarbonsäuren, wie M-Cyclohexandicarbonsäure und aromatische Dicarbonsäuren, wie Terephthalsäure. Isophthalsäure, Isocinchomeronsäure, Dinicotinsäure, 1,5-Naphthalindicarbonsäure, 2,6-Naphthalin-dicarbonsäure und 2,7-Naphthalindicarbonsäure. Diese aromatischen Dicarbonsäuren können am aromatischen Kern nichtreaktive Substituenten aufweisen, wie Alkylgruppen, Alkoxygruppen und Halogenatome. Weiterhin können Dicarbonsäuren, die eine Imidgruppe aufweisen, wie die durch die folgenden allgemeinen Formeln (i) bis (iii) bezeichneten verwendet werden:
OC CO
Il / \ / \ Il
HOC-Ra N-Rb-N RC-COH
C C
Ii /c\ H
HOC-Rd-N Ra-COH (ii)
und
0
O
C C
Il / \ / \ Il
HOC-R11-N Rc N-Rf-COH
(iii)
worin Rb, Rd und Rt zweiwertige organische Gruppen, R1 und Rc dreiwertige organische Gruppen und Re eine vierwertige organische Gruppe bedeuten.
Bestandteil E
Bevorzugte Beispiele von als Bestandteil E zu ίο verwendenden Verbindungen sind die folgenden:
(a) Diole
Glykole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Tetramethylenglykol, Neopentyiglykol, 1,4-CycIohexandimethanol und Bis-(0-hydroxyäthyl)-terephthalaL
(b) Aminohydroxyverbindungen Aminoalkohole, wie Äthajiolamin, Propanolamin und Aminobutan-2-ol.
(c) Aminocarbonsäuren
Aliphatische Aminocarbonsäuren, wie AminöVäleriasäure, Aminocapronsäure und ^-Alanin und aromatische Aminocarbonsäuren, wie m-Aminobenzoesäure, p-Aminobenzoesäure, Aminonaphthoesäure und 4-Amino-4'-carboxydiphenyläther.
(d) Hydroxycarbonsäuren
Es können Hydroxycarbonsäuren, wie e-Hydroxycapronsäure und ^-Hydroxyäthyl-4-carboxyphenyläther, verwendet werden.
Bestandteil F
Als Tricarbonsäuremonoanhydrid-monoarylester oder deren funktioneile Derivate, die als Bestandteil F verwendet werden, sind Arylester von Tricarbonsäuremonoanhydriden und deren funktionell Derivate, wie sie oben als Bestandteil A erwähnt wurden, bevorzugt Diese Arylester können durch die folgende allgemeine Formel
CO
Ar1 —OOC —Ar O
\ / CO
dargestellt werden, worin Ar eine dreiwertige aromatische Gruppe und Ar" eine einwertige aromatische Gruppe bedeuten.
Beispiele für derartige Arylester sind Phenyl-, Kresyi-, Xylenyl-, Nitrophenyl-, Halogenphenyl-, Pyridyl- und Naphthylester von Tricarbonsäuremonoanhydriden, wie
Trimellitsäureanhydrid, SA-l'-Benzophenon-tricarbonsäureanhydrid,
1,2,4-Naphthalin-tricarbonsäureanhydrid,
l.O-Naphthalin-tricarbonsäureanhydrid,
23.6-Naphthalin-tricarbonsäureanhydridund
2,3.5-Pyridin-tricarbonsäureanhydrid.
Von diesen Estern sind die Phenyl- und Kresylester von Trimellitsäureanhydrid besonders bevorzugt
Es können auch funktionell Derivate dieser Tricarbonsäuremonoanhydrid-monoarylester, bei denen die Säureanhydridgruppe hydrolysiert oder mit niedrigmolekularen Alkoholen verestert ist. erfindungsgemäß als Bestandteil F eingesetzt werden.
Bestandteil G
Als Dicarbonsäuremonoarylester. den man als Bestandteil G verwendet, können Monoarylester von Dicarbonsäuren, wie sie oben mit Hinsicht auf den Bestandteil D erwähnt wurden, genannt werden.
Besonders bevorzugt sind Monoarylester aromatischer Dicarbonsäuren, wie sie oben mit Hinsicht auf den Bestandteil D erwähnt wurden, wie
Terephthalsäure, Isophthalsäure. Naphthalin-dicarbonsäuren. Diphenylsulfon-dicarbonsäuren, Diphenyläther-dicarbonsäuren und Biphenyl-dicarbonsäuren
und Monoarylester aromatischer Imid-dicarbonsäuren, wie z. B.
4-Hydroxycarbonyl-N-(3- oder 4-carboxy-
phenyl)-phthalimid, N-(3- oder 4-hydroxycarbonylphenyl)-
trimeliithsäureimid usw.
Als Arylbestandteil des als Bestandteil G zu verwendenden Dicarbonsäuremonoarylesters sind die Phenyl-, Pyridyl-, Kresyi- und Naphthylester bevorzugt. Besonders bevorzugt sind die Phenyl- und Kresylester.
Bei der Herstellung der Polyamidimidvorläufer gemäß den obenerwähnten verschiedenen Verfahrensweisen ist die Verwendung eines Lösungsmittels nicht immer erforderlich. Da jedoch in vielen Fällen der erhaltene Vorläufer einen hohen Schmelzpunkt aufweist und die Durchführung einer Polykondensation in der Schmelze schwierig durchzuführen ist, ist es im allgemeinen bevorzugt, die Herstellung des Polyamidimidvorläufers in Anwesenheit eines geeigneten organischen Lösungsmittels durchzuführen. Es können irgendwelche organische Lösungsmittel, die so inert sind, daß sie nicht zu einer Nebenreaktion führen und die unter den Reaktionsbedingungen stabile Flüssigkeiten darstellen, verwendet werden. Besonders bevorzugt sind Lösungsmittel, die einen Siedepunkt aufweisen, der höher liegt als 1500C, in denen der sich ergebende Polyamidimidvorläufer löslich ist und die leicht bei der Abtrennung des Polyamidimidvoriäufers oder beim Aushärten der Zusammensetzung abgetrenb' werden können, besonders bevorzugt Beispiele derartiger bevorzugter Lösungsmittel sind die folgenden:
(i) Disubstituierte Amide, wie N-Methylpyrrolidon, Ν,Ν-Dimethylacetamid, Dimethylformamid, Tetramethylharnstoff, Hexamethylphosphoramid usw. (2) Sulfone und Sulfoxyde, wie Dimethylsulfoxyd, Dimethylsulfon, Tetramethylensulfon usw.
(3) Äther und Ester, wie Äthylenglykolmonomethylätheracetat, Butylacetat, Anisol, o-Nitroanisol usw.
(4) Ketone, wie Acetophenon usw.
(5) Halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Monochlorbenzol, Dichlorbenzol usw.
(6) Aromatische Kohlenwasserstoffe und deren nitrierte Produkte, wie Nitrobenzol. Nitrotoluol. Cymol, Biphenyl, Diphenylether usw. (7) Phenole, wie Phenol. Kresol, Xylenol usw.
j5 Wenn man den erhaltenen Polyamidimidvorläufer so wie er ist. insbesondere in Form der so erhaltenen Lösung ohne Abtrennung des Vorläufers von dem Lösungsmittel, verwenden will, wird das Lösungsmittel in geeigneter Weise in Abhängigkeit von dem
Verwendungszweck ausgewählt.
Von den obenerwähnten Lösungsmitteln sind die disubstituierten Amide (1). die Sulfone und Sulfoxyde (2) und die Phenole (7) besonders bevorzugt, da sie den Polyamidimidvorläufer gut lösen und davon leicht abgetrennt werden können.
Die Menge, in der die Lösungsmittel verwendet werden, hängt von der Rezeptur des Ausgangsmaterials, der Art des Lösungsmittels, der Struktur .J5S Vorläufers und anderen Faktoren ab. wobei jedoch im allgemeinen
-,ο das Lösungsmittel in einer derartigen Menge verwendet wird, daß die Konrentration des Vorläufers 20 bis 95 Gew.-% beträgt. Da das Verfahren ATA-3 unter milden Reaktionstemperaturbedingungen durchgeführt werden kann, kann bei einem derartigen Verfahren die Konzentration des Vorläufers vergleichsweise niedrig liegen. Bei den Verfahrensweisen DAC-I, DAC-2 und DAC-3 ist es im allgemeinen erwünscht, daß man die Reaktion bei der durch die üblichen Bedingungen, wie die Ruhrbedingungen, beeinflußten höchstmöglichen
mi Vorläuferkonzentration durchfuhrt und man die Reaktionstemperatur selbst unter Atmosphärendruck möglichst hoch hält.
Die Konzentration der Reaktionsmischung muß während der Reaktion nicht konstant gehalten werden,
h-, so daß diese gegebenenfalls in Abhängigkeit von dem Reaktionsverlauf verdünnt oder aufkonzentriert werdenkann.
Zur Herstellung der Polyamidimidvorläufer ist die
ill
Anwesenheit eines Katalysators nicht immer erforderlich, wobei jedoch in gewissen Fällen die Reaktion wirksam durch Verwendung eines Katalysators beschleunigt werden kann.
Als derartige Katalysatoren kann man z. B. Oxyde, Hydroxyde, Salze organischer Säuren, Alkoholate und organische Komplexe von Alkalimetallen, wie Lithium, Natrium und Kalium, Erdalkalimetallen, wie Magnesium, Calcium und Strontium und anderen Metallen, wie Titan, Zirkon, Zinn, Blei, Zink, Kobalt, Mangan, Antimon, Wismuth, Germanium und Silicium verwenden. Es können auch organische Amine, wie tertiäre Amine und quaternäre Ammoniumsalze eingesetzt werden.
Die Verwendung eines Katalysators ist bei denjenigen Ausführungsformen besonders wirksam, bei denen ein Diarylcarbonat oder ein Isocyanat in Kombination mit einem phenolischen Lösungsmittel verwendet wird. Die obenerwähnten Katalysatoren sind auch zur Veresterung und zjr Umesterung wirksam, obwohl sie für die Amidicmng zwischen den Aminogruppen und den Carboxylestergruppen weniger wirksam sind. Somit müssen die im folgenden angegebenen Vorsichtsmaßnahmen eingehalten werden, wenn diese Katalysatoren zur Ausbildung der Polyamidimidvorläufer verwendet werden.
Zum Beispiel reagiert in Abwesenheit eines Katalysators im Fall der Herstellung des Polyamidimidvorläufers gemäß dem Verfahren ATA-1, bei dem ein Tricarbonsäuremonoanhydrid-monoarylester, ein Diamin und ein Diol als Ausgangsiaterial verwendet werden, da die Aminogruppe in Abwesenheit eines Katalysators eine höhere Reaktivität gegenüber dem Arylester und den Säureanhydridgruppen aufweist als die Hydroxygruppe, zunächst nur das Diamin, so daß man einen Vorläufer is erhält, der im wesentlichen aus den Amidimidstruktureinheiten besteht, selbst wenn alle obenerwähnten Reaktionsteilnehmer zu Beginn der Reaktion vorhanden sind. Dann wird der sich ergebende Vorläufer mit den verbleibenden Hydroxygruppen des Triols umge- -to setzt, wodurch eine Härtung erzielt wird. Andererseits tritt, wenn ein Katalysator zu Beginn der Reaktion vorhanden ist, da die Reaktion der Arylestergruppen und der Hydroxygruppen des Triols beschleunigt wird, die Vernetzung durch die Esterbindungen in wahrscheinlicherem Umfange ein als die Ausbildung des angestrebten löslichen Polyamidimidvorläufers. Demzufolge wird die Herstellung des Polyamidimidvorläufers dadurch durchgeführt, daß man die oben erwähnte Kombination der Reaktionsteilnehmer verwendet, wobei es nicht bevorzugt ist. einen Katalysator zu Beginn der Reaktion vorhanden zu haben, wobei es jedoch erwünscht ist, daß man einen Katalysator zu der Zeit rugibt, bei der der Polyamidimidvorläufer in der Reaktionsmischung gebildet wird und wobei man die Reaktion vor dem Eintreten einer Vernetzungsreaktion abbricht, so daß man eine Vorläuferzusammensetzung mit ausgezeichneter Härtbarkeit erhält.
Die bevorzugten tu verwendenden Katalysatoren fen hängen von der Rezeptur de* Ausgangsmaterials, dem Herstellungsverfahren, den Reaktionsbedingungen und anderen Faktoren ab, wobei der Katalysator im allgemeinen jedoch in einer Menge von 0,005 bis 15 Gew.-%, bezogen auf den Polyamidimidvorläufer eingesetzt wird.
Bei der Herstellung der Polyamidimidvorläufer variiert die Reaktionstemperatur in Abhängigkeit von dem Herstellungsverfahren, der Art des zu verwenden-
den Lösungsmittels und anderen Faktoren. Im allgemeinen wird die Reaktion jedoch bei Temperaturen von 100 bis 3000C durchgeführt Bei den Verfahren DAC-I, DAC-2, ATA-I, ATA-2 und ATA-3 führt man die Reaktion vorzugsweise bei 150 bis 2600C durch, während man das Verfahren ATA-3 insbesondere auch bei einer Temperatur von 100 bis 200" C durchführt Die Reaktionstemperatur muß während der Reaktion nicht konstant gehalten werden.
Bei der teilweisen Umsetzung des Polyamidimidvorläufers gemäß den nachstehend erwähnten Verfahrensweisen mit einer polyfunktionellen Verbindung werden Temperaturen von 80 bis 2000C angewandt
Es ist besonders vorteilhaft den Vorläufer mit der η poyfunktionellen Verbindung zu vermischen, da das Härten einer derartigen Zusammensetzung leicht und vollständig erzielt werden kann.
Vorzugsweise verwendet man die polyfunktionelle Verbindung in derartigen Mengen, daß die gesamte Anzahl der alkoholischen Hydroxylgruppen und/oder der Aminogruppen die in der poiyfunktioneilen Verbindung enthalten sind oder die Gesamtanzahl der alkoholischen Hydroxylgruppen und/oder der Aminogruppen, die in der polyfunktionellen Verbindung und dem Polyamidimidvorläufer enthalten sind, wenn der Vorläufer derartige funktionell Gruppen enthält nicht kleiner als die Gesamta.izahl der endständigen Carbonsäurearylestergruppen des Vorläufers isL
Es ist ferner möglich, eine härtbare polymere Zusammensetzung dadurch zu erhalten, daß man den Vorläufer teilweise mit der obenerwähnten polyfunktionellen Verbindung umsetzt.
Die obenerwähnten Polymerisationszusammensetzungen können durch Erhitzen, vorzugsweise in geschmolzenem Zustand, in irgendeine Struktur der gewünschten Form überführt oder in einem organischen Lösungsmittel gelöst als Überzug auf einen Träger aufgebracht werden.
Wenn man den Vorläufer in sucpendk ,"em Zustand in einem organischen Lösungsmittel erhält, wird die Suspension z. B. durch Zugabe eines geeigneten Lösungsmittels in eine Lösung überführt
Es ist ferner möglich, eine geeignete Menge der polyfunktionellen Verbindung zu einer derartigen Lösung zuzusetzen und z. B. durch Erhitzen in derartigem Ausmaß eine Reaktion zwischen dem Vorläufer und der polyfunktionellen Verbindung zu erreichen, daß das sich ergebende Teilreaktionsprodukt noch in dem Lösungsmittel löslich ist.
Als Hauptlösungsmittel, das man zur Herstellung derartiger Formzusammensetzungen in Lösungsform verwendet, kann man die oben mit Hinsicht auf die bei der Herstellung der Vorläufer verwendeten Lösungsmittel (1) bis (7) nennen. Von diesen Lösungsmitteln sind die disubstituierten Amide (I), Sulfone und Sulfoxyde (2) und Phenole (7) besonders bevorzugt, da sie starke Lösungskraft haben und leicht während des Härtens von der gehärteten Struktur abgetrennt werden können. Es ist natürlich möglich, andere Lösungsmittel zu diesen Lösungsmitteln zuzusetzen, vorausgesetzt, daß keine Abscheidung des Polymerisats eintritt.
Als polyfunktionelle Verbindung, die man zur Ausbildung der obenerwähnten härtbaren Zusammensetzungen verwendet, kann man beispielsweise Polyole, Aminohydroxyverbindungen und Polyamine verwenden. Vorzugsweise verwendet man eine polyfunktionelle Verbindung mit einer Funktionalität von 3 oder mehr, insbesondere eine Verbindung, die mindestens drei
4>
alkoholische Hydroxygruppen und/oder Aminogruppen im Molekül enthält oder eine Mischung von polyfunktionellen Verbindungen die eine oder mehrere derartiger polyfunktionellen Verbindungen enthält, die mindestens drei alkoholische Hydroxygruppen und/oder Aminogruppen im Molekül aufweisen. Beispiele bevorzugter Vertreter derartiger polyfunktioneller Verbindungen mit einer Funktionalität von mindestens drei sind
Glycerin, Trimethyloläthan, Trimethylolpropan, 1,2,6-HexantrioI, Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat, Pentaerythrit, 2- Aminopropan-13-diol, 1 - Aminopropan-2,3-diol, 2-Amino-2-methylpropan-lrJ-dioI, Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan, l-Amino-2,2-bis-(hydroxymethyl)-propan-3-ol, Polyphenylpolymethylenpolyamine (aus Anilin und Formaldehyd gebildete Kondensate), niedrigmolekulare Polyester, die im Durchschnitt mindestens drei Hydroxygruppen im Molekül enthalten und Epoxyharze oder Phenoxyharze, die im Durchschnitt mindestens drei seitenständige Hydroxygruppen im Molekül aufweisen.
Vorzugsweise verwendet man eine polyfunktionelle Verbindung, die mindestens drei alkoholische Hydroxygruppen aufweist oder eine Kombination einer polyfunktionellen Verbindung, die mindestens drei alkoholische Hydroxygruppen aufweist mit einer polyfunktionellen Verbindung, die zwei alkoholische Hydroxygruppen enthält.
Weiterhin ist es bei der Herstellung derartiger erfindungsgemäßer härtbarer Formzusammensetzungen von Vorteil, eine geeignete Menge eines Härtungskatalysators zusätzlich zu dem obenerwähnten PoIyamidimidvorläufer und der polyfunktionellen Verbindung zuzusetzen. Als derartige Härtungskatalysatoren können die obenerwähnten zur Herstellung der Polyamidimidvorläufer geeigneten Katalysatoren verwendet werden. Die Verwendung von Katalysatoren, die in der Lage sind, die Reaktion der Carbonsäurearylestergruppen des Polyamidimidvorläufers und der alkoholischen Hydroxygruppen und/oder der Aminogruppen der polyfunktionellen Verbindung zu fördern, ist besonders bevorzugt. Beispiele bevorzugter Härtungskatalysatoren sind Oxyde, Hydroxyde. Salze organischer Säuren. Alkoholate und organische Komplexe von Metallen, wie Titan, Zirkon. Zinn, Blei. Zink. Kobalt. Mangan, Antimon und Germanium. Die Verwendung von Alkoholaten und Salzen organischer Säuren von titan, Zinn, Blei und Zink ist besonders bevorzugt.
Geeigneterweise setzt man derartige Härtungskatalysatoren in einer Menge von 0,005 bis IO Gew.-%. insbesondere in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Vorläufers und der polyfunktionellen Verbindung oder des Tetlreaktions Produktes davon ein.
Zur Steigerung der Härtbarkeit der erfindungsgemäßen Formzusammensetzung ist es möglich, Arylester von Polycarbonsäuren, wie
Diphcnylisophthai.a, D.phenylterephthalat, Diphenylnaphthaiin-dicarboxylat, Triphenyltrimellitat, Triphenyltrimesinai ut.d Tetraphenylpyromellitai,
stabilisierte Polyisocyanate, Aryloxytriazine, wie
Triphenoxytriazin, Polymethylolmelamin, Polyalkoxysilane usw.
ϊ zuzugeben. Im Fall der Arylester werden diese Materialien teilweise mit dem Vorläufer und der polyfunktionellen Verbindung umgesetzt und in Form eines derartigen Teilreaktionsproduktes verwendet.
Die erfindungsgemäße Formzusammensetzung kann
ίο zusätzlich andere Harze enthalten, z. B. ein Phenolharz, ein Aminoharz, wie Melamin/Formaldehyd-Harze und
Harnstoff/Formaldehyd-Harze, Amidharze oder Imid-
harze, wie
Polyamidharze, Polyamidimidharze und
Polyimidharze, Polyesterharze, Polyesterimidharze und Vinyl-Fornialharze.
Die Forrarisammensetzung ist besonders geeignet,
wenn sie in der obenerwähnten ' isungsform zu Oberzugszwecken zum Umhüiien von Tränten und dergleichen verwendet wird. Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung in Form einer Lösung zu Oberzugszwecken oder zum Umhüllen von Drähten verwende· wird, beträgt der Gehalt an nichtflüchtigen Materialien vorzugsweise 5 bis 60Gew.-%.
Es ist ferner bevorzugt, daß die erfindungsgemäßen Formmassen, nachdem sie während des Verformens oder nach dem Verformen gehärtet sinü, der prakti-
jo sehen Verwendung zugeführt werden. Die Härtungstemperatur variiert in Abhängigkeit von der Polymerisatzusammensetzung, dem angestrebten Verwendungszweck, der Härtungszeit und anderen Faktoren, wobei es jedoch im allgemeinen bevorzugt ist, das Härten bei
j-, einer Temperatur von 150 bis 4500C, bevorzugter bei 200 bis 400° C, durchzuführen.
Die erfindungsgemäßen Formmassen zeigen bei der Verformung und beim Härten eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und die erhaltenen gehärteten geform ten Gegenstände zeigen eine gut ausgeglichene Komb.nation von Eigenschaften, wie Härte, Flexibilität. Haftung. Hitzebeständigkeit oder thermische Stabilität und chemische Beständigkeit Somit können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in geeigneter
v, Weise verschiedenen Verwendungszwecken zugeführt werden. Wenn z. B. die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Lack oder Überzugszusammensetzung verwendet wird, setzt man sie als elektrisch nichtleitendes Material in Form einer Drahtumhüllungszusammen-
V) setzung oder eines Imprägnierlackes ein oder man verwendet sie zum Schutz oder zur Dekoration von Aluminiumgegenständen und Heizeinrichtungen. Die erfsndur<;sfTemäßen Zusammensetzungen können auch als Klebstoffe oder zur Bildung von Laminaten
-,-, verwendet werden.
Wenn die erfindungsgemäßen Formmassen in Form einer Lösung als Drahtumhüllungslack zur Bildung isolierter elektrischer Drähte verwendet werden, ist es im allgemeinen möglich, für elektrische Zwecke
mi geeignete Drähte mit elektrischen !soliereigenschaften der Qualitäten »F« bis »C excellent« zu erhalten. Zur Bildung doppelt überzogener isolierter elektrischer Drähte ist nicht nur ein aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen gebildeter Überzugsfilm, sondern
h-, auch ein laminierter Film aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und einem anderen Harz geeignet. Im letzteren Fall ist es möglich, den Drahtendprodukten verschiedene gute Eigenschaften zu verleihen.
Wenn die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Pulverform bei der PreBverformung, bei der Spritzverformung oder dergleichen gegebenenfalls in Anwesenheit anderer Harze verwendet werden, können geformte Gegenstände hergestellt werden, die ausge- ■-> zeichnete elektrische Isolationseigenschaften, ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und mechanische Eigenschaften aufweisen und die als Maschinenteile und elektrisch isolierende Teile für verschiedene Vorrichtungen und Einrichtungen in der Industrie verwendet κι werden können.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel I
Ein 3-Liter-Dreihalskolben wurde mit 267,3 g (1,35 Mol) 4,4'-Diaminodiphenylmethan und 700 g Kresol beschickt, worauf die Mischung auf 1000C erhitzt wiirrlr. um das 4,4'-Diaminodiphenylmethan in Kresol zu lösen. Dann wurden 288 g (1,5 Mol) Trimellithsäureanhydrid >u nach und nach unter Rühren zu der Lösung zugegeben. Dabei wandelte sich die Reaktionsmischung zu einer gelben Aufschlämmung um. Dann wurden 200 g Xylol der Aufschlämmung zugesetzt und diese auf I7O-2OO°C erhitzt. Das bei der Reaktion gebildete .<-, Wasser wurde durch azeotrope Destillation mit Xylol abgetrennt, es wurden 321 g (1,5 Mol) Diphenylcarbonat zu der Reaktionsmischung zugesetzt, worauf die Badtemperatur auf 240 bis 2600C gesteigert wurde, um nach und nach eine Mischung aus Kresol und dem als to Nebenprodukt gebildeten Phenol durch Destillation abzutrennen. Nachdem 700 g dieser Mischung abdestilliert worden waren, wurde die Kondensationsreaktion unter Rühren etwa 5 Stunden fortgesetzt.
Die Temperatur im Inneren des Kolbens betrug etwa j-> 220°C und man erhielt eine viskose schwach trübe Flüssigkeit. Nach der Zugabe von 840 g Kresol zu der viskosen Flüssigkeit erhielt man eine homogene Lösung eines Polyamidimidvorläufers.
Eine geringe Menge der Lösung wurde in Methanol m gegossen, um den Vorläufer abzutrennen, der zur Bestimmung eier inneren Viskosität, fur die inirarotspektralanalyse und die Bestimmung der Endgruppen verwendet wurde. Dabei wurde gefunden, daß der Vorläufer eine innere Viskosität von 0,13 aufwies. Bei j-, der Infrarotspektralanalyse wurde der erhaltene Vorläufer mit einem Polyamidimidvorpolymerisat bekannter Struktur verglichen, das aus Trimellithsäureanhydrid und 4,4'-Diaminodiphenylmethan in N-Methylpyrrolidon hergestellt worden war. Beide Polymerisate zeigten y> gut übereinstimmende Absorptionen in einem Bereich von 4000 cm -' bis 1300 cm -', wodurch bestätigt wurde, daß beide Polymerisate spezifische Absorptionsbanden, die für Amidgruppen und Imidgruppen charakteristisch sind, aufwiesen. Im Bereich von 1300 cm -' bis 650 cm -' zeigte jedoch der Vorläufer Banden bei 750 cm-', 1000cm-' und 1280cm-', die in dem Spektrum des Vergleichsvorpolymerisats nicht beobachtet werden konnten. Diese Absorptionen werden durch die endständige Arylestergruppe hervorgerufen.
Die Bestimmung der Endgruppen wurde wie folgt durchgeführt.
Die Vorläuferprobe wurde in Kresol gelöst und durch Titration mit Chlorwasserstoffsäure wurde die Menge der Amjnoendgnippen bestimmt Dabei wurde gefunden, daß das Material 0,9x10 * Mol endständige Aminogruppen pro Gramm enthielt Die Bestimmung der endständigen Phenyüirethangnippen wurde durch Auflösen der Vorläuferprobe in N-Methylpyrrolidor durch anschließende Zugabe von Di-n-butylamin, durcl Umsetzen während 1 Stunde bei 1000C und Durchfüh rung der Titration zur Bestimmung der Gewichtsabnah me des Di-n-Butylamins durchgeführt. Dabei wurcl gefunden, daß die Menge an endständigen Phenylure thangruppen 2,5 χ ΙΟ-4 Mol/g betrug. Bei der Titratioi der endständigen Carboxylgruppen ergab sich eir Gehalt von 2,4 χ 10-" Mol/g.
Es wird angenommen, daß Aminogruppen mi Carboxylgruppen oder Säureanhydridgruppen in einen Molverhältnis von I : 1 unter Ausbildung von Amid- unc Imid-Gruppen reagieren. Weiterhin wird angenommen daß in diesem Beispiel nur Aminogruppen, Urethan gruppen, Carboxylgruppen und Arylestergruppen al. Endgruppen vorhanden sind. Demzufolge wird ge schlossen, daß die Differenz zwischen der Summe de endständigen Aminogruppen und I Irpthanpriinnpn um der Summe der endständigen Carboxylgruppen unt Arylestergruppen der Differenz zwischen dem züge führten Äquivalent des Tricarbonsäurebestandteils unc des zugeführten Äquivalents des Diaminbestandteih entspricht. Da es kein einfaches Verfahren zu Bestimmung der Arylestergruppen gibt, wurde die Menge der endständigen Arylestergruppen durcl Anwendung der obenerwähnten Relationen berechne und es "-urde gefunden, daß die Menge der endständi gen Arylestergruppen 7,0 χ 10-4 Mol/g betrug. Dadurcf wurde bestätigt, daß die endständigen Arylestergrupper etwa 55 Mol-% der gesamten Endgruppen ausmachten.
Die gemäß dem oben beschriebenen Verfahrer erhaltene Lösung des Vorläufers wurde mit 78,3 g (0,^ Mol) Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat versetzt und die Reaktion wurde während 1 Stunde bei einer Badtempe ratur von 200° C durchgeführt, worauf 5,10 g Tetrabutyl titanat zu der Reaktionsmischung zugesetzt wurden Dann wurde die Reaktion während 20 Minuten bei einei Badtemperatur von 2000C fortgesetzt. Nach einiger Zeit wurde die Reaktionsmischung abgekühlt und e wurden 315 g Lösungsbenzol zugesetzt, so daß man einen Drahtumhüllungslack erhielt. Bei der Bestimmung aes uenaites an nienttlucntigen Materialien des Rückstandes, der durch Trocknen des Lackes während 2 Stunden bei 200°C sich ergab, ergab sich ein Wert von 30,8 Gew.-%. Die Lösungsviskosität des so gebildeten Lackes betrug bei 30°C 35 Poise.
Der Lack wurde auf eine Kupferplatte aufgetragen und nach dem Vortrocknen während 5 Minuten be 300°C eingebrannt und gehärtet. In dieser Weise erhielt man einen glänzenden glatten Oberzug. Selbs» beim Biegen der Kupferplatte mit Hilfe einer Schneidbiegeeinrichtung ergab sich kein Absplittern oder Reißen des Überzuges. Daraus ist ersichtlich, daß der Oberzug eine gute Flexibilität und ein gutes Haftungsvermögen aufwies.
Unter ähnlichen Bedingungen wurde der Lack auf eine Glasplatte aufgebracht und eingebrannt Nach 3tägigem Eintauchen der überzogenen Glasplatte in Wasser konnte der Film von der Glasplatte abgezogen werden und zeigte eine gute Festigkeit.
Der Lack wurde dann 8- bis 9mal auf einen weichen Kupferdraht mit einem Leiterdurchmesser von 0,30 mm in einem horizontalen Ofen mit einer Ofenlänge von etwa 3 m aufgetragen, währenddem die Ofentempera tür bei 400 bis 450° C gehalten wurde. Ir, dieser Weise erhielt man einen isolierten Draht Der gemäß diesem Beispiel hergestellte Lack zeigte eine gute Verarbeitbarkeit bei der Umhüllung des Drahtes. Die Eigenschaf
25 24
ten des überzogenen Drahtes sind in der folgenden JIS-Bestimmungen zur Ermittlung der Eigenschaften Tabelle I angegeben. Die Bestimmung der Eigenschaf- von mit Polyester überzogenen elektrischen Leitungslen der elektriscnen Leitungsdrähte wurde gemäß den drahten bestimmt.
Tabelle I
Eigenschaften der umhüllten Drähte
I hci/iigs/iivimitietiset/uMi!
Heispiel I Hci^piel 2
Drahtabtnessungen
Durchmesser ilex Leiters (mm) 0.3(Hl 0.3(10
Durchmesser des überzogenen Drahtes (mm) 0.352 0.350
Aussehen gut gut
Pnti'nnnl^rcijijhniiii ( Port? pi'1 Liii1^!0i
unbehiinilelt I) 0
um 10"» gereckt 0 (I
llexihiliuit
Knickbruch gut gut
(heim Aufwickeln auf einen Stab gleichen Durchmessers)
Abriebbeständigkeit
rntersuchung durch wiederholtes Kratzen (300 g fiewicht. /aiii der Reibvorgiingei
Kritzuniersuchung in einer Kichtung (iewicht. kei
Schnitt-Temperatur ( C )
(4-Punkt-Schnittsteile. 500 g Belastung)
Beständigkeit gegen thermischen Schock (27O C . 1 Stil.. 20% gereckt)
Durchschlagspannung (Verfahren mit verdrehten Drahtpaaren) unbehandcl: (kW'l.l mm) nach dem Altern während 7 Tagen hei 240 Γ nach dem Altern während " Tagen bei 2Ml C
Chemische Beständigkeit
24 Std. bei Raumtemperatur in IO"»ige wäßrige NaOII eingetaucht gut gut
. \7 ^ur Bestimmung der Klebstoffeigenschaften des
pie gemäß diesem Beispiel erhaltenen Lackes wurde die
In gleicher Weise wie in Beispiel I beschrieben wurde folgende Untersuchung durchgeführt,
ein Vorläufer hergestellt, mit dem Unterschied, daß eine Eine Teststahlplatte mit den Abmessungen
Aminmischung. bestehend aus 89 MoI-0ZO 4.4'-Diamino- ν ι 100 χ 25 mm wurde aus einer Weichstahlplatte mit einer
diphenylmethan und Il MoI-0Zb 2.4-Diaminotoluol Dicke von 6 mm geschnitten, worauf die Oberflächen
anstelle von 4,4'-Diaminodiphenylmethan verwendet der Teststahlplatte mit Trichloräthylen abgewaschen,
wurde. In gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben mit einem Sandstrahlgebläse poliert und mit Tetrachlor-
wurde die erhaltene Vorläuferlösung teilweise mit kohlenstoff gewaschen wurde. Der Lack wurde dann in
Tris-(/?-hydroxyäthyI)-isocyanurat zu einem Lack umge- 55 dünner Schicht auf einer Breite von 12 mm auf der
setzt. Der Grad der Arylveresterung der Endgruppen kürzeren Seite der Testplatte aufgetragen und dann
des Vorläufers betrug 58% und der Lack zeigte einen einer Vortrocknung unterzogen. Zwei in dieser Weise
Gehalt an nichtP.üchtigem Material von 303 Gew.-% so mit dem Lack überzogene Testplatten wurden unter
und eine Lösungsviskosität von 38 Poise bei 30° C Ausbildung einer einfachen Überlappung aufeinander-
Ein umhüllter Draht wurde in gleicher Weise wie in 60 gelegt und während 2 Stunden bei einem Druck von
Beispiel 1 beschrieben durch Anwendung des so 10 kg/cm2 bei 3000C gehärtet. Die Scherreißfestigkeit
hergestellten Lackes hergestellt. Die Verarbeitbarkeit der verklebten Probe betrug 210 kg/cm2,
des Lackes zum Umhüllen von Drähten war ebenso gut .
wie die des Lackes von Beispiel 1. Die Eigenschaften des B e: s ρ 1 e 1 3
erhaiienen umhüllten Drahtes sind ebenfalls in der oben &5 Ein Vorläufer wurde in gleicher Weise wie in Beispiel
angegebenen Tabelle I aufgeführt aus denen ersichtlich 1 beschrieben bereitet, mit dem Unterschied daß eine
ist, daß der nach diesem Beispiel erhaltene Lack für die Aminmischung aus 89 Mol-% 4,4'-DiaminodiphenyIme-
Praxis ausgezeichnet geeignet ist than und 11 Mol-% Hexamethylendiamin anstelle von
42 40
1.25 1.23
3S0 375
gut gut
H1.5 IfO
16.0 16.2
It.1' ILS
4,4'-Diaminodiphenylmeih;m eingesetzt wurde. Die erhaltene Reaktionsmischung war selbst vor der Verdünnung mit Kresol eine im wesentlichen homogene Lösung. Daraus ist ersichtlich, daß die Löslichkeit des gemäß diesem Beispiel erhaltenen Vorläufers in Kresol gegenüber der Löslichkeit des in Beispiel I erhaltenen Vorläufers in Kresol erheblich verbessert ist. Die innere Viskosität des Vorläufers betrug 0,12 und die Mengen der endständigen Aminogruppen. Carboxylgruppen sowie Urethangruppen betrugen 1,1x10 4MoIZg, 2,6 χ IO * Mol/g bzw. 2,6x10 'Mol/g. Aus diesen Werten wurde die Menge der endständigen Phcnylgruppe mit 6,8x10 4 Mol/g berechnet. Sonnt betrug der Grad der Arylveresterung der Endgruppen des Vorläufers 52%.
In gleicher Weise wie in Beispiel I beschrieben wurde die Vorläuferlösung mit Tris-(/J-hydmxyäthyl)-isocyanurat versetzt und die Teilreaktion des Vorläufers mit dem Isocyanurat unter Ausbildung eines Lackes durchgeführt. Nach dem Trocknen des Lackes wahrem! 2 Stunden bei 200° C betrug der Gehalt an nichtflüchtigem Rückstand 31,5 Gew.-%. Die Viskosität des Lackes bei .300C bestimmt betrug 50 Poise. Nach dem Ausfallen des Polykondensates durch Einbringen einer geringen Menge des Lackes in Methanol betrug die gemessene innere Viskosität des Polykondensats0,2L
Der gelöste Lack wurde auf eine Glasplatte aufgetragen und nach dem Vortrocknen während 5 Minuten bei 300^C gehärtet. Durch das Abziehen des Oberzugs von der Glasplatte erhielt man einen flexiblen Film.
Zu Vergleichszwecken wurde die Reaktion unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben durchgeführt, mit dem Unterschied, daß Diphenylcarbonat nicht zugesetzt wurde, wobei man als Ergebnis eine ähnliche Lösung erhielt. Die innere Viskosität des ausgefällten Polykondensates betrug jedoch 0,23. Der durch Einbrennen der Lösung auf einer Glasplatte in gleicher Weise wie oben beschrieben erhaltene Film hat jedoch keine Festigkeit und war äußerst unbeständig.
Der gemäß diesem Beispiel erhaltene Lack wurde bei 300 bis 4005C unter Verwendung eines vertikalen TcMufens mii einer Drahtgeschwindigkeii von 3 m/iviin. 5- bis 7mal auf einen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,7 mm aufgetragen, wobei man einen Isolierten Draht erhielt, mit einem Erweichungspunkt, bestimmt durch das Temperaturerhöhungsverfahren von oberhalb 350'C, einer Abriebbeständigkeit von 115 Reibvorgängen, bestimmt gemäß der Untersuchung durch wiederholtes Kratzen und einer guten thermitchen Schockbeständigkeit, die während 1 Stunde bei J50cC bestimmt wurde, wobei der Draht auf einen Stab Itiit dem gleichen Durchmesser aufgewickelt worden
Beispiel 4
Ein Dreihalskolben mit einem Fassungsvermögen von 3 Liter wurde mit 178.2 g (0,9 Mol) 4,4'Diaminodiphenylmethan und 500 g Kresol beschickt. Nachdem 4,4'-Diaminodiphenylmethan in Kresol gelöst worden war, wurden 192 g (1,0 Mol) Trimellitsäureanhydrid nach und nach bei 100° C zu der Lösung zugesetzt, worauf die Badtemperatur auf 240 bis 250° C gesteigert und die Reaktionsmischung durch Vertreiben des Kresols aufkonzentriert wurde, bis der Feststoffgehilt etwa 80 Gew.-% betrag. Dann wurde die Reaktion während weiterer 3 Stunden am Rückfluß fortgesetzt. Im Verlauf der Reaktion wandelte sich die Reaktionsmischung zu einer homogenen Lösung mit einer hohen Viskosität um. Da„n wurden 53,5 g (0,25 Mol) Diphenylcarbonat zu der Reaktionsmischung zugesetzt und die Konzentration n«ich und nach gesteigert, bis eine Innentemperatur von 22O°C erreicht war. Dann wurde die Reaktion während weiterer 4 Stunden am Rückfluß weitergeführt. Die innere Viskosität des erhaltenen Vorläufers betrug 0,15. während der Grad der Arylveresterung der Endgruppen des Vorläufers 42% betrug.
Getrennt davon wurde eine Mischung aus 388 g Dimethylterephthalat. 120 g Äthvlenglykol. 70 g Glycerin und 0,2 g Bleiacetat auf 120 !>is I JO''C erhitzt, wobei gleichzeitig das als Nebenprodukt gebildete Methanol abdestillicrt wurde. Nachdem die Destillation fast vollständig abgelaufen war. wurde die Mischung auf 200 bis 220'C erhitzt. Insgesamt wurde die Reaktion unter Rühren und Erhitzen während 12 Stunden durchgeführt. Nach der Beendigung der Reaktion wurde Kresol in einer derartigen Menge zu der Reaktionsmischung zugesetzt, daß sich ein Harzgehalt von 40 Gew.-% ergab. Die erhaltene Lösung wurde mit der oben beschriebenen Vorläuferlösung vermischt und die Mischung wurde 30 Stunden bei einer Badtemperatur von 200'C erhitzt. Dann wurden 5 g Telrabutyltitanat zu der Mischung zugesetzt und diese abgekühlt. Nachdem die Mischung auf eine geeignete Temperatur abgekühlt worden war. wurde sie mit Kresol und Lösungsmittelbenzol bei einem Kresol/Lösungsmittelbenzol-Verhältnis von 75:25 verdünnt, so daß der Gehalt an nichtflüchtigem Material 32 Gew.-% betrug. Die erhaltene Lösung wurde als Drahtüberzugslack auf einen weichen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,7 mm aufgetragen und unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 beschrieben, eingebrannt, wobei man einen isolierten Leitungsdraht erhielt mit einem Erweichungspunkt von oberhalb 320°C, bestimmt mit dem Temperatursteigerungsverfahren, eine Abriebbeständigkeit von 82 Reibvorgängen, bestimmt mit der Untersuchung durch wiederholtes Kratzen und einer guten thermischen Schockbeständigkeit, die während 3 Stunden bei 180° C bestimmt wurde. woDei aer urant aul einen MaD mit dem gleichen Durchmesser aufgewickelt war.
Beispiel 5
Ein Dreihalskolben mit einem Fassungsvermögen von 3 Liter wurde mit 79,2 g (0.4 Mol) 4,4'-Diaminodiphenylmethan und 250 g N-Methylpyrrolidon beschickt, worauf die Mischung auf 100°C erhitzt und nach und nach mit 96,0 g (0,5 Mol) Trimellithsäureanhydrid versetzt wurde. Nach der Zugabe von 50 ml Xylol wurde die Badtemperatur auf 200° C gesteigert und das durch Imidierung aus dem Produkt gebildete Wasser wurde zusammen mit Xylol abgetrennt. Dann wurden 107 g (O^ MoI) Diphenylcarbonat zu der Reaktionsmischung zugesetzt und die Badtemperatur auf 240 bis 260°C erhöht, um nach und nach N-Methylpyrrolidon abzudestillieren. Nachdem der Feststoffgehalt etwa 80 Gew.-% erreicht hatte, wurde die Reaktionsmischung während 3 Stunden am Rückfluß gehalten. Die Reaktionsmischung wurde dann mit 380 g N-Methyipyrrolidon verdünnt Eine geringe Menge der erhaltenen Lösung wurde in Wasser gegossen und das ausgefällte Reaktionsprodukt wurde abgetrennt und emer infrarotspektrumanaiyse unterzogen. In dem Infrarotspektrum wurden den 4-Phenoxycarbonylphthalimidgruppen zuzuschreibende Absorptionen bei
750 cm ;. 1000 cm ' und 1280 cifi : als auch starke Ahsorptionsbanden, die für Amidgiuppen und lmidgruppen sprechen, beobachtet. Als Ergebnis der .'Indgruppenbestimmung wurde gefunden, daß der Grad der Arylveresterung der Endgruppen 53% betrug. Die innere Viskosität des Reaktionsproduktes ergab sich mit 0,21.
Die oben erhaltene Lösung wurde mit 26.1 g (0.1 Mol) Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat und 3,28 g Dibutylzinndilaurat versetzt, worauf die Mischung 1 Stunde auf 17O0C erhitzt wurde. Die erhaltene Lösung wurde auf »ine Glasplatte aufgetragen, vorläufig getrocknet und 5 Minuten auf 3000C erhitzt und gehärtet. In dieser Weise »rhielt man einen flexiblen Film. Das mis der Lösung gewonnene Polykondensat besaß cmc innere Viskosität »on 0,32.
Beispiel 6
Dip Vprfahrpnswpkpn eins Rf'isp!?!* 5 V/lirdei1.
wiederholt, mit Jem Unterschied, daß eine Mischung aus %5 Mol-% T imellithsäureanhydrid und S Mol-% Benzophenon-tetracarbonsäureclianhydrid stat; Trimelithsäureanhydrid und eine Mischung aus 90 Mol-% 4.4'Diaminodiphenylmethan und 10 Mol-% Toluylendiamin statt 4,4'-Diaminodiphenylmethan eingesetzt wurden. Dann wurde Diphenylcarbonat zugesetzt und mit der Reaktionsmischung in gleicher Weise wie in Beispiel 5 beschrieben umgesetzt. Anschließend wurden J50g N-Methyipyrrolidon zu dcr Reaktionsmischung »ugesetzt. um diese zu verdünnen. Daraufhin wurden J4.9 g eines Polyphenylciipolymethylen-polyamins mit tinem durchschnittlichen Kondensationsgrad von 2,5 zu der verdünnten Reaktionsmischung zugegeben, worauf diese während etwa 1 Stunde bei einer Badtemperatur »on 230r C erhitzt wurde.
Die sich ergebende Lösung wurde auf eine Glasplatte aufgetragen, getrocknet und 5 Minuten auf 350 C erhitzt und gehärtet, wobei man einen Film mit guter Stabilität erhielt. Der Film wurde mit einer Schere in Stücke geschnitten und in Luft einer thermogravimetriichen Analyse mit einer Temperatursteigerungsge- «chwindigkeit von 5=C/Min. unterzogen. Dabei wurde fels zu Temperaturen von etwa 400° C kein merklicher Gewichtsverlust beobachtet. Daraus ist ersichtlich, daß der Film eine gute Hitzebeständigkeit besitzt.
Die obige Lösung wurde in Wasser gegossen und das ausgefällte Polykondensat wurde gewonnen. Das erhaltene pulverförmige Polykondensat wurde in einen lylinder eingebracht und 5 Minuten ur'or einem Druck •on 150 kg/cm2 auf 350°C erhitzt, wobei die sich dabei bildenden Gase aus dem Zylinder entweichen konnten. Auf diese Weise erhielt man einen dunkelbraunen. Iahen, geformten zylindrischen Körper.
Beispiel 7
Ein 3-Liter-DreihaIskolben wurde mit 2673 g (135 WoI) 4,4'-DiaminodiphenyImethan. 35.7 g (03 Mol) 2-Amino-2-methyl-13-propan-diol und 750 g Kresol beschickt worauf diese Materialien unter Ausbildung finer Lösung auf 100° C erhitzt wurden. Dann wurden enter Rühren 288 g (130 Mol) Trimellithsäureanhydrid •ach und nach zu der Lösung zugesetzt Darauf wurden 200 g Xylol zugegeben und die Badtemperatur auf 180 ■is 2000C gesteigert Das bei der Reaktion gebildete Wasser wurde zusammen mit Xylol durch azeotrope Destillation abgetrennt Anschließend wurden durch Steigerung der Temperatur auf 240 bis 260° C 500 g Kresol abdestilliert worauf die Reaktion etwa 2 Stunden am Rückfluß fortgesetzt wurde. Im folgenden wurden 160 g (0,75 Mol) Diphenylcarbonat zu der Reaktionsmischung zugegeben und 100 g einer Mischung aus Kresol und des als Nebenprodukt gebildeten Phenols abdestilliert. Dann wurde die Reaktion erreut während etwa 4 Stunden bei einer Badtemperatur von 240 bis 2603C forgeführt. Dabei erhielt man eitte dunkelbraune viskose homogene Lösung, die zur Herstellung einer Vorläuferlösung mit 580 g Kreso! versetzt wurde.
Eine geringe Menge der Lösung wurde entnommen und zur Ausfällung des Vorläufers in Methanol gegossen, der dann gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweisen zur Bestimmung der inneren Viskosität und der Bestimmung der Endgruppe verwendet wurde. Die innere Viskosität des Vorläufer.; betrug 0,20.
Dann wurden 5 g Tetrabutyltitanat zu der Vorläufer-
:vS die Rs
^. ■ · C» I
Badtemperatur von 200" C weitergeführt, worauf man 375 g Xylol zu der Reaktionsmischung zugab, um einen Lack zu erhalten, der einen Gehalt an nichtflüchtigen Materialien von 30,4 Gew.-% und eine Lösungsviskosität von 46 Poise bei 30: C aufwies.
Der Lack wurde auf eine Kupferplatte aufgebracht, vorgetrocknet und 5 Minuten bei 300" C gehärtet und eingebrannt, wobei man einen glänzenden und glatten Überzug erhielt. Bog man die so überzogene Kupferplatte mit Hilfe einer Schneidbiegeeinrichtung, so konnten keine Risse beobachtet werden, was darauf hinweist, daß der Überzug eine gute Flexibilität und ein gutes Haftungsvermögen aufwies.
Unter gleichen Bedingungen wurde der Lack auf eine Glasplatte aufgetragen und eingebrannt. Man erhielt einen Film mit guter Stabilität und ausgezeichneter Flexibilität.
Beispiel 8
Ein 3-Liter-Dreihalskolben wurde mit 288 g (1.5 Mol) Trimellithsäureanhydrid und 500 g Kresol beschickt, worauf die Beschickung auf 100cC erhitzt wurde. Unter Rühren wurden dann 337.5 g (1,35 Mol) 4,4-Dipbenylmethan-diisocyanat nach und nach zu der Mischung zugegeben. Die Badtemperatur wurde auf 220 bis 240= C erhöht und Kresol wurde nach und nach abdestilliert. Nachdem etwa 250 g Kresol abdestilliert worden waren, wurde die Reaktion bei einer Badtemperatur von 240= C während etwa 2 Stunden am Rückfluß fortgesetzt. Die Innentemperatur betrug 223°C und zu Beginn der Reaktion ergab sich eine extreme Blasenbildung, worauf die Reaktionsmischung sich von einer braunen transparenten Lösung zu einer trüben viskosen Flüssigkeit umwandelte. Anschließend wurden 1603 g (0,75 Mol) Diphenylcarbonat und 5,0 g Tetrabutyltitanat zu der Reaktionsmischung zugegeben und es wurden ! 30 g einer Mischung aus Kresol und als Nebenprodukt gebildetem Phenol abdestilliert Dann wurde die Reaktion erneut 3 Stunden am Rückfluß fortgesetzt Im Verlauf der Reaktion nahm die Trübung der Reaktionsmischung zu, jedoch erhielt man nach Beendigung der Reaktion durch Zugabe von 680 g Kresol zu der trüben Reaktionslösung eine homogene Lösung, die den Polyamidimidvorläufer enthielt
Eine sehr geringe Menge der so gebildeten Lösung wurde entnommen und zur Abtrennung des Vorläufers in Methanol gegossen, der dann gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweisen zur Bestimmung dpr
inneren Viskosität, zur Infrarotspektrunmnalyse und zur Bestimmung der Endgruppe verwendet wurde.
Die innere Viskosität des Vorläufers betrug 0,15.
Das Infrarotspektrum stand im Einklang mit dem eines Vorläufen, der durch Umsetzen von Trimellithsäureanhydrid,4,4'-Diaminodiphenylmethan und Diphenylcarbonat in Kresol erhalten wurde. In dieser Weise ist ersichtlich, daß in dem gemäß diesem Beispiel erhaltenen Vorläufer Amidbindungen, Imidbindungen und endständige Arylestergruppen gebildet worden waren.
Die Mengen der endständigen Urethangruppen und Carboxylgruppen betrugen 3,Ox 10 4MoIZg bzw. C3 χ 10-4 Mol/g, woraus die Menge der endständigen Arylestergruppen mit 8,6 χ 10 -* Mol/g berechnet werden kann. Daraus ist ersichtlich, daß die endständigen Arylestergruppen 72 Mol-% der gesamten Endgruppen des Vorläufers besetzten.
Dann wurden 783 g (03 Mol) Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat und 20 g Tetrabutyltitanat zu der erhaltenen Vorläu.'erlösung zugegeben und die Reaktion wurde während 1 Stunde bei 200° C durchgeführt. Dan i wurde die Reaktionsmischung geringfügig abgekühlt und durch Zugabe von 400 g Xylol verdünnt, wobei man einen Lack mit einem Gehalt an nichtflüehtigen Materialien von 30.9 i.}ew.-% und einer Lösungsviskosi-UH von 50 Poise bei 3GCC erhielt.
Der so erhaltene Lack wurde l'jf eine Kupferplatte aufgetragen, vorgetrocknet und 5 Minuten bei 3000C gehärtet und eingebrannt. In dieser Weise erhielt man einen glänzenden und glätten Überzug, der eine gute Flexibilität und ein gutes Haftungsvermögen aufwies und der beim Biegen mit Hilfe einer Schneidbiegeeinrichtung keine Risse bildete.
Beispiel 9
Eine Mischung aus 2 Mol 4-Phenyltrimellitat-1.2-anhydrid. 1.4 Mol 4,4'-Diaminodiphenylmethan. 0.4 Mol Hexamethylendiamin und 0.2 Mol Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat wurde bei einer Badtemperatur von 250°C in Kresol bei einer derartigen Konzentration der Reaktionsteilnehmer, daß die Konzentration des sich ergebenden Vorläufers 40 Gew.-% betrug. 7 Stunden am Rückfluß erhitzt. Der sich ergebende, in der Lösung enthaltene Vorläufer besaß eine innere Viskosität von OJO. Dann wurden 5 ml Tetrabutyltitanat zu der Lösung zugegeben und diese 15 Minuten auf 200°C erhitzt, worauf man sie mit Kresol und Lösungsmittelbenzol
Tabelle Il
Eigenschaften der umhüllten Drähte versetzte, um eine Lösung zu erhalten, die den Vorläufer in einer Konzentration von 30 Gew.-% enthielt
Die erhaltene Lösung wurde auf einen weichen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 mm aufgetragen, wobei man eine Form verwendete, und den Lack mit einer Drahtfördergeschwindigkeit von 13 bis 15 m/Min, bei einer Temperatur von 300 bis 400° C einbrannte. Diese Oberzugs- und Ekbrenn-Verfahren wurden 5- bis 7mal wiederholt, wobei man einen
in isolierten Leitungsdraht mit einer Oberzugsdicke von etwa 0,035 mm erhielt
Die Eigenschaften des so erhaltenen isolierten Leitungsdrahtes sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt, aus denen ersichtlich ist, daß der gemäß diesem Beispiel erhaltene isolierte Leitungsdraht eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit aufwies.
Getrennt davon wurde die oben erhaltene Lösung auf eine Glasplatte aufgebracht und 2 Stunden bei 150°C und 5 Minuten bei 300° C getrocknet, wobei man einen
2n zähen braunen Film erhielt.
Beispiel 10
Eine Mischjng aus 194 g Dimethylterephthalat, 60 g Äthylcnglykol, 35 g Glycerin und! 0,2 g Bleiacetat wurde
:5 unter Abdestillieren des als Nebenprodukt gebildeten Methanols auf 120 bis !3O0C erhitzt Nach praktisch vollständiger Abdestillation des Methanols wurde die Temperatur am 20(1 bis 2200C erhitzt Die gesamte Heizdauer betrug 8 Stunden.
i-i Getrennt davon wurde eine Mischung aus 536 g (2 Mol) 4-Phenyltrimellitat-U-anhydrid, 277 g (1,4 Mol) 4,4'Diaminodiphenylmethan und 34,8 g (03 Mol) Hexamethylendiamin bei einer Badtemperatur von 250° C während 2,5 Stunden in 1200 g Kresol am
r> Rückfluß erhitzt, wobei nach und nach Wasser und Kresol abdestilliert wurden. Zu der erhaltenen Reaktionsmischung gab man die oben beschriebene Polyesterverbindung und erhitzte die Mischung 4 Stunden bei einer Badtemperatur von 2400C. Nach Ablauf der
w Reaktion wurden 7 ml Tetrabutyltitanat zu der Reaktionsmischung zugegeben und diese mit Kresol und Lösungsmittelbenzol verdünnt, so daß die Vorläuferkonzentration 30 Gew.-% betrug. Unter Verwendung der sich ergebenden Lösung wurde unter den gleichen
4> Bedingungen wie in Beispiel 9 beschrieben ein isolierter Leitungsdraht hergestellt. Die Eigenschaften des isolierten Leitungsdrahtes sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt.
Uberzugslack limpid IO
Beispiel 9 0.036
0.036 0
(1 13.5
13.8 85
150 gut (auf einen Stab gleichen
Durchmessers gewickelt)
gut (auf einen Stab
gleichen Durchmessers
gewickelt)
filmdicke (mm)
Anzahl der Poren pro 5 m Lange
Durchschlagsspannung1)
(Wert berechnet als kV/0,1 mm)
Abriebbeständigkeit'1)
(700 g Belastung. Zahl der Reibvorgänge)
Beständigkeit gegen thermischen Schock1)
200 C . 2 Std.
Fortsetzung
Überzugslack Beispiel 9
Beispiel IO
250 C, 1 Std.
Flexibilitätstest4) unbehandelt
nach dem Altern während 6 Std. bei 230 C gut (auf einen Stab gleichen Durchmessers gewickelt)
gut (auf einen Stab gleichen Durchmessers gewickelt)
gut (auf einen Stab gleichen Durchmessers gewickelt)
350 gut (auf einen Stab gleichen Durchmessers gewickelt)
gut (auf einen Stab gleichen Durchmessers gewickelt)
gut (auf einen Stab gleichen Durchmessers gewickelt)
Schnittemperatur ( C)5)
(800 g Belastung, Temperatursteigerungsverfahren) 350 340
Bemerkungen:
1) Es wurden Testproben aus verdrehten Drahtpaaren verwendet.
2) Es wurde eine Abriebuntersuchungseinrichtung mit wiederholten Abriebvorgängen verwendet.
') Der Draht wurde bei einer vorherbestimmten Temperatur während einer vorherbestimmten Zeit erhitzt, wobei er auf einen Stab mit einem bestimmten Durchmesser aufgewickelt war. worauf die Bildung von Rissen mit dem bloßen Auge beobachtet wurde.
4) In unbehandeltem Zustand oder nach dem Altern bei der angegebenen Zeit und der angegebenen Temperatur wurde die Probe zehnmal auf einen Stab mit einem gewissen Durchmesser aufgewickelt, worauf die Rißbildung mit einem Vergrößerungsglas festgestellt wurde
^) Die Proben wurden vertikal in einem Ofen überkreuzt, und die Temperatur, bei der ein Kurzschluß eiiitrjl. wurde bei gradueller Steigerung der Ofentempcralur abgelesen
Beispiel 11
Ein 300-ml-Dreihalskolben wurde mit 19,2 g (0,1 Mol) Trimellithsäureanhydrid, 19,8 g (0,1 Mol) 4.4'-Diaminodiphenylmethan und 50 g N-Methylpyrrolidon beschickt und unter einem Stickstoffstrom wurden die Materialien bei einer Badtemperatur von 240 bis 260° C erhitzt. N-Methylpyrrolidon wurde nach und nach abdestilliert, um die Reaktionsmischung aufzukonzentrieren und schließlich wurde die Reaktion bei einer Feststoffkonzentration von etwa 80 Gew.-% fortgesetzt. Auf diese Weise wurde die Reaktion 3 Stunden fortgeführt und nach Beendigung der Reaktion wurden 80 g N-Methylpyrrolidon zu der Reaktionsmischung zugegeben.
Eine geringe Menge der erhaltenen Lösung wurde in Wasser gegossen, wobei sich ein gelbes Reaktionsprodukt abschied. Die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführte Endgruppenbestimmung de« Reaktionsproduktes ergab, daß dieses endständige Aminogruppen in einer Menge von 6.4x10 4 Mol/g aufwies. Die innere Viskosität des Reaktionsproduktes betrug 0,28.
Die obige Lösung wurde mit 6.43 g (0,024 Mol) 4-Phenyltnmellitat-1.2-anhydrid und tOml Xylol versetzt und mit einer Badtemperatur von 180 bis 200° C erhitzt. In dieser Weise destillierte man ein im wesentlichen aus Wasser und Xylol bestehendes Destillat aus der Reaktionsmisehung ab. Die Reaktion wurde so 2 Stunden fortgesetzt, worauf nach Beendigung der Reaktion eine geringe Menge der erhaltenen Lösung in Wasser gegossen wurde, um ein Zwischenkondensat auszufällen, das dann infrarotspektroskopisch untersucht wurde. In dem Infrarotspektrum erschienen deutliche Absorptionen bei 750 cm1. 1000 cm ' und 1280 cm-', die in dem Infrarotspektrum des Reaktionsproduktes, das vor der Zugabe von 4-PhenyItrimellitat-1.2-anhydrid gebildet worden war.
nicht beobachtet werden konnten. Diese Absorptionen können daher den 4-Phenoxycarbonylphthalimidgrup-
pen zugeordnet werden. Die obige Reaktionsmischung wurde dann mit 6,26 g
(0,024 Mol) Tris-(/Miydroxyäthyl)-isocyanurat und 0,1 g
Dibutylzinndilaurat versetzt und 1 Stunde auf 180° C erhitzt Die innere Viskosität des erhaltenen Teilreak tionsproduktes, das aus der Reaktionslösung abgetrennt
worden war, betrug 034. Die erhaltene Reaktionslösung wurde auf eine
Glasplatte aufgetragen, 30 Minuten bei 15O0C vorge-4-, trocknet und 5 Minuten bei 300° C eingebrannt und gehärtet, wobei man einen braunen transparenten Film
mit einer guten Flexibilität erhielt. Unter gleichen Bedingungen wurde die Lösung auf
eine Kupferplatte aufgebracht, vorgetrocknet, eingev) brannt und gehärtet, wobei man einen zähen Überzug erhieit, der beim Biegen weder Risse bildete noch sich ablöste. Daraus ist ersichtlich, daß die oben erhaltene
Reaktionslösung als Drahtumhüllungslack verwendet
werden kann. ,5 Zu Vergleichszwecken wurde eine Lacklösung durch
Wiederholen der oben beschriebenen Verfahrensweise
hergestellt, wobei man 0,024 Mol Trimellithsäureanhy drid statt 4-Phenyltrimellitat-1,2-anhydrid verwendete.
Dann wurde die Lösung in gleicher Weise wie oben „ο beschrieben auf einer Glasplatte eingebrannt, wobei man jedoch keinen Film mit guter Stabilität erhielt. Ein aus dieser Vergleichslösung auf einer Kupferplatte
gebildeter Überzug ergab leicht Risse beim Biegen.
Beispiel 12
Ein Dreihalskolben mit einem Fassungsvermögen von 300 ml wurde mit 19,2 g (0,1 Mol) Trimellithsäureanhydrid, 21.78 g(0.11 Mol)4,4'-Diaminodiphenylmethanund
50 g Kresol beschickt, worauf die Materialien unter einem Stickstoffstrom bei einer Badtemperatur von 240 bis 260" C erhitzt wurden.
Kxesol wurde nach und nach abdestilliert und in der Endstufe wurde die Reaktion bei einem Feststoffgehalt von etwa 80 Gew.-% durchgeführt Zu Beginn der Reaktion lag eine heterogene Reaktionsmischung vor, die jedoch mit Ablauf der keaktion sich zu einer homogenen Lösung umwandelte. Nach der Beendigung der Reaktion wurde die erhaltene Lösung mit 80 g Kresol verdünnt Eine geringe Menge der erhaltenen Lösung wurde in Methanol gegossen, wobei man ein gelbes Reaktionsprodukt erhielt, das dann gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweisen zur Bestimmung der inneren Viskosität und der Endgruppen verwendet wurde. Dabei ergab sich, daß das Produkt eine innere Viskosität von 0,20 aufwies und endständige Aminogruppen in einer Menge von 9,02 χ 10~4 Mol/g enthielt
Dann wurden 9,65 g (0,036 Mol) 4-Phenyl trimellitat-1,2-anhydrid zu uer obigen Lösung zugesetzt und die Mischung wurde bei einer Badtemperatur von 200 bis 2100C erhitzt Ein Teil des Kresols wurde zusammen mit dem als Nebenprodukt gebildeten Wasser abdestilliert
Nach der Beendigung der Reaktion wurde eine geringe Menge des erhaltenen Zwischenkondensats durch Ausfällung abgetrennt und zur Bestimmung der endständigen Aminogruppen verwendet Dabei ergab sich, daß praktisch alle Endgruppen bei der obigen Reaktion in 4-Phenoxycarbonylphthalimidgruppen umgewandelt worden waren.
6,35 g (0.025 V M) Tris-(/MiydroxyäthyI)-isocyanurat und 0,2 g Tetrabutyltitanat wurden zu der obigen Reaktionslösung zugegeben und die Mischung wurde während 30 Minuten auf 1800C erhitzt Die erhaltene Kresollösung wurde auf eine Kupferpfatte aufgetragen, vorgetrocknet und 5 Minuten bei 3000C eingebrannt, wobei man einen glänzenden Überzug erhielt, der eine gute Haftung und eine gute Flexibilität zeigte.
Beispiel 13
Ein Dreihalskolben mit einem Fassungsvermögen von 300 ml wurde mit 18,2 g (0,095 Mol) Trimellithsäureanhydrid, 1,6 g (0,005 Mol) Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid. 19,8g (0,1 Mol) 4,4'-Diaminodiphenylme· than und 50 g N-Methylpyrrolidon beschickt und die Materialien wurden in einem Stickstoffstrom bei einer Badtemperatur von 240 bis 2600C erhitzt Während des Erhiizens wurde nach und nach N-Methylpyrrolidon abdestilliert und in der Endstufe wurde die Reaktion bei einer Feststoffkonzentration von etwa 80 Gew.-°/o durchgeführt In dieser Weise wurde die Reaktion 3 Stunden fortgesetzt, worauf 50 g N-Methylpyrrolidon tu der erhaltenen Reaktionsmischung zugegeben wurden.
Eint· geringe Menge der erhaltenen N-Meihylpyrroli donlösung wurde in Wasser gegossen, um ein gelbes Reaktionsprodukt abzutrennen. Es zeigte sich, daß das Reaktionsprodukt eine innere Viskosität von 0,30 und einen Gehalt an endständigen Aminogruppen von ·,] χ t0~< Mol/g aufwies.
Dann wurden 6,4 g 4-Phenyltrimellitat-1,2-anhydrid und 10 g Xylol zu der obigen Lösung zugegeben und die Mischung wurde mit einer Badtemperatur von 180 bis 200°C erhitzt. Während des Erhitzens wurde ein Destillat, das im wesentlichen aus Wasser und Xylol bestand, abgeführt.
Nachdem die Reaktion 2 Stunden durchgeführt worden war, wurde eine geringe Menge der erhaltenen Reaktionslösung in Wasser gegossen, um den erhaltenen PolyamJdimidvorläufer abzutrennen. In dem Infra- rotabsorptionsspektrum des Vorläufers konnten charakteristische Absorptionen für die 4-Phenoxycarbonylphthalimidgruppe bei 750cm-', 1000cm-' und 1280 cm -' festgestellt werden. 6,5 g Tris-(JJ-hydroxyäthyl)-isocyanurat und 0,1 g
ίο Dibutylzinndilaurat wurden zu der obigen Reaktionslösung zugegeben und die Mischung wurde 20 Minuten auf 180° C erhitzt
Dann wurde N-Methylpyrrolidon und Xylol zu der erhaltenen Lösung in einer derartigen Menge zugege ben, daß der Gehalt an nichtflüchtigen Materialien 30 G.;w.-% und das N-Methylpyrrolidon/Xylol-Verhältnis 4 :1 betrug. Der so gebildete Lack wurde auf eine mit Schmirgelpapier polierte Kupferplatte aufgetragen, zunächst 30 Minuten bei 1500C getrocknet und 5 Minuten bei 3000C eingebrannt Der erhaltene Oberzug war sehr zäh und zeigte beim Biegen keine Rißbildung oder Ablösung.
Zu Vergleichszwecken wurde ein Lack in gleicher Weise wie oben beschrieben hergestellt mit dem Unterschied, daß statt 4-Phenyltrimellitat-1,2-anhydrid eine äquimolare Menge Trimellithsäureanhydrid verwendet wurde. Der Lack wurde auf eine Kupferplatte aufgebracht und untei den gleichen Bedingungen, wie sie oben angegeben sind, eingebrannt Der erhaltene
jo Überzug neigte beim Biegen zu Rißbildungen. Daraus ist ersichtlich, daß durch Verwendung eines Polyamidimidvorläufers, der endständige Arylestergruppen enthält ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden können.
'"> Beispiel 14
172,8 g (0.9 Mol) Trimellithsäureanhydrid wurden mit 53.6 g (0,2 Mol) 4-Phenyltrimellitat-l.2-anhydrid, 225.0 g (05 Mol)4,4'-Diphenylmethandiisncyanatund 17.4 g(0,l Mol) Tolylendiisocyanat in 400r..l entwässertem N-Methylpyrrolidon 2 Stunden bei 1600C umgesetzt, wobei man eine rötlichbraune viskose Lösung erhielt
Eine geringe Menge der Lösung wurde in Wasser gegossen, um das Reaktionsprodukt abzutrennen, das eine innere Viskosität von 0,21 besaß. Im Infrarotspektrum konnten für die 4-Phenoxycarbonylphthalimidgruppe charakteristische Absorptionen bei 750 cm1, 1000 cm ' und 1280 cm ' zusätzlich zu den für Amidgruppen und Imidgruppen charakteristischen
Absorptionsbanden festgestellt werden.
400 g der obigen Lösung wurden mit 27 g Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat und 0,8 g Dibutylzinndilaurat versetzt und die Mischung wurde unter Rühren 20 Minuten auf 1500C erhitzt. Ein Teil der erhaltenen
-,-, Lösung wurde auf eine Glasplatte aufgetragen. 2
Stunden bei 150°C vorgetrocknet und 5 Minuten bei
300°C eingebrannt, wobei man einen zähen Film mit guter Flexibilität erhielt.
Die Lösung wurde mit Dimethylacetamid und
Wi Lösungsmittelbenzol verdünnt, wobei man einen Lack mit einem Gehalt an nichtflüchtigen Materialien von 32 Gew.-% erhielt. Der Lack wurde auf einen weichen Kupferdraht mit einem Durchmesser von I mm bei 300 bis 4000C in einem vertikalen Untersuchungsofen bei
h-, einer Drahtfördergeschwindigkeit von 3 m/Min, aufgetragen. Dieses Überziehverfahren wurde 5- bis 7mal wiederholt, wobei man einen isolierten Leitungsdraht erhielt.
Der so erhaltene isolierte Leitungsdraht zeigte einen oberhalb 35O0C gelegenen Erweichungspunkt, bestimmt durch das Temperatursteigerungsverfahren, eine Abriebbeständigkeit von 120 Reibvorgängen und eine gute Beständigkeit gegen thermischen Schock, bestimmt während 1 Stunde bei 2500C, wobei der Draht auf einen Stab mit dem gleichen Durchmesser wie der isolierte Draht aufgewickelf worden war. Selbst nach dem Altern des isolierten Drahtes während 24 Stunden bei 200° C zeigte aer Überzug, wenn der Draht auf einen Stab mit gleichem Durchmesser aufgewickelt wurde, eine gute Flexibilität.
Beispiel 15
Eine Mischung aus 172,8 g (0,9 Mol) Trimellitsäureanhydrid, 26,8 g (0,1 Mol) 4-Phenyltrimellitat-U-anhydrid, 250 g (1 Mol) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 9,4 g (0.1 Mol) Phenol und 400 ml N-Methylpyrrolidon wurde unter Rühren 1 Stunde auf 120 bis 1600C und während 1 weiteren Stunde auf 180T erhitzt, wobei man eine rötiichbraune Lösung erhielt. Der in der Lösung enthaltene sich ergebende Vorläufer ze/gte eine innere Viskosität von 0,39.
Diese Vorläuferlösung wurde auf eine Glasplatte aufgetragen, 2 Stunden bei 1500C und 10 Minuten bei 2300C getrocknet, wobei man jedoch keinen Film mit guter Stabilität erhalten konnte.
Löste man jedoch 5 g Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat und 0,1 g Dibutylzinndilaurat unter Erwärmen in 100 g der obigen Lösung und brachte man die erhaltene Lösung auf eine Glasplatte auf und trocknete sie in gleicher Weise wie oben beschrieben, so erhielt man einen zähen Film mit guter Flexibilität.
Beispiel 16
53,6 g (0,2 Mol) 4-PheπyltΓimellitat-l,2-anhydΓid, 153,6 g (0,8 Mol) Trimellithsäureanhydrid und 16,6 g (0,1 Mol) Isophthalsäure wurden in 400 ml entwässertem N-Methylpynolidon gelöst, worauf man 250,0 g (1,0 Mol) 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat zu der Lösung zusetzte. Die Mischung wurde nach und nach cuf 16O0C erhitzt und die Reaktion wurde etwa 2 Stunden
Tabelle Ul Eigenschaften des Überzugs
durchgeführt, wobei men eine rötlichbrauns viskose Lösung erhielt.
Eine geringe Menge der erhaltenen Lösung wurde in Wasser gegossen und das ausgefällte Reaktionsprodukt
wurde abgetrennt und getrocknet Anschließend wurde festgestellt, daß das Reaktionsprodukt eine innere
Viskosität von 0,22 aufwies.
Die obige Lösung wurde auf eine Steinsalzplatte aufgetragen, zur Vertreibung des Lösungsmittels gut ίο getrocknet und dann wurde eine Infrarotspektralanalyse durchgeführt. Es wurden für die 4-Phenoxycarbonylphthalimidgruppe charakteristische Absorptionsbanden bei 750 cm-', 1000 cm-' und 1280 cm1 zusätzlich zu den für Amidgruppen und Imidgruppen charakteristisehen Absorptionen beobachtet
Der so erhaltene Polyamidimidvorläufer, der endständige 4-PhenoxycarbonyIphthalimidgruppen aufwies, war zur Herstellung eines Filmes mit guter Stabilität nicht geeignet, wenn die Vorläuferlösung auf eine Glasplatte aufgebracht und 2 Stunden bei 1500C und 5 Minuten bei 3000C getrocknet wurde, erachte man die obige Lösung auf eine Aluminiumplatte auf und brannte sie unter gleichen Bedingungen ein, so erhielt man einen Überzug, der beim Biegen leicht Risse bildete.
100 g der Vorläuferlösung wurden mit 7 g Tris-(/i-hydroxyäthvl)-isocyanurat und 0,2 g Dibutylzinndilaurat versetzt und die Mischung wurde 10 Minuten unter Rühren auf 1500C erhitzt Die Reaktionsmischung wurde mit Ν,Ν-Dimethylacetamid und Methyläthylke-
!0 ton in der Weise verdünnt daß der Gehalt an nichtflüchtigen Materialien 25 Gew.-% betrug, wobei man einen Überzugslack erhielt Der so erhaltene Überzugslack wurde mit Hilfe einer Spritzpistole auf eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von 0,8 mm aufgebracht und getrocknet Dieses Überzugs- und Trocknungsverfahren wurde wiederholt wobei man einen Überzug mit einer Dicke von etwa 40 μ erhielt. Der Überzug wurde dann 4 Minuten bei 3O0°C eingebrannt.
Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des so erhaltenen Überzuges sind in der Tabelle III angegeben, aus denen ersichtlich ist daß der Überzug eine gut ausgeglichene Kombination der gewünschten Eigenschaften besaß.
Meßergebnisse Bemerkungen
Haftvermögen Flexibilität Märte Erichsen-Wert
Erweichungspunkt Durchschlagsspannung Spezifischer Widerstand
100/100 (keine Ablösung) gut (2 mm Durchmesser) 5 H 5.9 mm
oberhalb 350 (
155 k V/mm
5.2 x 10"[J ■ cm
Ritz-Klebstreifenabzieh-Test Mandrel-Test Nadclhärte Ve'formungslänge
vor der Rißbildung
Untersuchung gemäß JIS 3211
Beispiel 17
Eine Mischung aus 8.64 (0,045 Mol)Trimellithsäureanhydrid. 3,87 g(0,01 OMoI)4-Phenoxycarbonyl-N-(3-carboxyphenyO-phthalimid uiir.i" 5,0 g N-Methylpyrrolidon wurden auf 800C erhitzt und die Mischung wurde mit hi 12,50 g (0,05 Mol) 4,4'Diphenylmethandiisocyanat versetzt. Die Reaktion wuiXle 3 Gtunden bei 170 bis 1800C durchgeführt, wobei man eine braune homogene Lösung erhielt. Eine geringe Menge der Lösung wurde
in Wasser gegossen und das ausgefällte Reaktionsprodukt wurde abgetrennt. Das abgetrennte Produkt zeigte eine innere Viskosität von 0,25.
In dem Infrarotspektrum des obigen Reaktionsproduktes konnten für die 4-Phenoxycarbonylphthalimidgruppe charakteristische Absorptionsbanden bei 750 cm-'. 1000 cm ' und 1280 cm-' zusätzlich zu den für Amidgruppen und Imidgruppen charakteristischen Absorptionsbanden festgestellt werden.
Die obige Vorläuferlösung wurde mit 1,31 g (0.005 i Mol)Tris-(/Miydroxyäthyl)-isocyanurat versetzt und die Mischung wurde I Stunde auf 1500C erwärmt, worauf man 0,2 g Dibutylzinndilaurat zugab. Die Mischung wurde dann in ähnlicher Weise I Stunde auf 150°C erhitzt. Das Reaktionsprodukt, das in der erhaltenen ι Lösung enthalten war, besaß eine innere Viskosität von 0.29.
Die so gebildete Lösung wurde auf eine Glasplatte aufgebracht, 13 Stunden bei 150°C getrocknet und 5 Minuten bei 300°C eingebrannt, wobei man einen _> braunen Film mit guter Stabilität erhielt.
Beispiel 18
Die Reaktion wurde in gleicher Weise wie im ersten Teil des Beispiels 17 durchgeführt, mit dem Unterschied, r, daß eine Mischung aus 90 Mol-% Trimellithsäureanhydrid und 10 Mol-% Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid statt dem in Beispiel 17 verwendeten Trimellithsäureanhydrid eingesetzt wurde. In dieser Weise erhielt man eine Reaktionslösung, die einen Polyamidimidvor- m läufer mit endständigen 4-Phenoxycarbonylphthalimidgruppen enthielt. Die Lösung wurde mit 1,25 g (0.005 Mol) eines Polyphenylen-polymethylen-polyamins mit einem durchschnittlichen Poiymerisationsgrad von 2.5 versetzt und die Mischung wurde 1.5 Stunden auf 200°C r. erhitzt. Die erhaltene Lösung wurde auf eine Glasplatte gegossen und 2 Stunden auf 150°C und 3 Minuten auf 35O°C erhitzt, um das Härten zu bewirken. Man erhielt einen Film mit guter Stabilität.
Beispiel 19
Reaktionsprodukt abzutrennen, das 6,6 χ to 4Mo endständige Aminogruppen pro Gramm enthielt unc eine innere Viskosität von 0,27 besaß.
Eine Mischung aus 6.43 g (0,024 Mol) 4-Phenyltrime! litat-1,2-anhydrid und 10 ml Xylol wurde zu der obiger Lösung zugesetzt und die Badtemperatur wurde auf 18C bis 200°C gesteigert, wobei man ein Kondensat, das irr wesentlichen aus Wasser und Xylol bestand, aus dei Reaktionsmischung abdestillierte. Die Reaktion wurde bei der obigen Temperatur 2 Stunden fortgesetzt. Eine geringe Menge der erhaltenen Reaktionsmischung wurde zur Abtrennung des Reaktionsproduktes ir Wasser gegossen. In dem Infrarotspektrum de« Produktes konnten für die 4-Phenoxycarbonylphthal· imidgruppe charakteristische Absorptionsbanden be 750 cm-',1000 cm 'und 1280 cm' beobachtet werden
Zu der obigen Lösung gab man dann 3,0 g (0,012 Mol 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und setzte die Mi schung während 3 Stunden bei einer Badtemperatur vor 170" C um.
Eine geringe Menge der erhaltenen Reaktionslösung wurde in Wasser gegossen, wobei man ein Reaktionsprodukt erhielt, das eine innere Viskosität von 0,35 aufwies.
Der Gehalt an endständigen Carbonsäuregrupper wurde mit 0,47 χ 10~4 Mol/g bestimmt, wobei praktisch alle 7U Beginn vorhandenen Carboxylgruppen zt Amidtsindungen umgewandelt worden waren. Darau< ist ersichtlich, daß praktisch alle Endgruppen de« Vorläufers aus 4-Phenoxycarbonylphthalimidgrupper bestanden.
Die erhaltene Reaktionslösung wurde mit 3,13 g Tris-(0-hydroxyäthyl)-isocyanurat und 0,1 g Dibutyl· zinndilaurat versetzt und die Mischung wurde 1 Stunde auf 180* C erhitzt. Die so gebildete Lösung wurde aul eine Glasplatte aufgebracht, getrocknet und 5 Minuter bei 300°C eingebrannt, wobei man einen Film mit guter Stabilität erhielt. Die Lösung wurde auch auf eine Kupferplatte aufgebracht und unter ähnlichen Bedingungen eingebrannt, wobei man einen glänzender zähen Überzug erhielt, der beim Biegen der Platte keine
l~r<33 TCMdlllCII UC) OCI3piCt3 I/ WUIUCWtCUCIMUItIUIl
dem Unterschied, daß statt des in Beispiel 17 verwendeten Trimellithsäureanhydrids durch Umsetzen von Trimellithsäureanhydrid mit m-Aminobenzoesäure 4-, erhaltenes N-{3-Carboxyphenyl)-trimellithsäureimid verwendet wurde. Die erhaltene Lösung wurde auf eine Glasplatte aufgegossen und eingebrannt Der erhaltene Film zeigte eine gute Flexibilität. Brachte man die Lösung auf eine Kupferplatte auf und brannte sie ein. so vi erhielt man einen Überzug mit einem guten Haftungsvermögen.
Beispiel 20
Eine Mischung aus 19,2 g (0,1 Mol) Trimellithsäureanhydrid, 193 g (0,1 Mol) 4,4'-Diaminodiphenylmethan und 50 g N-Methylpyrrolidon wurde in einem Stickstoffstrom bei einer Badtemperatur von 240 bis 260° C erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde nach und nach durch Abdestillieren von N-Methylpyrrolidon aufkon- wi zentriert, so daß die Reaktion in der Endstufe mit einer Feststoffkonzentration von etwa 80 Gew.-% durchgeführt wurde. In dieser Weise wurde die Reaktion 3 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion gab man 80 g N-Methylpyrrolidon zu der Reaktionsmischung.
Eine geringe Menge der obigen Lösung in N-Methylpyrrolidon wurde in Wasser gegossen, um ein gelbes niuuiiuuilg UUCl rtUlusuMg /.cigtc. Lraidus ist Ci 3tt-imu.il daß die in diesem Beispiel erhaltene Lösung als Lack zur Herstellung von isolierten Leitungsdrähten geeignet ist.
Beispiel 21
Ein Reaktionsprodukt mit einer inneren Viskositäl von 0,23, das endständige Aminogruppen und endständige Carboxylgruppen in Mengen von 4,01 χ 10-* Mol/g bzw. 9,9 χ ΙΟ-4 Mol/g enthielt, wurde unter den Heichen Bedingungen wie in Beispiel 20 beschrieben hergestellt mit dem Unterschied, daß man 19,2 g (0,1 Mol] Trimellithsäureanhydrid und 17,82 g (0,09 Mol) 4,4'-Diatninodiphenylmethan verwendete. Anschließend wurde das obige Reaktionsprodukt mit 4,02 g (0,015 Mol] 4-PhenyltrimelIitat-l,2-anhydrid und 4,50 g (0,018 Mol] 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 20 beschrieben umgesetzt wobei man einen Polyamiditnidvorläufer mit einet inneren Viskosität von 0,41 erhielt, der endständige Carboxylgruppen und Aminogruppen in Mengen vor 0^8 χ ΙΟ-4 Mol/g bzw. 0,41 χ 10~4 Mol/g enthielt.
Die den obigen Vorläufer enthaltende Reaktionslösung wurde mit 2 g eines Polyphenylen-polymethyien-po!yamins mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 249 (aus Anilin und Formaldehyd gebildetes Kondensat) versetzt und die Mischung wurde 3 Stunden bei einer BadSemperatur von 200 bis 2200C
40
erhitzt. Die erhaltene Lösung wurde auf eine Glasplatte aufgebracht, getrocknet und 5 Minuten bei J5(TC eingebrannt, wobei man einen Film mit guter Stabilität erhielt. Untersuchte man den Film thermcigravimetrisch in Luft bei einer Temperatursteigerungsgeschwindig keit von 5"C/Min.. so konnte bis /u einer Temperatur von 400'C praktisch keine Gewichtsabnahme festgestellt werden. Daraus ist ersichtlich, daß der gemäß diesem Beispiel erhaltene Film cine gute Hitzebeständigkeit aufweist.
Beispiele 22 bis 25
Gemäß den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Verfahrensweisen wurden Polyamidimidvorläufer und Formmassen hergestellt wobei die in der folgenden Tabelle IV angegebenen Reaktionsteilnehmer verwendet wurden. In jedem Beispiel wurde ein Vorläufer mit guter Härtbarkeit erhalten, der nach dem I lärten einen flexiblen Film ergab.
Tabelle IV
Die in der folgenden Tabelle IV angegebenen Abkürzungen haben folgende Bedeutung:
ΡΤΛ: 4-Phenyltrimellitat-1.2-dianhydrid MDA: 4,4-Diaminodiphenylmethan
THEIC: Tris-(/?-hydroxyäthvl)-isocyanurat
TBT: Tetran-butvltitanat
K.-.o,,,.! Nr. v.,ri ..i!er Menge TBT υ..-.L-»....., Visknvlllil
0.15 TBT lösungMiiillel
AiiMüingsmaterial 0,10 entsprachen, wobei 0.18
22 PT Λ 0.035 Kresol
MDA 0.15
m-Xylylcndiamin 0.135 0.21
2.1 PTA 0.15 Kresol
4.4'-I)iaminodicyclohcxyliimin 0.09 0.16
24 PTA 0.045 Kresol
4.4'-l)iaminophenyläther 1.5
3.3'-Diaminodiphenylsulfon 1.05 0.13
25 Trimellithsäureanhydrid 0.15 Kresol
MDA 0.2
Toluylendiamin
Bis-l/i-hydroxyathyh-terephthalat Katalysator
Tabelle IV (Fortsetzung) Nr. des Bei
Beispiel Nr. Arylvereste- Härter Filmbildungs- spiels genial!
rungsgrad (MnIl eigenschaft dem vorge
der End (5 Min. hei gangen
gruppen TBT 300 C" wurde
77% 2-Amino-2-methyl-1.3-propandiol TBT gehärtet) 10
22 72% THEIC (0.015) (0.015) gut 10
23 70% THEIC (0,015) gut
50% THEIC (0,3) 10
24 gut
25 Beispiel 26
(Vergleichsbeispiel)
gut jedoch der Maßstab ein Dritte
desjenigen der FR-PS betrug.
Im folgenden wurden Lacke verglichen, die einerseits erfindungsgemäß und andererseits gemäß der FR-PS 20 09 052 und der GB-PS 12 42 715 hergestellt wurden.
(I) Durchführung der Versuche Versuch A
Man stellte einen Lack durch Nacharbeitung von Beispiel 4 der FR-PS 20 09 052 unter Bedingungen her, die denjenigen dieses Beispiels soweit als möglich Versuch B
Man stellte durch Nacharbeitung von Beispiel 1 der GB-PS 12 42 715 unter Bedingungen, die denjenigen dieses Beispiels soweit als möglich entsprachen, einen Lack her.
(II) Versuche
IHl) Versuch A
Man gab 58,0 g Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat (THEIC) und 14,2 g Trimellithsäureanhydrid ΓΓΜΑ) zu
17 g m,p-Kresol, woran sich eine Zugabe von 0,5 g Tetraisopropyltitanat (IPT) anschloß. Die Temperatur wurde langsam erhöht und die Reaktion schließlich bei 190°C durchgeführi. Die Reaktion wurde fortgesetzt, bis das umgesetzte Produkt einen fadenbildenden Zustand erreichte. Danach gab man 99,2 g Methylendianilin (MDA) zusammen mit 215 g m,p-Kresol zu. Hiernach wur^in langsam 144,2 g TMA zugegeben. Die Reaktion wurde bei 2050C durchgeführt, indem man das gebildete Wasser in Form einer azeotropen Mischung mit Xylol entfernte. Man setzte die Reaktion fort, bis das ■eaktionssystem viskos wurde. Nach Beendigung der Reaktion wurde das umgesetzte Produkt mit 300 g ilresol und 233 g Xylol verdünnt, um einen Lack zu •rgeben.
11(2) Versuch B
Man erhitzte langsam unter einem .Stickstoffstrom
JÖ6,2 g Trimellitsäureanhydrid und 219 g 4,4'-Diphe-(tylmethandiisocyanat. Als die Badtemperatur 140sC Bier mehr erreichte, trat eine heftige Schaumentwiek-Wg auf und das umgesetzte Produkt verfestigte sich.
Jnter Zugabe von 50 ecm Lösungsmittelnaphtha ließ »en die Reaktion I Stunde unter Rückfluß ablaufen. Die leaktion wurde durch weitere Zugabe von 48,6 g
tabelle V
Dimethylterephthalat, 61,2 g Äthylenglykol, 86,2 g Tris-(/?-hydroxyäthy';'-isocyanurat, 0,2 g p-Toluolsulfonsäure und 940g m,p-Kresol bei 21O0C fortgesetzt. Die Reaktion wurde abgebrochen, als das Reaktionssystem viskos wurde. Das umgesetzte Produkt wurde mit Kresol und Xylol verdünnt, woran sich eine Zugabe von 5,0 g Tetrabutyltitanat anschloß. Hierdurch erhielt man einen Lack.
Die, wie vorstehend beschrieben, erhaltenen Lacke von Versuch A und Versuch B wurden jeweils als Überzug auf Elektrodrähte aufgebracht, indem man das gleiche Verfahren befolgte, wie es in Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung angegeben ist, um ihre Eigenschaften zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle V angegeben. Zu Vergleichszwecken wurden auch die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Beispiels I angegeben.
Weiterhin wurden die in Versuch A. Versuch B und dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 erhaltenen Lacke als Überzüge auf Glasplatten aufgebracht und getrocknet, um Filme herzustellen. Man führte thermogravimetrische Analysen eines jeden dieser Filme an der Luft bei einer Temperatur durch, die mit einer Geschwindigkeit von 5°C7Min. anstieg. Die Ergebnisse werden in der nachstehenden Figur veranschaulicht.
Abmessung des Drahtes
im nicht überzogenen Zustand (mm)
im überzogenen Zustand (mm)
Schnittcmpcratur (0 C)
500 g Beladung
Beständigkeit gegen thermischen Schock
Beispiel I Versuch Λ Ve rs Li
ucmäU der
HrΠ ml ung
0.300 0.300 0.300
0.352 0.35 1 0,350
380
360
352
230 C. x 1 Std.
250 C. x I Std.
270 C. x 1 Std.
|>urchschlagsspannung (Verfahren mit verdrehten Drahtpaaren) unbehandelt (KV70.I mm)
nach einer Alterung bei 240 C während 7 Tagen
nach einer Alterung bei 260 C während 7 Tagen
gut gut gut
gut gut nicht ausr
gut nicht ausr. nicht ausr
16.5 15.3 16,1
16.0 14.7 13,2
11.9 8.0 6.2
(IH) Betrachtungen
(1) Der Gegenstand der FR-PS 20 09 052 umfaßt in jedem Beispiel die Verwendung eines Polyesters, dessen Molekulargewicht bis zum fadenbildenden Zustand erhöht wurde, um die Amidimidvorläufer (beendet mit einer Carboxylgruppe) zu verknüpfen. In diesem Fall ergeben Polyole von Monomeren, wie Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat, keine flexiblen Filme.
Aus diesem Grund ist davon auszugehen, daö der Amidimidvorläufer, wie er gemäß dem ^'erfahren der FR-PS erhalten wird, Polyesterblocksegmente
b5 besitzt, die vermutlich zu einer Erhöhung der Flexibilität beitragen.
(2) Der erfindungsgemäß verwendete Amidimidvorläufer enthält als Endgruppen Arylestergruppen und besitzt daher eine hohe Reaktivität Selbst wenn das Quervernetzungsmittel eines derartigen Monomeren, wie Tris-(/?-hydroxyäthyl)-isocyanurat, verwendet wird, reagiert der erfindungsgemäße Vorläufer und härtet vollständig, um einen selbsttragenden Film mit einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit zu ergeben.
(3) Der Gegenstand der GB-PS 12 42 715 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lackes, bei dem
43 44
man als einen der Carbon?äurebestandtei!e einen man jedoch lediglich einen Film mit niedriger
Carboxyl-endständigen Amidimidvorläufer ver- Wärmebeständigkeit erhalten, wie es auch bei der
wendet und Terephthalsäure und/oder Isophtlial- genannten FR-PS der Fall ist. Als Isolationslacke
säure und Polyol zu dem Amidimidvorläufer zugibt. sind derartige Filme nicht geeignet.
Mit Hilfe einer derartigen Zusammensetzung kann
llk't/u I Blau /cichnuimcii

Claims (9)

Patentansprüche: t. Härtbare Zusammensetzung, bestehend aus einer Mischung oder einem Teilreaktionsprodukt aus
1) einem Polyamidimidvorläufer, in dem (A) 100 bis 50 Molprozent der gesamten Struktureinheiten, aromatische Amidimidstruktureinheiten der folgenden Formel I
O CO
Il / \
-NHC-Ar N-R1-
\ / CO
worin Ar
ist und R| einen der folgender! organischen Reste
CH3
und —C6Hu —
kedeutet, sind, und (B) 0 bis 50 Molprozent der gesamten Struktureinheiten Copolymereinheiten, ausgedrückt durch mindestens eine der folgenden Formeln
-K'O -U2-CONH-R1-NH)-
-4CO -U, —COO—U6-Of- oder
' CO CO
U,
N-U,-
CO CO /
sind, worin Rj. Ri. Ri, Rh und R« für aliphatische, alicyclische oder aromatische organische Gruppen stehen und R7
bedeutet, wobei die Endgruppen des genannten Polyamidimidvorluufers aus mindestens einer der folgenden Gruppen bestehen:
1) cyclische Carbonsäureanhydridgruppen,
2) Carbonsäure-niedrig-alkyl-Estergruppen mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen,
3) Carboxylgruppen,
4) Carbonsäureamidgruppen,
5) primäre oder sekundäre Aminogruppen,
6) Hydroxylgruppen,
7) Isocyanatgruppen,
8) Carbaminsäureestergruppen und/oder
9) Carbaminsäureamidgruppen,
und wobei dsr Polyamidimidvorläufer eine inhärente Viskosität von 0,1 bis 0,30 aufweist, die aus dem Wert berechnet ist, der bei 30° C unter Verwendung einer Lösung des Polymerisats in N-Methylpyrrolidon mit einer Konzentration von 03 g Polymerisat pro 100 ml der Lösung bestimmt wurde, und 2) einer polyfunktionellen Verbindung, die im Molekül mindestens zwei reaktive Gruppen, ausgewählt unter alkoholischen Hydroxylgruppen und Aminogruppen, enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 30 Molprozent der gesamten Endgruppen Carbonsäurearylestergruppen der Formel
Z-OOC-
sind, worin Z eine der folgenden Gruppen darstellt: Phenyl-, Kresyl Xylenyl-, Nitrophenyl-, Halogenphenyl-. Pyridyl- und Naphthylgruppen, und wobei die Menge der polyfunktionellen Verbindung so gewählt ist. daß die gesamte Anzahl der alkoholischen Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen, die in der polyfunktionellen Verbindung 2) enthalten sind, nicht kleiner ist als die gesamte Anzahl der Carbonsäurearylestergruppen, die in dem Polyamidimidvorläufer 1) oder dem Teilreaktionsprodukt aus dem Vorläufer I) und der polyfunktionellen Verbindung 2) enthalten sind.
2. Härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem organischen Lösungsmittel in einer Menge gelöst ist, die mindestens dazu ausreicht, die Mischung (1) oder das Teilreaktionsprodukt (2) vollständig tu lösen.
3. Härtbare Zusammensetzung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Härtungskatalysator in einer Menge von 0,005 bis IO Gewichtsprozent, bezogen auf die Mischung aus dem Vorläufer und der polyfunktionellen Verbindung oder dem Teilreaktionsprodukt aus dem Vorläufer und der polyfunktionellen Verbindung, enthält.
DE2264662A 1971-08-12 1972-08-11 Polyamidimidvorläufer enthaltende Zusammensetzung Expired DE2264662C3 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6128871A JPS5430034B2 (de) 1971-08-12 1971-08-12
JP7320571A JPS5119479B2 (de) 1971-09-20 1971-09-20
JP46073206A JPS5124000B2 (de) 1971-09-20 1971-09-20
JP7560471A JPS5119478B2 (de) 1971-09-28 1971-09-28
JP46076191A JPS5119480B2 (de) 1971-09-29 1971-09-29
JP1031172A JPS5115859B2 (de) 1972-01-28 1972-01-28

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2264662A1 DE2264662A1 (de) 1974-08-01
DE2264662B2 DE2264662B2 (de) 1980-09-25
DE2264662C3 true DE2264662C3 (de) 1981-05-27

Family

ID=27548262

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2239611A Expired DE2239611C3 (de) 1971-08-12 1972-08-11 Verfahren zur Herstellung von in Kresol löslichen Polyamidimidvorläufern
DE2264662A Expired DE2264662C3 (de) 1971-08-12 1972-08-11 Polyamidimidvorläufer enthaltende Zusammensetzung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2239611A Expired DE2239611C3 (de) 1971-08-12 1972-08-11 Verfahren zur Herstellung von in Kresol löslichen Polyamidimidvorläufern

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3829399A (de)
BE (1) BE787482A (de)
CA (1) CA989093A (de)
DE (2) DE2239611C3 (de)
FR (1) FR2148651B1 (de)
GB (1) GB1404667A (de)
NL (1) NL7211084A (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4137221A (en) * 1974-07-11 1979-01-30 Teijin Limited Heat-curable and solvent-soluble ester group-containing polymer compositions and process for their preparation
US4902740A (en) * 1985-07-26 1990-02-20 Teijin Limited Polyamideimides containing 3,4'-diamino-diphenylether as diamine component, with plasticizer
US4923960A (en) * 1989-02-27 1990-05-08 Hoechst Celanese Corp. Polyamide-imide polymers having fluorine-containing linking groups
US4954611A (en) * 1989-02-27 1990-09-04 Hoechst Celanese Corp. Shaped articles from polyamide-imide polymers having fluorine containing linking groups
KR100283949B1 (ko) * 1997-12-08 2001-03-02 윤종용 광통신용폴리아미드이미드및그제조방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3407176A (en) * 1966-02-14 1968-10-22 Gen Electric Polyamide-acids and polyimide from a mixture of dianhydrides
FR1596487A (de) * 1967-07-05 1970-06-22
US3578639A (en) * 1967-10-13 1971-05-11 Schenectady Chemical Polyamide-imide-ureas and method of preparation
US3555113A (en) * 1968-05-21 1971-01-12 Westinghouse Electric Corp Blends of polymeric amide-imide-ester wire enamels and conductors insulated therewith
US3494890A (en) * 1968-06-21 1970-02-10 Standard Oil Co Process for producing polytrimellit-imides using phenol solvents and alkylene oxides as hydrogen halide scavengers
US3716519A (en) * 1969-08-11 1973-02-13 Toray Industries Method for producing a polyamideimide and product of said method
DE1962900C3 (de) * 1969-12-16 1982-04-29 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Polyamidimidester und Verfahren zu ihrer Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
DE2239611A1 (de) 1973-02-22
DE2239611B2 (de) 1980-10-09
US3829399A (en) 1974-08-13
FR2148651B1 (de) 1975-01-03
DE2239611C3 (de) 1981-05-21
CA989093A (en) 1976-05-11
GB1404667A (en) 1975-09-03
DE2264662B2 (de) 1980-09-25
FR2148651A1 (de) 1973-03-23
DE2264662A1 (de) 1974-08-01
BE787482A (fr) 1972-12-01
NL7211084A (de) 1973-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2531094C2 (de) Wärmehärtbare und lösungsmittellösliche Estergruppen enthaltende Polymerzusammensetzungen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE1770202C3 (de) Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen Polyamid-tmiden
DE3249497C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer hitzebeständigen Harzzusammensetzung und die Verwendung des bei dem Verfahren erhaltenen Produkts zur Herstellung eines isolierten Leiters
DE1944213C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer PoIyimldlösung und deren Verwendung
DE2439386C3 (de) Wäßriger Einbrennlack und dessen Verwendung als Drahtlack
DE1937388A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Polysaeureamiden und Polyimiden
DE2718898A1 (de) Polyesterimide
DE1495823B2 (de) Verfahren zur herstellung von polyesterimiden und deren verwendung fuer lacke
DE1928934B2 (de) Modifizierte polyesterimide-drahtlacke
DE2264662C3 (de) Polyamidimidvorläufer enthaltende Zusammensetzung
DE1962900C3 (de) Polyamidimidester und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2654112C2 (de) Polykondensate
EP0012379B1 (de) Lackmischung und Beschichtungsmittel enthaltend Polyamidhydantione
EP0226968A1 (de) Verfahren zur Herstellung lagerstabiler Polyamidimidlacke und deren Verwendung
EP0002662B1 (de) Verfahren zur Herstellung von (Thio)Hydantoinen
DE3048434C2 (de)
DE2724913C2 (de)
DE3034536C2 (de) Polyamid-imidharzmasse und ihre Verwendung
DE2854442A1 (de) Verfahren zur herstellung von hydantoingruppen enthaltenden polymeren
DE2346393C2 (de) Lösung zur Herstellung wärmebeständiger Polykondensate
DE1814497C3 (de) Stickstoffhaltige Polykondensate und deren Verwendung für isolierende Überzüge auf elektrischen Leitern
EP0066194A2 (de) Verfahren zur Herstellung wässriger hitzehärtbarer Elektroisolierlacke und deren Verwendung
DE2519672A1 (de) Imid-modifizierte polyester und diese polyester enthaltende drahtlacke
DE1795752B2 (de) Hochmolekulare Polyamid-imide
EP0075239A1 (de) Verfahren zur Herstellung wässriger hitzehärtbarer Elektroisolierlacke und deren Verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)