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DE2327131B2 - Verfahren zum Härten einer Polyestermischung - Google Patents

Verfahren zum Härten einer Polyestermischung

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Publication number
DE2327131B2
DE2327131B2 DE2327131A DE2327131A DE2327131B2 DE 2327131 B2 DE2327131 B2 DE 2327131B2 DE 2327131 A DE2327131 A DE 2327131A DE 2327131 A DE2327131 A DE 2327131A DE 2327131 B2 DE2327131 B2 DE 2327131B2
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teda
cobalt
resin
mixture
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DE2327131A
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DE2327131A1 (de
DE2327131C3 (de
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Melville Willard Glen Mills Pa. Uffner (V.St.A.)
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Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
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Publication of DE2327131B2 publication Critical patent/DE2327131B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2327131C3 publication Critical patent/DE2327131C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/08Bridged systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F15/00Compounds containing elements of Groups 8, 9, 10 or 18 of the Periodic Table
    • C07F15/06Cobalt compounds
    • C07F15/065Cobalt compounds without a metal-carbon linkage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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    • C08F283/01Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to unsaturated polyesters

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  • Polymerization Catalysts (AREA)

Description

15
Beschleuniger für die Härtung ungesättigter Polyester aus einem Kobaltsalz, einem tertiären Amin und einem freie Radikale initiierenden organischen Peroxid sind aus »Glasfaserverstärkte Kunststoffe«, Springer Verlag, 1967, Seite 131, bekannt
Diese Beschleuniger sind mit dem Nachteil behaftet, daß Polyestermischungen, die mit diesen Beschleunigern zum Härten versetzt worden sind, nur eine kurze Gebrauchsdauer besitzen. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, diesen Nachteil zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem Patentanspruch gelöst.
Wie die weiter unten folgenden Versuche zeigen, bedingt der erfindungsgemäß eingesetzte Beschleuniger eine wesentlich bessere Gebrauchsdauer als die bekannte Kombination.
Polyestermischungen aus einem ungesättigten Polyester aus einem 2wertigen Alkohol und einer «jS-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäure sowie Styrol werden in breiten Umfange in BMC- und SMC-Massen, die mit Glasfasern verstärkt sind und Füllstoffe sowie Eindikkungsmittel enthalten, verwendet. In diesen Systemen werden in der Regel Initiatoren verwendet, die bei höheren Temperaturen zersetzt werdrn. Diese Massen erfordern eine lange Gebrauchsdauer, sollen sich jedoch während kurzer Härtungszeiten härten lassen. Diese Ziele werden durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht.
Der wesentliche Bestandteil des erfindungsgemäß eingesetzten Beschleunigers ist ein polymerer Koordinationskomplex aus einem Gemisch aus tertiären Aminen, wobei mindestens 25 Mol-% Triäthylendiamin in dieser Mischung mitverwendet werden, und einem Kobaltsalz. Die Herstellung der Komplexe erfolgt durch getrenntes Auflösen der Aminkomponenten sowie des Kobaltsalzes in einem Glykol oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel, wie beispielsweise Styrol. Der Löseprozeß kann durch erhöhte Temperaturen beschleunigt werden. Die erhaltenen Lösungen werden dann unter Rühren vereinigt, wobei gegebenenfalls leicht erhitzt werden kann. Beim Abkühlen wird der stabile Komplex erhalten. Der Komplex kann ferner in situ in den Polyestermischungen in der Weise erzeugt bo werden, daß die Amine und das Kobaltsalz getrennt der Polyestermischung zugemengt werden, wobei sich der Komplex beim Vermischen und Stehenlassen der Mischung bildet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich bs BMC- und SMC-Massen härten, wobei vor der Härtung keine Phasentrennung erfolgt, die Massen eine lange Gebrauchsdauer besitzen, die Härtung hei niedriger Temperatur schneller als bisher durchgeführt werden kann, keine vorzeitige Gelierung erfolgt und eine verbesserte Vernetzung der Glasverstärkung und eine gesteigerte Haftung an dieser festzustellen ist
Die Amine sollten in einem molaren Verhältnis zu dem Kobalt von mindestens 1 :1 eingesetzt werden, damit das Kobalt sicher abgeschirmt wird und erst beim Einwirken von Wärme freigesetzt wird und die Zersetzung des freie Radikale bildenden Peroxidinitiators und der Beschleunigung der Härtung bewirkt Vorzugsweise wird dieser Promotor in Mengen von weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf die Polyestermischung, beispielsweise in einer Menge von 0,2 bis 0,8 Gew.-%, eingesetzt Größere Mengen üben offensichtlich keine nachteiligen Einflüsse aus.
Typische BMC- und SMC-Massen weisen beispielsweise folgende Zusammensetzung auf:
60 Teile unges. Polyesterharz
in Styrol
40 Teile thermoplastisches Harz,
gelöst in Styrol
CaCOa-Füllstoff
Gleitmittel (Zinkstearat)
Glasverstärkung, auf
6 mm zerkleinerter Strang
Amin/Metalikomplex
Dickungsmittel, Mg(OH)2
Katalysator
(t-Butylperbenzoat)
Gew.-Teile
25 bis 30
40 bis 55
Ibis 2
10 bis 30 Teile
100 Teile pro Harz
0,2 bis 0,8
2 bis 3
0,8 bis 1,2
Die angegebenen Materialien werden in einer Hochleistungsknetmaschine vermischt, um eine innige Homogenität zu erzielen. Die gemischte Charge (das Vorgemisch) wird sodann mehrere Tage lang gereift, auf eine zweckmäßige Größe zerkleinert, verformt und kurzzeitig, in der Regel 1 bis 3 Minuten lang, bei 120 bis 165° C gehärtet.
Erfindungsgemäß können die verschiedensten Katalysatoren oder Initiatoren verwendet werden, z. B. t-Butylperbenzoat für sich allein oder im Gemisch mit t-Butylperoctoat, die, wie angegeben, freie Radikale freisetzen. Die mit Hilfe des erfindungsgemäß verwendbaren Metall-Amin-Komplexpromotors erzielbaren Beschleunigereffekte und anderen allgemeinen Eigenschaften können auch mit anderen Peroxid-Katalysatoren erhalten werden. So ist praktisch jede der bekannten, im Handel befindlichen, freie Radikale initiierenden Peroxidverbindungen und anderer Verbindungen, die zur Verwendung beim Härten, Mischpo lymerisieren oder Vernetzen von ungesättigten Polyestern bekannt sind, geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Der Begriff »Peroxid« umfaßt auch Peresterverbindungen. Neben den genannten und in den unten angegebenen Beispielen verwendeten Initiatoren erweisen sich auch noch solche zur Härtung bei erhöhter Temperatur geeignete Initiatoren als besonders vorteilhaft, die bei mäßigen bis hohen Temperaturen aktiv sind, z. B.
Benzoylperoxid, Dicumylperoxid,
Tetramethylbutyl-peroxy-2-äthylhexanoat,
t-Butylperoxyisopropylcarbonat,
t-Butyl-hydroperoxid und
t-Butylperoxidisobutyrat.
Die Tests in den unten angegebenen Beispielen wurden mit den gleichen Systemen unter Verwendung
eines Gemisches aus ungesättigtem Polyester und Styrol, gegebenenfalls in Gegenwart eines die Schrumpfung vermindernden thermoplastischen Harzes, durchgeführt. Die Zusammensetzung dieser Grundharzmassen wurde in den Versuchsansätzen konstant gehalten, um die Variablen auf einem Minimum zu halten und um den Vergleich der zu testenden Promotoren zu erleichtem. Die dem erfindungsgemäß verwendbaren Aminmetall-Komplex innewohnende Aktivität findet auch in Systemen Verwendung, die frei sind von derartigen thermoplastischen Harzen, und insbesondere in Systemen, die ein oder mehrere ungesättigte Polyesterharze (das Kondensationsprodukt einer o^-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäure mit einem 2wertigen Alkohol), gelöst in Styrol aufweisen, und die gegebenenfalls Stabilisatoren, z. B. Hydrochinon, enthalten.
Als tertiäre Amine neben dem Triäthylendiamin kommen beispielsweise Dimethyläthanolamin und solche Amine in Frage, die eine weitere funktioneile Hydroxyl- oder Carboxylgruppe aufweisen, beispielsweise Phenyläthyläthanolamin.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines stabilen Komplexes aus äquimolaren Teilen eines Kobaltsalzes und Triäthylendiamin.
24,2 Teile CoCl2 · 6 H2O wurden in 100 g Dipropy-Jenglykol bei 1000C gelöst Separat wurden 11,4 Teile Triäthylendiamin in 64,4 Teilen Dipropylenglykol bei 1000C gelöst. Die Metallsalzlösung wurde sodann der Triäthylendiaminlösung unter Rühren bei 100° C langsam zugesetzt. Das Rühren bei der angegebenen Temperatur wurde 4 Stunden lang fortgesetzt, wobei ein gleichmäßig homogenes Gemisch erhalten wurde, das anschließend auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen wurde unter Bildung des stabilen Komplexes.
Gleiche Ergebnisse wurden bei Verwendung von Kobaltacetat erhalten, für das sich als besonders vorteilhaftes Lösungsmittel Äthylenglykol oder Glyzerin, mit oder ohne Zusatz von Dipropylenglykol, erweist.
Beispiel 2a
(Vergleichsbeispiel)
Dieses Beispiel zeigt die Bestimmung von Gelierzeit, Härtungszeit, Gipfelexothermwert, maximalen Wärmewert und Lagerbeständigkeit (Gebrauchsdauer) an Grundharzmischungen (Leerproben), die frei sind von Füllstoff, Dickungsmittel, Gleitmittel und Glasverstärkung und gegebenenfalls Initiator, jedoch keinen erfindungsgemäß verwendbaren Beschleuniger enthalten.
Tabelle I
(a) Die Gelierzeit, die Härtungsrate und der maximale Wärmewert der zu testenden Masse wurde bestimmt mit Hilfe der Standard-Block-Testmethode unter Verwendung des als »SPl-Procedure for Running Exotherm Curves« bekannten Verfahrens (vgL »Preprint for the 24th Annual Technical Conference«, 1969, Reinforced Plastics/Composites Devision, The Society of Plastics Industry).
(b) Die Lagerstabilität wurde bestimmt durch Lagerung von 100-g-Proben jeder der zu testenden Leermassen in verschlossenen Gefäßen bei umgebender Raumtemperatur unmittelbar nach dem Kompoundieren. Die Gefäße wurden mindestens einmal am Tage umgedreht, bis Gelierung erfolgte, die sich am Aufhören des Fließens der Masse zu erkennen gab. Die Zahl der Tage bis zur Gelierung wurde als Lagerbeständigkeit registriert
Die nach diesem Test gefundene Lagerbeständigkeit betrug nur etwa '/3 derjenigen, die in der Praxis mit der vollständigen. Füllstoffe, Verstärkung und dergleichen enthaltenden Masse erhalten wird, so daß zu erwarten ist, daß in der Praxis eine 3fach höhere Lagerstabilität als den erhaltenen Testwerten entspricht, erhalten wird.
Die angegebenen Tests wurden mit einer handelsmäßigen Harzmischung durchgeführt, die aus 60 Teilen einer Styrollösung eines hoch-reaktiven Polyesterharzes, hergestellt aus Glykolen (7,3 Mol Propylen zu 0,7 Äthylen) mit eis- und trans-Butendisäuren, mit einem geringen Gehalt an freier Butendisäure (1) und 40 Teilen eines Harzes, das etwa 35 Teile Polymethylmethacrylat und 65 Teile Styrol enthält. Es weist eine Brookfield-Viskosität von 1320, ein spezifisches Gewicht von 0,98 und einen Feststoffgehalt von 33,2% auf (II), bestand. Die zu testende Masse enthielt 65 bis 70 Teile Polyester und 35 bis 30 Teile Styrol. Die physikalischen Eigenschaften des ersten Harzes sind folgende:
Brookfield-Viskosität cPs 1070
RVFNr.2-Spindel.2UpM
Säurezahl 22,5
Farbwert 2
Spezifisches Gewicht, 25°C 1,114
Feststoffe, % 65,6
Zu Vergleichszwecken wurden separat Kontrollversuche an dem angegebenen Harzgemisch (60 Teile 1 und 40 Teile II) durchgeführt unter Verwendung von t-Butylperbenzoat (1,0 Teil pro 100 Teile Harz) als Initiator und unter Verwendung eines gemischten Initiatorsystems (1,0 Teil pro 100 Teile Harz), das gleiche Teile t-Butylperbenzoat (im folgenden abgekürzt t-BPB) und 50% t-Butylperoctoat (im folgenden abgekürzt mit t-BPO) in Dioctylphthalat (im folgenden abgekürzt DOP) enthielt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt.
(t-BPB-1%) 135 152 (t-BPB- V2 %) (t-BPO-V4 %) 152
Versuch A 2,1 1,5 Versuch B 0,60
Block-Temperatur, 0C 121 2,5 1,9 121 135 0,95
Gelierzeit, Min. 3,7 177 177 1,15 0,75 199
Härtungszeit, Min. 4,3 1,5 1,20
Max. Wärmewert, °C 182 180 163
Lagerbeständigkeit, 37 37 bis 40
Tage bei Raumtemperatur
Beispiel 2b
Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Zugabe des erfindungsgemäß verwendbaren Promotors.
Der verwendete Promotor wurde hergestellt durch Lösen von 11,4 Teilen Triäthylcndiamin und 24,2 Teilen Kobaltchlorid (CoCl2 · 6 H2O) in 164,4 Teilen Dipropylenglykol (molares Verhältnis von Co zu TEDA = 1:1). Die erhaltene Promotorlösung wurde dem gleichen handelsüblichen Harz zugesetzt, wie es in Beispiel 2a verwendet wurde, unter Verwendung von 1 Teil Katalysator auf 100 Teile Harzmischung und 0,4 Teilen Promotor (entsprechend 0,012 Kobalt plus 0,023 Triethylendiamin [TEDA]).
Die Masse wurde nach dem angegebenen Block-Test
Tabelle II
IO und auf Lagerstabilität getestet (vgl. Versuch C in der unten angegebenen Tabelle II).
Zu Vergleichszwecken wurden Massen mit einem Gehalt an dem gleichen Harz und Initiator getestet, die jedoch TEDA für sich allein (vgL Versuch D) bzw. Kobaltsalz für sich allein (vgL Versuch E) enthielten. In Versuch D enthielt die Masse 11,4 Teile TEDA, gelöst in Propylenglykol, pro 100 Teile Harz (entsprechend 0,023 TEDA). In Versuch E wurde eine Lösung aus Kobaltchlorid (3% Kobalt) in Propylenglykoi verwendet wobei 0,4 Gew.-Teile pro 100 Teile Harz (entsprechend 0,012 Kobalt) verwendet wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt
Versuch C Versuch D
Versuch E
Beschleuniger Co/TEDA TEDA
Block-Temperatur, 0C 121 135 152 121
Gelierzeit, Min. 1,8 1,2 1,15 3,1
Härtungszeit, Min. 2,2 1,6 1,4 3,5
Max. Wärmewert, 0C 163 174 169 185
Lagerbeständigkeit, >37
Tage bei Raumtemperatur
135
2,2
2,3
174
152 1,3 1,6 185
CoCl2
152 0,5 0,S 177 1 bis 2
Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit denen des Versuchs A (vgl. Tabelle 1) zeigt, daß TED/·, für sich allein verwendet (vgl. Versuch D), die Gelier- und Härtungszeit nicht wesentlich ändert, jedoch die Lagerstabilität im Vergleich zur Kontrollprobe mehr als verdoppelt. Kobaltsalz für sich allein führt zu einer wesentlichen Verminderung der Gelier- und Härtungszeit, doch ist die Lagerbeständigkeit sehr schlecht. Hinzu kommt, daß eine zu schnelle Gelierzeit vermieden werden soll, da andernfalls nicht genügend Zeit zum Ausfüllen der Gußform zur Verfügung stehen kann. Der Co/TEDA-Komplex (vgl. Versuch C) verkürzt die Gelier- und Härtungszeiten unter Verbesserung der Lagerbeständigkeit
Die folgenden Beispiele wurden unter Einsatz des gleichen Ha'zes, wie es vorstehend beschrieben worden ist, durchgeführt.
Beispiel 3
Zur Durchführung dieses mit F bezeichneten Versuchs wurde eine Kobalt-Naphthenatlösung (6% Kobalt) in einer Menge von 0,2 Teilen pro 100 Teile Harz (entsprechend 0,012 Kobalt) verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III aufgeführt
Tabelle III
JU Versuch F
Beschleuniger
Block-Temperatur, 0C
Gelierzeit, Min.
Härtungszeit, Min.
Max. Wärmewert, 0C
Lagerbeständigkeit,
Tage bei Raumtemperatur
Co-naphthenat
121
1,1
1,4
177
16 bis 19
135 0,7 0,95 166
Die Ergebnisse zeigen, daß die Gelier- und Härtungszeiten schneller waren als im Kontrollversuch (Versuch A), daß jedoch die Lagerbeständigkeit im Vergleich zum Versuch C kurz war.
Beispiel 4
Der in diesen Versuchen verwendete Beschleuniger enthielt einen Komplex aus TEDA mit Kobaltchlorid und Zinkchlorid oder diese Salze mit einem Amingemisch aus TEDA und Dimethyläthenolamin (im folgenden abgekürzt mit DMEA).
Die verwendeten Beschleuniger wiesen die folgende Zusammensetzung auf.
Versuch G Versuch H Versuch J
CoCl2 6H2O1GeWVMoI 24,2/1 24,2/1 24,2/1
ZnCl2, Gew./Mol 6,9/0,5 13,8/1 6,9/0,5
TEDA, Gew./Mol 11,4/' 11,4/1 11,4/1
DMEA, Gew./Mol 4,5/0,5 - 14,l*)/0,5
Dipropylenglykol 153,0 150,6 143,4
Promotorkonz, PHR 0,4 0,4 0,4
*) In Form von Dimethvläthanolamin-o-formiat.
»Gewicht/Mol« bedeutet folgendes: Der erste angegebene Wert ist das Gewicht in Gramm, während der zweite Wert das Mol-Verhältnis in bezug
Tabelle IV
auf die anderen Materialien wiedergibt.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV aufgeführt.
Versuch G
Versuch H
Versuch J
Metalläquivalent
Block-Temperatur, 0C Gelierzeit, Min. Härtungszeit, Min. Max. Wärmewert, 0C Lagerbeständigkeit, Tage bei Raumtemperatur
Ein Vergleich der Ergebnisse der Versuche C und J mit denen des Vergleichsversuchs (Versuch A) zeigt, daß bei Zusatz des erfindungsgemäß eingesetzten Metallkomplex-Beschleunigers die Gel- und Härtungszeit bei niedrigerer Temperatur schneller waren und daß die Gipfelexothermwerte erniedrigt wurden. Der Ersatz eines Teils des TEDA durch DMEA, im in diesen Versuchsansätzen ein Verhältnis von 1 Mol Amin zu I Mol Metall zu erhalten, beeinflußt die Aktivität des Promotors bei der Beschleunigung der Gelier- und Härtungszeiten nicht wesentlich (im Vergleich zu den Versuchen A und C). Die Lagerbeständigkeit in den Versuchen G und J ist zwar niedriger als die in Versuch C erhaltene, jedoch ausreichend für die meisten Verwendungszwecke. Der Versuch H zeigt den Einfluß der Verwendung einer nicht ausreichenden Menge an Amin, um das Metall abzuschirmen, und es zeigt sich.
0,012 Co 135 0,012 Co 0,012 Co 135
0,006Zn 1,0 0,012 Zn 0,006Zn 1,2
121 1,3 152 121 1,5
1,6 163 0,6 1,7 160
2,0 1,0 2,1
157 177 168
17 bis 19 4 bis 7 15 bis 18
daß die Lagerbeständigkeit des Harzgemisches beträchtlich vermindert ist.
Beispiel 5
Dieses Beispiel zeigt, daß die alleinige Verwendung von tertiären Aminen, die kein TEDA enthalten, im Gemisch oder Komplex mit Kobaltsalzen nicht zu dem erfindungsgemäß erzielbaren vorteilhaften Beschleuniger-Effekt führt, wobei die Unwirksamkeit dieser anderen tertiären Amine bereits ersichtlich wird, wenn in ein zu großer Anteil derselben als Ersatz für TEDA im Metallkomplex verwendet wird.
Zur Durchführung der Versuche wurde die gleiche Leerharzmasse und derselbe Initiator verwendet wie in
den vorstehenden Versuchen (A, C usw.), wobei in einer
Menge, die 0,012 Kobalt entspricht. Beschleuniger der
folgenden Zusammensetzung verwendet wurden:
Zusammensetzung
Versuch K
Versuch L
Versuch M
CoCl2-OH2O, Gew./Mol 24,2/1 24,2/1 24,2/1
DMEA, Gew./Mol 8,9/1 4,5/0,5 28,2*)/l
TEDA, GewVMoI - 5,7/0,5 -
Dipropylenglykol (DPG), Gew. 166,9 165,6 147,6
*) In Form von Dimelhyläthanolamin-o-formiaL
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V aufgeführt. Tabelle V
Versuch K Versuch L Versuch M
Block-Temperatur, 0C 152 152 152
Gelierzeit, Min. 0,65 0,62 1,1
Härtungszeit, Min. 0,95 0,95
Max. Wärmewert, 0C 199 193 188
Lagerbeständigkeit, 2 bis 3 10 bis 11 7 bis 8
Tage bei Raumtemperatur -
Die Ergebnisse zeigen, daß zur Erzielung der 65 Aminmetall-Komplex oder -gemisch vorliegende Amin
angestrebten Wirkung in bezug auf beschleunigte Gel- vorwiegend TEDA sein sollte und vorzugsweise etwa
und Härtezeiten unter gleichzeitiger Bewahrung der 75% oder mehr TEDA vorliegen sollten. Wie
angestrebten langen Lagerbeständigkeit das in dem angegeben, sollte das molare Verhältnis der gesamten
Amine zu Metallsalzen mindestens 1/1 betragen, um eine vorzeitige Aktivierung zu verhindern. Höhere molare Verhältnisse von Amin zu Metall haben offensichtlich keinen nachteiligen Einfluß, wie sich aus Versuch N ergibt, der in jeder Hinsicht ähnlich Versuch C durchgefahrt wurde, mit der einzigen Ausnahme, daß das molare Verhältnis von Kobaltsalz zu TEDA 0.5/1 betrug. Die Versuchsergebnisse der Versuche N und C werden in der folgenden Tabelle Vl miteinander verglichen.
Tabelle Vl Versuch N Versuch C
Co/TEDA, Molverhältnis 0,5 1
Block-Temperatur, 0C 152 152
Gelierzeit, Min. 1,1 1,15
10
Versuch N Versuch C
Härtungszeit, Mm. 1,3 1,4
5 Max. Wärmewert, 0C 188 169
Lagerbeständigkeit, 36 37
Tage bei Raumtemperatur
In weiteren Versuchen wurden diese unterschiedlichen erfindungsgemäß erzielbaren Wirkungen bei Verwendung des TEDA Metallkomplexes mit Initiatoren bestimmten Typs gezeigt. In jedem der folgenden Versuche wurde anstelle des in den Versuchen A, C usw.
is verwendeten t-Butylperbenzoat-lnitiators der aktivere Initiator des Vergleichsversuches B (gleiche Mengen an t-Butylperbenzoat und 50% t-Butylperocioai in Dioctylphthalat) verwendet Die in diesen Versuchen verwendeten Beschleuniger wiesen die folgende Zusam mensetzung auf:
Zusammensetzung des Beschleunigers Versuch
Versuch P
Versuch Q
CoCI2-6 H2O, Gew./Mol 24,2/1 24,2/1 24,2/1
ZnCl2, Gew./Mol 6,9/04 6,9/0,5 6,9/O^
TEDA, Gew./Mol 17,1/1,5 11,4/1 11,4/1
DMEA - 14,l*)/0,5 54/04
DPG Gew. 151,8 143,4 153,0
*) In Form von Dimethyläthanolamin-o-fonmiat.
Die erhaltenen Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle VII aufgeführt. Tabelle VII
Vergleichsversuch B Versuch O Versuch P Versuch Q
Block-Temperatur, 0C Gelierzeit, Min. Härtungszeit, Min. Max. Wärmewert, 0C
Lagerbeständigkeit, Tage bei Raumtemperatur
121 135 152 135 135 121 135
1,15 0,75 0,60 0,7 04 0,85 0,6
14 1,20 0,95 0,95 0,8 UO 1,0
180 163 199 174 1% 177 166
37 bis 40 22 bis 25 16 bis 18 16 bis 18
Die Ergebnisse zeigen, daß mit Hilfe der aktiveren gemischten Initiatorsysteme in der Regel schnellere Gelier- und Härtungszeiten erhalten wurden als mit dem einzigen, weniger aktiven Initiator, wobei jedoch kein wesentlicher Unterschied in der Lagerbeständigkeit, verglichen mit der bei Verwendung des einzigen Initiators erhaltenen Lagerbeständigkeit, gefunden wurde.
Beispiel 6
Dieses Beispiel zeigt die erzielbare Beschleunigung der Gelier- und Härtungszeiten bei Verwendung von bs TEDA in Kombination mit Kobaltacetat
Zur Durchführung der Versuche wurden die folgenden Metallsalz-und Aminlösungen verwendet:
Versuch R Versuchs
Metallsalzlosung: 12,7/1 12,7
CoOD-acetat^HÄ
GewJMol 26,0 87,3
Glyzerin, Gew. 25,0 -
Dipropylenglykol (DPG),
Gew.
Aminlösung: 5,7 -
TEDA, GewVMol 30,3 -
DPG, Gew. 0,3 -
Alkyliertes PVP*), Gew.
*) Polyvinylpyrrolidon (20%) mitCarAlkyDiganden(80%).
Auf 100 Teile der oben beschriebenen Leerharzmischung (vgl. Versuch A) und t PHR tert.-Butylperbenzoat wurden 0,8 Teile der angegebenen Metallsalzlösung (vgl. Versuch S) bzw. 0,8 Teile der kombinierten Metallsalz- und Aminlösungen verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der unten angegebenen Tabelle VIII aufgeführt.
In weiteren Versuchen konnte gezeigt werden, daß dem Harzgemisch zugesetztes alkyliertes Polyvinylpyrrolidon als Stabilisatcr wirkt und eine gleichmäßigere Dispersion ergibt. In Glasfaser-verstärkten Harzen, z. B. solchen des angegebenen SMC- und BMC-Typs, begünstigt diese Polyvinylverbindung ferner die Benetzung der Glasfasern. Zur Durchführung der Versuche wurden der angegebene TEDA/Kobaltchlorid- Beschleuniger unter Verwendung dieses Dispersionsstabilisators in Form von Lösungen der folgenden Zusammensetzung verwendet:
Versuch T Versuch U
Metallsalzlösung:
CoCl2-OH2O1GeWVMoI 12,1/1 12,1/1
DPG, Gew. 46,6 50
Alkyliertes PVP*), Gew. 2,5 -
Aminlösung:
TEDA, Gew./Mol 5,7/1 5,7/1
DMEA, Gew./Mol 2,3/0,5 9,0/2
DPG, Gew. 28,3 21,2
Alkyliertes PVP**) 2,5 2,0
*) Polyvinylpyrrolidon (80%) mit Ci6-Alkylliganden (20%). **) Polyvinylpyrrolidon (20%) mit C^Alkylliganden (80%).
Zu 100 Teilen Leerharz und 1 PHR Initiator (gleiche angegebenen kombinierten Metall- und Aminlösungen Mengen an t-Butylperbenzoat und 50%iger Lösung von jo zugegeben. Die erhaltenen Ergebnisse werden in der
t-Butylperoxid in Dioctylphthalat) wurden 0,4 Teile der folgenden Tabelle VIII aufgeführt
Tabelle VIII
Versuch R Versuch S Versuch T Versuch U
135 135 135 135
0,88 1,33 0,87 0,65
1,07 1,55 1,11 0,86
197 195 198 196
>30 15 >15 >15
Block-Temperatur, 0C Gelierzeit, Min. Härtungszeit, Min. Max. Wärmewert, 0C Lagerbeständigkeit,
Die Ergebnisse zeigen, daß in Versuch U, in dem die 45 schnelle Gelier- und Härtungszeiten erhalten wurden, angegebenen Mol-Mengen TEDA und DMEA pro Mol ohne daß die angestrebte lange Lagerbeständigkeit Metallpromotor verwendet wurden, ungewöhnlich darunter litt.
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)
Zur Durchführung der in Beispiel 2 beschriebenen Arbeitsweise wurde folgender Grundsnsatz verwendet:
Komponente Teile
Mischung aus 60 Teilen I
und 40 Teilen einer Styrol-
lösung eines hochreaktiven
Polyesterharzes 100
tert.-Butyl-perbenzoat 1
Kobaltmetall
(alsCoCfe-eHzO) 0.012
tert-Amine wie angegeben
(Komplexbildung
in situ bei einem
Molverhältnis
Metall zu Amin
von 1 :1)
13 14
Drei Polyesterproben wurden unter Einsatz der nachstehend angegebenen lertiären Amine formuliert:
1 2 3
Amin
Ν,Ν-Dimethylanilin (DMA) 0,024 0,0180 -
Triethylendiamin (TAeDA) - 0,0057 0,0226
Molverhältnis: Kobalt/DMA/TAeDA 1/1/- 1/0,75/0,0, 25 1/-/1
Gebrauchsdauer des Ansatzes, 0,75 4,5 7 23
Stunden bei 600C*)
*) 1 Stunde bei 600C entspricht ungefähr 1 Monat bei Zimmertemperatur.
Die Ergebnisse zeigen, daß unter den beschleunigten herkömmlichen Beschleuniger ergibt, der aus einem Bedingungen zum Testen der Gebrauchsdauer die identischen Kobaltsalz und Dimethylanilin besteht. Dies Kobalt-Triäthylendiamin-Kombination eine verbesserte bedeutet, daß der erfindungsgemäße Beschleuniger eine Stabilität der Gebrauchsdauer sowohl bei einem Gehalt 20 wesentlich bessere Gebrauchsdauer bedingt als die
von 25 als auch von 100% im Vergleich zu einem bekannte Kombination.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Härten einer Polyestermischung aus einem ungesättigten Polyester aus einem 2wertigen Alkohol und einer a^-äthylenisch ungesättigten Dicarbonsäure, Styrol und einem Beschleuniger aus einem Kobaltsalz, einem freie Radikale initiierenden organischen Peroxid sowie einem Gemisch aus tertiären Amin, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 25 Mol-% Triethylendiamin in der Mischung aus tertiären Aminen mitverwendet werden.
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