DED0016456MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 27. November 1953 Bekanntg*emacht am 29. März 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von Organopolysiloxanelastomeren.
Bisher wurden elastomere Organopolysiloxane aus Polysiloxanen und Härtunigsmitteln, wie organischen
Peroxyden, Alkoxysilikaten oder Metallkatalysatoren, hergestellt.
Diese Härtungsmittel wirken jedoch bei Zimmertemperatur entweder gar nicht oder nur,sehr langsam
auf das Polysiloxan ein. Verwendet man z. B. Äthylsilikate bei Zimmertemperatur, so dauert
der Härtungsvorgang mehrere Tage, bis man befriedigende Ergebnisse erzielt. Bei Verwendung
von organischen Peroxyden kann man nur durch Anwendung hoher Temperaturen eine gute Härtung
erzielen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein billiges, leicht durchführbares Verfahren, das eine
befriedigende Härtung von Organopolysiloxanen bei Zimmertemperatur gestattet, wobei die Härtung
in kürzester Zeit ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird ein· Diorganopolysiloxan, das 2o bis 50 Gewichtsprozent durch Verbrennung
flüchtiger Silane erhaltenes Kieselsäureaerogel
enthält, der Einwirkung von Ammoniak, Aminen oder Gemischen von Aminen der Formel
Rx N Hg.j., in der R; ein Alkylrest ist und χ einen
Wert von 1 bis 3 besitzt, ausgesetzt, wobei eine Härtung zu einem Elastomeren erfolgt.
Es ist bereits bekannt, benzoriöslichen Diorganopolysiloxanen,
die mindestens zu 50 0Zo aus Dial-
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kylsiloxaiieinheiten bestehen, wenigstens 20 bis 50 °/o. Kieselsäureareogel zuzugeben. Andererseits
hat man bereits vorgeschlagen, das Härten von toluollöslichen Siloxanharzen durch Zusatz von
Aminen zu beschleunigen; letzteres findet auch in Abwesenheit von Füllstoffen statt. Da bei der
Härtung von Siloxanharzen völlig andere Vorgänge stattfinden als bei der Bildung von Siloxanelastomeren,
konnte man aus dem Vorstehenden
to nicht schließen, daß gerade Amine oder Ammoniak, und zwar nur in Gegenwart von Kieselsäureareogelen,
als Vulkanisationsbeschleuniger für SiI-oxanelastornere
sich vorzüglich eignen.
Die Härtungsmittel können in beliebiger Menge zur Anwendung gelangen. Wird z. B. die Füllstoff-Polymeren-Mischuing
einer Atmosphäre mit einem Gehalt an Ammoniak von-nur 0,06 Volumprozent
ausgesetzt, so kann man innerhalb einer Stunde gute Härtungsergebnisse erzielen. Bei höherer
Konzentration des Härtungsmittel'S verkürzt sich die Dauer des Härtungsvorganges bei Zimmertemperatur auf ι bis 10 Minuten. Es kann auch bei
höherer Temperatur gearbeitet werden, wobei es jedoch vorteilhaft ist, 1500 nicht zu überschreiten.
Bei der Verwendung von Härtungsmitteln mit niedrigem Dampfdruck ist es zweckmäßig, das
/ Härtungsmittel direkt mit der Polymeren-Füllstoff-Mischung
zu vermählen.
Wegen des niedrigen Preises und der schneiden
Wirksamkeit des Ammoniaks ist dieses als Härtungsmittel besonders geeignet. Es können
jedoch auch beliebige Alkylamine,. wie primäre,
sekundäre oder tertiäre Alkylamine, verwendet werden. Geeignete Stoffe sind z. B. Methyl-,
Octadecyl-, Diäthyl-, Isopropyl- und Trimethyl-
- amin. - -
Die erfindungsgemäß verwendeten Polysiloxane
sind Diorgano-, vorzugsweise Dialkylpolysiloxane, deren Viskosität mindestens 100 000 cSt bei 250
beträgt. So können z. B. Dimethyl-, Diäthyl-, Methylpropyl- und, Methyloctadecylsiloxane verwendet
werden. Dabei haben sich nicht mehr fließende, benzollösliche Hochpolymere am vorteilhaftesten
erwiesen. Diese Polymeren können auch bis zu 50 Molprozent mischpolymerisierte Phenylal'kylsiloxane
oder Diphenylsiloxane enthalten.
Die einzigen, für die erfindungsgemäße Härtung' geeigneten Füllstoffe sind die Kieselsäureaerogek,
wie, sie durch Verbrennung flüchtiger Silane, wie Trichlorsilan, Siliciumtetrachlorid oder Äthylsilikat,
gewonnen werden. Durch diesen Verbrennungsprozeß erhält man eine außergewöhnlich
feine Kieselsäure. Andere, feinverteilte Kiesel·- säuren, wie Kieselsäureaerogele oder Diatomeenerde,
sind ungeeignet, da bei ihrer Anwesenheit entweder keinerlei Härtung erfolgt oder diese
sich über Tage und Wochen erstreckt/Worauf die Härtung zurückzuführen- ist, steht zur Zeit noch
nicht fest, es scheint jedoch eine Reaktion zwischen Füllstoff und dem Polymeren einzutreten, die durch
die Verwendung der erfindungsgemäßen Härtungsmittel , beschleunigt wird. Diese Annahme wird
durch die Tatsache gestützt, daß die durch Verbrennung flüchtiger Siliciumverbindiungen gewonnene
Kieselsäure bereits eine Härtung des Polymeren bei Zimmertemperatur auch ohne
Härtungsmittel. bewirkt. Diese Härtung erstreckt sich jedoch über Tage und Wochen und ist nicht
zuverlässig. Bestimmte Aerogele und Polymere härten z. B'. innerhalb von io'bis 15 Tagen, andere
dagegen benötigen einen Monat oder länger. Diese Härtung ist somit technisch unbrauchbar.
Das vorliegende Verfahren ist besonders zur Härtung dünner Folien einer Füllstofr-Polymeren-Mischung,
wie sie z. B. auf Geweben verwendet wird', geeignet. Da bei dem HärtumgsVorgang
Hitzeeinwirkung nicht erforderlich ist, kann das Verfahren auch zum Überziehen dies empfindlichsten
Materials verwendet werden. Die erhaltenen Überzüge sind entweder wasserabstoßend oder
wasserdicht, je nach der aufgebrachten Siloxanmenge.
100 Teile eines nicht mehr fließenden, benzollöslichen
Dimethylpolysiloxans wurden mit 40 Teilen eines mit Trimethylchlorsilandämpfen behandelten
Kieselsäureaerogels vermählen. Die Mischung wurde zu einer 0,31cm dicken Folie
ausgewalzt, die dann bei Zimmertemperatur gas- go förmigem Ammoniak bei Normaldruck ausgesetzt
wurde. Nach 10 Minuten betrug die Zugfestigkeit der Folie 63,7 kg/cm2, deren Bruchdehnung 630 °/o
bei einem Durometerwert von 49.
Beispiel 2 ' ■
100 Teile eines nicht mehr fließenden, benzollös liehen Dimethylpolysiloxans wurden mit 40 Tei- ■
len Kieselsäureaerogel vermählen unid anschließend
zu einer 0,31 cm dicken Folie ausgewalzt, die dann 10 Minuten bei Zimmertemperatur und Normaldruck
gasförmigem Ammoniak ausgesetzt wurde. Anschließend wurde die Folie noch eine halbe
Stunde auf 1250 in Gegenwart von: Ammoniak erhitzt. Die Zugfestigkeit der Folie betrug
51,94 kg/cm2, die Bruchdehnung 610 %>
und dler Durometerwert 71.
100 Teile eines nicht mehr fließenden, benzollöslichen
Dimethylpolysiloxans und 40 Teile mit Trimethylchlorsilan behandeltes Kieselsäureaerogel
wurden vermählen, zu einer- Folie von 0,31 cm
Dicke kalt verpreßt und anschließend bei Zimmertemperatur eine Stunde lang dem Dampf von
n-Butylamin ausgesetzt. Nach Ablauf dieser Zeit betrug die Zugfestigkeit der Folie 66,15 kg/cm2,
die Bruchdehnung 730 % und der Durometerwert 33.
Beispiel 4 .120
Das Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei jedoch als Härtungsmittel Diäthylamin verwendet wurde.
Das Endprodukt hatte eine Zugfestigkeit von 94,5 kg/cm2, die B/ruchdehmung betrug 640 °/o und
der Durometerwert 53.
699/491
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100 Gewichtsteile eines festen, nicht mehr fließenden, benzollöslichen, alkalischen Dimethylpolysiloxans,
das auf etwa 10 000 Siliciumatotne ein Kaliumatom besaß, wurden mit 30 Gewichtsteilen Kieseleäureaerogel vermählen und zu einer
0,31cm dicken Folie kalt verpreß't. Die Folie
wurde dann Ammoniakdämpfen in eimer Konzentration
von 0,06 Volumprozent eine Stunde lang bei Zimmertemperatur ausgesetzt. Nach Ablauf dieser
Zeit betrug die Zugfestigkeit 31,85 kg/cm2, die
Bruchdehnung 390 % und der Durometerwert 52.
Ein nicht mehr fließendes, benzollösliches Mischpolymerisat, das 90 Molprozent Dimethylsiloxan-
und 10 Molprozent Phenyläthylsiloxaneiniheiten enthielt, wurde mit 30 Gewichtsprozent Kieselsäureaerogel
vermischt und1 anschließend Trimethylamindämpfen bei Zimmertemperatur ausgesetzt.
Dabei wurde eine befriedigende Härtung erzielt.
Claims (3)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Herstellung von Siloxanelastomeren, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung von einem Diorganopolysiloxan mit einer Viskosität von mindestens ioo ooo cSt bei 25°, das mindestens zu 50% aus Dialkylsiloxaneiniheiten besteht, und 20 bis 50 Gewichtsprozent eines durch Verbrennung flüchtiger Silane erhaltenen Kieselsäureaerogels, berechnet auf das Gewicht dies Polymeren, der Einwirkung von . Ammoniak, Aminen oder Mischungen von Aminen der allgemeinen Formel R1NH3.,, worin R einen Alkylrest darstellt und χ einen durchschnittlichen Wert von ι bis 3 besitzt, aussetzt.
- 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Diorganopolysiloxan verwendet wird, in dem die Dialkylsiloxaneinheiten Dimethylsiloxaneinheiten darstellen.
- 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Diorganopolysiloxan ein Mischpolymerisat verwendet wird, das bis zu 50 Molprozent Phenylalkylsiloxan- und/oder Diphenylsiloxaneinheiten enthält.Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patenschriften Nr. 855 164, 863 259, 260, 866 549.
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