DE102013216651B4 - CHEMICALLY COUPLED SILICONE-PTFE PRODUCTS AND THEIR PRODUCTION PROCESSES - Google Patents

CHEMICALLY COUPLED SILICONE-PTFE PRODUCTS AND THEIR PRODUCTION PROCESSES Download PDF

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    • 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
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/442Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing vinyl polymer sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte bestehend aus Silikon, welches über eine reaktive Umsetzung mit Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen, als funktionelle Gruppen und/oder Radikalen und/oder Silan- und Siloxangruppen oder Silangruppen und/oder olefinisch-ungesättigten Verbindung(en) mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung eines modifizierten PTFE durch Substitutions- und/oder Additions- und/oder Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte (Additions-)Reaktionen und/oder radikalische (Kopplungs-)Reaktionen vor und/oder während und/oder nach einer Vernetzungsreaktion chemisch über kovalente Bindungen gekoppelt ist.Chemically coupled silicone-PTFE products consisting of silicone, which via a reactive reaction with carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, as functional groups and/or radicals and/or silane and siloxane groups or silane groups and/or olefinic unsaturated compound(s) with at least one olefinically unsaturated double bond of a modified PTFE by substitution and/or addition and/or condensation reactions and/or catalyzed (addition) reactions and/or radical (coupling) reactions before and/or during and /or is chemically coupled via covalent bonds after a crosslinking reaction.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie und betrifft chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte, wie sie beispielweise auf dem Gebiet der Dichtungs-, Abstreifer- oder Wischertechnik mit tribologischen Anforderungen eingesetzt werden können und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to the field of chemistry and relates to chemically coupled silicone-PTFE products, such as can be used, for example, in the field of sealing, wiper or wiper technology with tribological requirements, and a method for their production.

„Silikone (auch Silicone; Einzahl: das Silikon oder Silicon), chemisch genauer Poly(organo)siloxane, ist eine Bezeichnung für eine Gruppe synthetischer Polymere, bei denen Siliciumatome über Sauerstoffatome verknüpft sind... Es können Molekülketten und/oder -netze auftreten. Die restlichen freien Valenzelektronen des Siliciums sind dabei durch Kohlenwasserstoffreste (meist Methylgruppen) abgesättigt. Silikone gehören damit zur Gruppe der Siliciumorganischen Verbindungen."Silicones (also silicones; singular: the silicone or silicone), chemically more precisely poly(organo)siloxanes, is a designation for a group of synthetic polymers in which silicon atoms are linked via oxygen atoms... Molecular chains and/or networks can occur . The remaining free valence electrons of the silicon are saturated with hydrocarbon residues (usually methyl groups). Silicones therefore belong to the group of organosilicon compounds.

Aufgrund ihres typisch anorganischen Gerüsts einerseits und der organischen Reste andererseits nehmen Silikone eine Zwischenstellung zwischen anorganischen und organischen Verbindungen ein, insbesondere zwischen Silikaten und organischen Polymeren. Sie sind in gewisser Weise Hybride und weisen ein einzigartiges Eigenschaftsspektrum auf, das von keinem anderen Kunststoff erreicht wird.Due to their typical inorganic structure on the one hand and the organic residues on the other hand, silicones occupy an intermediate position between inorganic and organic compounds, in particular between silicates and organic polymers. In a way, they are hybrids and have a unique range of properties that no other plastic can match.

Silikone bestehen aus einzelnen Siloxaneinheiten. Dabei sind die Siliciumatome, die durch das Ausbilden von Bindungen zu Sauerstoff ihr Oktett (Elektronenschale) nicht erreichen, mit organischen Resten abgesättigt.Silicones consist of individual siloxane units. The silicon atoms that do not reach their octet (electron shell) due to the formation of bonds to oxygen are saturated with organic residues.

Die Zusammensetzung der Siloxaneinheit ergibt sich unter Berücksichtigung der Tatsache, dass jedes Sauerstoffatom als Brückenglied zwischen je zwei Siliciumatomen liegt: RnSiO(4-n)/2 (n=O, 1, 2, 3), d. h., dass eine Siloxaneinheit ein bis vier weitere Substituenten aufweisen kann, je nach Anzahl der frei gebliebenen Valenzen am Sauerstoff. Siloxaneinheiten können also mono-, di-, tri- und tetrafunktionell sein. In symbolischer Schreibweise stellt man dies durch die Buchstaben M (mono), D (di), T (tri) und Q (quatro) dar:

  • [M]=R3SiO1/2, [D]=R2SiO2/2, [T]=RSiO3/2 und [Q]=SiO4/2. Ein aus Q-Einheiten konstituiertes Netzwerk entspräche Quarzglas.
The composition of the siloxane unit is determined by considering the fact that each oxygen atom is a bridge between two silicon atoms: R n SiO( 4-n ) /2 (n=O, 1, 2, 3), ie a siloxane unit can have up to four further substituents, depending on the number of valences left free on the oxygen. Thus, siloxane units can be mono-, di-, tri- and tetrafunctional. In symbolic notation, this is represented by the letters M (mono), D (di), T (tri) and Q (quatro):
  • [M]=R 3 SiO 1/2 , [D]=R 2 SiO 2/2 , [T]=RSiO 3/2 and [Q]=SiO 4/2 . A network composed of Q units would correspond to quartz glass.

Wie bei den organischen Polymeren basiert die Vielzahl der möglichen Verbindungen darauf, dass verschiedene Siloxaneinheiten im Molekül miteinander verknüpft werden können. Angelehnt an die Systematik der organischen Polymere kann man folgende Gruppen unterscheiden:

  • • Lineare Polysiloxane mit der Bauform [MDnM] bzw. R3SiO[R2SiO]nSiR3 (Bsp. Poly(dimethylsiloxan))
    Figure DE102013216651B4_0001
    Poly(dimethylsiloxan)
  • • Verzweigte Polysiloxane die als verzweigende Elemente trifunktionelle oder tetrafunktionelle Siloxaneinheiten aufweisen. Bauform [MnDmTn]. Die Verzweigungsstelle(n) ist/sind dabei entweder in eine Kette oder einen Ring eingebaut.
  • • Zyklische Polysiloxane sind ringförmig aus difunktionellen Siloxaneinheiten aufgebaut. Bauform [Dn].
  • • Vernetzte Polysiloxane in dieser Gruppe sind ketten- oder ringförmige Moleküle mit Hilfe von tri- und tetrafunktionellen Siloxaneinheiten zu planaren oder dreidimensionalen Netzwerken verknüpft. Für den Aufbau hochmolekularer Silikone sind Kettenbildung und Vernetzung die dominierenden Prinzipien.
As with organic polymers, the large number of possible compounds is based on the fact that different siloxane units can be linked to one another in the molecule. Based on the systematics of organic polymers, the following groups can be distinguished:
  • • Linear polysiloxanes with the structure [MD n M] or R 3 SiO[R 2 SiO] n SiR 3 (e.g. poly(dimethylsiloxane))
    Figure DE102013216651B4_0001
    poly(dimethylsiloxane)
  • • Branched polysiloxanes which have trifunctional or tetrafunctional siloxane units as branching elements. Design [M n D m T n] . The branch point(s) is/are built into either a chain or a ring.
  • • Cyclic polysiloxanes are built up in rings from difunctional siloxane units. Design [Dn].
  • • Crosslinked polysiloxanes in this group are chain or ring-shaped molecules linked to planar or three-dimensional networks with the help of tri- and tetrafunctional siloxane units. Chain formation and crosslinking are the dominant principles for the construction of high molecular weight silicones.

Silikone lassen sich weiter nach den am Silicium gebundenen Substituenten gliedern.
Das Siloxangerüst kann verschiedene Kohlenwasserstoffe beinhalten, siliciumfunktionelle und organofunktionelle Gruppen können vorhanden sein. Eine Unterteilung in nicht-, silicium- oder organofunktionelle ist daher zweckmäßig.” (Wikipedia, Stichwort Silicon).
Silicones can be further classified according to the substituents attached to the silicon.
The siloxane backbone can include various hydrocarbons, silicon functional and organofunctional groups can be present. A subdivision into non-, silicon- or organofunctional is therefore appropriate.” (Wikipedia, keyword silicon).

Die verschiedenen Verfahren zur Herstellung von Siloxanen sind in: Winnacker-Küchler (Hrsg.: Harnisch, H.; Steiner, R.; Winnacker, K.), Chemische Technologie, Organische Technologie 11, 4. Auflage, Bd. 6, Carl Hanser Verlag, München, (1982), S. 830-834 zusammengefasst.The various processes for preparing siloxanes are in: Winnacker-Küchler (Eds.: Harnisch, H.; Steiner, R.; Winnacker, K.), Chemical Technology, Organic Technology 11, 4th Edition, Vol. 6, Carl Hanser Verlag, Munich, (1982), pp. 830-834 summarized.

Silicone besitzen aufgrund der Temperaturbeständigkeit eine exponierte Stellung auch auf dem Gebiet der Dichtungsmaterialien und Dichtungsmassen. Die tribologischen Eigenschaften von Silikon-Produkten im Trockenlauf werden als nicht effektiv eingestuft, d.h. hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß weisen SilikonProdukte ein schlechtes Eigenschaftsprofil auf. Die Verbesserung der tribologischen Eigenschaften bezüglich Gleitreibung und Verschleiß bei Silikon-Produkten ist für viele Anwendungen zur Verlängerung der Lebensdauer der Systeme erforderlich und wünschenswert.Due to their temperature resistance, silicones also have a prominent position in the field of sealing materials and sealing compounds. The tribological properties of silicone products in dry running are classified as ineffective, i.e. silicone products have a poor property profile with regard to sliding friction and wear. The improvement of the tribological properties with regard to sliding friction and wear in silicone products is necessary and desirable for many applications in order to extend the service life of the systems.

„Silikonkautschuke sind in den gummielastischen Zustand überführbare Massen, welche Poly(organo)siloxane enthalten, die für Vernetzungsreaktionen zugängliche Gruppen aufweisen. Als solche kommen vorwiegend Wasserstoffatome, Hydroxygruppen und Vinylgruppen in Frage, die sich an den Kettenenden befinden, aber auch in die Kette eingebaut sein können. Silikonkautschuke enthalten verstärkende Stoffe und Füllstoffe, deren Art und Menge das mechanische und chemische Verhalten der durch die Vernetzung entstehenden Silikonelastomere deutlich beeinflussen. Silikonkautschuke können mit geeigneten Pigmenten gefärbt werden.“Silicone rubbers are masses that can be converted into a rubber-elastic state and contain poly(organo)siloxanes that have groups that are accessible for crosslinking reactions. Hydrogen atoms, hydroxy groups and vinyl groups, which are located at the chain ends but can also be incorporated into the chain, are predominantly suitable as such. Silicone rubbers contain reinforcing substances and fillers, the type and amount of which have a significant impact on the mechanical and chemical behavior of the silicone elastomers created by crosslinking. Silicone rubbers can be colored with suitable pigments.

Man unterscheidet nach der notwendigen Vernetzungstemperatur zwischen kalt-(RTV) und heißvernetzenden (HTV) Silikonkautschuken (RTV = raumtemperatur vernetzend, HTV = hochtemperatur vernetzend). HTV-Silikon-Kautschuke sind plastisch verformbare Materialien. Sie enthalten sehr oft organische Peroxide für die Vernetzung. Die daraus durch die Vernetzung bei hoher Temperatur hergestellten Elastomere sind wärmebeständige, zwischen -40 und 250 °C elastische Produkte, die z. B. als hochwertige Dichtungs-, Dämpfungs-, Elektroisolierbauteile, Kabelummantelungen und dergleichen verwendet werden... Ein anderer Vernetzungsmechanismus besteht in einer meist durch Edelmetallverbindungen katalysierten Addition von Si-H-Gruppen an siliciumgebundene Vinylgruppen, die beide in die Polymerketten bzw. an deren Ende eingebaut sind. Seit 1980 hat sich die darauf aufbauende Flüssigkautschuk-Technologie (LSR = Liquid Silicone Rubber) etabliert. Die Silikonkautschuk-Komponenten, die im Unterschied zu den oben beschriebenen HTV-Kautschuken eine niedrigere Viskosität aufweisen und somit pumpbar sind, werden mit geeigneten Misch- und Dosiermaschinen dosiert, gemischt und meistens in Spritzgießautomaten verarbeitet. Diese Technologie erlaubt durch die kurze Vernetzungsdauer der Kautschuke hohe Taktraten... Bei den RTV-Silikonkautschuken lassen sich Ein- und Zweikomponentensysteme unterscheiden. Die erste Gruppe (RTV-1) vernetzt bei Raumtemperatur unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit, wobei die Vernetzung durch Kondensation von SiOH-Gruppen unter Bildung von Si-O-Bindungen erfolgt. Die SiOH-Gruppen werden durch Hydrolyse von SiX-Gruppen einer intermediär aus einem Polymer mit endständigen OH-Gruppen und einem sogenannten Vernetzer R-SiX3 (X = -O-CO-CH3, -NHR) entstehenden Spezies gebildet. Bei Zweikomponentenkautschuken (RTV-2) werden als Vernetzer z. B. Gemische aus Kieselsäureestern (z. B. Ethylsilicat) und zinnorganische Verbindungen verwendet, wobei als Vernetzungsreaktion die Bildung einer Si-O-Si-Brücke aus Si-OR und Si-OH durch Alkoholabspaltung erfolgt... Eine verbreitete Verwendung von Silikonelastomeren findet sich im Baugewerbe als Dichtstoff zum Füllen von Fugen... Dort werden sie aber auch zur Herstellung von Abform- und Vergussmassen und als Beschichtungsmassen für Gewebe verwendet.” (Wikipedia, Stichworte Silikonkautschuk und Silikonelastomere)Depending on the necessary crosslinking temperature, a distinction is made between cold (RTV) and hot crosslinking (HTV) silicone rubbers (RTV = room temperature crosslinking, HTV = high temperature crosslinking). HTV silicone rubbers are plastically deformable materials. They very often contain organic peroxides for crosslinking. The elastomers produced from this by crosslinking at high temperature are heat-resistant products that are elastic between -40 and 250 °C and are used e.g. B. be used as high-quality sealing, damping, electrical insulation components, cable sheathing and the like ... Another cross-linking mechanism consists in a mostly catalyzed by noble metal compounds addition of Si-H groups to silicon-bonded vinyl groups, both in the polymer chains or on their end are installed. The liquid rubber technology based on this (LSR = Liquid Silicone Rubber) has been established since 1980. The silicone rubber components, which, in contrast to the HTV rubbers described above, have a lower viscosity and are therefore pumpable, are dosed with suitable mixing and dosing machines, mixed and usually processed in injection molding machines. This technology allows high cycle rates due to the short crosslinking time of the rubbers... With the RTV silicone rubbers, a distinction can be made between one- and two-component systems. The first group (RTV-1) crosslinks at room temperature under the influence of atmospheric moisture, the crosslinking taking place by condensation of SiOH groups with the formation of Si-O bonds. The SiOH groups are formed by hydrolysis of SiX groups of an intermediate species formed from a polymer with terminal OH groups and a so-called crosslinker R-SiX3 (X=-O-CO-CH3, -NHR). In the case of two-component rubbers (RTV-2), e.g. B. Mixtures of silicic acid esters (e.g. ethyl silicate) and organotin compounds are used, the crosslinking reaction being the formation of a Si-O-Si bridge from Si-OR and Si-OH by elimination of alcohol... Silicone elastomers are widely used found use in construction as a sealant to fill joints... but they are also used there to make molding and potting compounds and as coatings for fabrics.” (Wikipedia, keywords silicone rubber and silicone elastomers)

In Silikonverbindungen wie Silikonkautschuk und Silikonelastomeren ist der Einsatz von PTFE als Festschmierstoff bisher nur als physikalische Mischung bekannt. Das Einmischen von Festschmierstoffen wie beispielsweise PTFE in die flüssigen Ausgangsstoffe führt durch Sedimentation zu inhomogenen und schwer reproduzierbaren Produkten. Im vernetzten/ausgehärteten Festprodukt ist bei physikalischen Mischungen die Wechselwirkung des PTFE mit dem Silikonmatrixmaterial zu gering, um als Festschmierstoff effektiv wirksam zu werden. Nur eingebettet, wird das PTFE unter tribologischen, d.h. Gleitreibungsbeanspruchung schnell herausgerieben und nach dem Wegtransport aus dem Reibspalt unwirksam. Dies ist die Ursache für die schlechten Eigenschaften hinsichtlich Reibung und Verschleiß, da in einer physikalischen Mischung keine oder nur geringe Wechselwirkungen zwischen dem Silikonfeststoff und dem antiadhäsiven PTFE bestehen. Darauf begründet sich die geringere Verschleißfestigkeit physikalisch gemischter Produkte. Nur durch weiteren Verschleiß kommen PTFE-Partikel an die Oberfläche und können dann wirksam werden. Durch die beschriebenen geringen Wechselwirkungen werden diese PTFE-Partikel dann ebenfalls schnell herausgerieben und wegtransportiert, wodurch diese geringe Verschleißfestigkeit verursacht und begründet ist.In silicone compounds such as silicone rubber and silicone elastomers, the use of PTFE as a solid lubricant has so far only been known as a physical mixture. The mixing of solid lubricants such as PTFE into the liquid starting materials leads to inhomogeneous products that are difficult to reproduce due to sedimentation. In the crosslinked/cured solid product, the interaction of the PTFE with the silicone matrix material is too low in physical mixtures to be effective as a solid lubricant. Only embedded, the PTFE is quickly worn out under tribological, i.e. sliding friction stress and becomes ineffective after being transported away from the friction gap. This is the cause of the poor friction and wear properties, since in a physical mixture there is little or no interaction between the silicone solid and the anti-adhesive PTFE. This explains the lower wear resistance of physically mixed products. Only through further wear do PTFE particles come to the surface and can then become effective. Due to the low interactions described, these PTFE particles are then also quickly rubbed out and transported away, which causes and explains this low wear resistance.

Bekannt ist weiterhin, dass PTFE durch Strahlenmodifizierung zu Mikropulver abgebaut werden kann, das persistente Perfluoralkyl-(peroxy-)radikale, die zur Reaktion/zur radikalischen Kopplung mit olefinisch ungesättigten Verbindungen wie Monomeren, Makromeren, Oligomeren und Polymeren befähigt sind, und funktionelle Gruppen wie Carbonylfluorid und/oder Carbonsäure und/oder Perfluoralkylen-gruppen, die zu bekannten Reaktionen in polymeranalogen Umsetzungen wie Substitutionsreaktionen und/oder Additionsreaktionen befähigt sind, besitzt. PTFE-Mikropulver können auch durch eine spezielle, direkte Polymerisation, wie z.B. das Zonyl MP™ 1600 (DuPont) oder das TF 9207 (3M/Dyneon) oder durch thermomechanischen Abbau, wie das TF 9205 (3M/Dyneon), hergestellt werden. Jedoch besitzen solche Mikropulverprodukte nur sehr niedrige Konzentrationen an funktionellen Gruppen und/oder Radikalen oder wie das TF 9205 keine funktionellen Gruppen und/oder Radikale. Deshalb ist es vorteilhaft, durch strahlenchemische Modifizierung eine bezüglich der späteren Modifizierung wirksame Konzentration an funktionellen Gruppen und/oder Radikale nach bekanntem Wissen zu generieren. Die Bedingungen für die strahlenchemische Modifizierung von PTFE sind Stand der Technik, und der Fachmann kann in wenigen Versuchen abschätzen, welche Konzentrationen an funktionellen Gruppen und/oder Radikalen für die späteren Modifizierungsreaktionen notwendig oder optimal sind. Die Kopplung und Kompatibilisierung von PTFE mit monomeren und/oder oligomeren und/oder polymeren Kohlenwasserstoff-Verbindungen ist hinreichend beschrieben ( DE 103 51 814 A1 ; DE 103 51 813 A1 ; DE 103 51 812 A1 ).It is also known that PTFE can be degraded by radiation modification to form micropowders containing persistent perfluoroalkyl (peroxy) radicals capable of reacting/free-radically coupling with olefinically unsaturated compounds such as monomers, macromers, oligomers and polymers, and functional groups such as Carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups capable of known reactions in polymer-analogous reactions such as substitution reactions and/or addition reactions. PTFE micropowders can also be produced by special, direct polymerization, such as Zonyl MP™ 1600 (DuPont) or TF 9207 (3M/Dyneon), or by thermomechanical degradation, such as TF 9205 (3M/Dyneon). However, such micropowder products have only very low concentrations of functional groups and/or radicals or, like the TF 9205, no functional groups and/or radicals. It is therefore advantageous to use radiation-chemical modification to generate a concentration of functional groups and/or radicals that is effective with regard to the later modification, based on known knowledge. The conditions for radiation chemical modification of PTFE are State of the art, and the person skilled in the art can estimate in a few experiments which concentrations of functional groups and/or radicals are necessary or optimal for the subsequent modification reactions. The coupling and compatibilization of PTFE with monomeric and/or oligomeric and/or polymeric hydrocarbon compounds has been adequately described ( DE 103 51 814 A1 ; DE 103 51 813 A1 ; DE 103 51 812 A1 ).

Nach Baradie, B. et al: Can. J. of Chem. 83, 2005 S. 553-558 ist ein vernetztes Fluorsilikon-Polymer bekannt, welches synthetisiert wird durch Pfropfung von Isocyanat-modifiziertem PDMS mit einem hydroxylfunktionalisiertem Fluorpolymer.According to Baradie, B. et al: Can. J. of Chem. 83, 2005 pp. 553-558, a crosslinked fluorosilicone polymer is known which is synthesized by grafting isocyanate-modified PDMS with a hydroxyl-functionalized fluoropolymer.

Weiter ist aus der US 2003/0008935 A1 ein durch ionisierende Strahlung vernetztes Fluorharz bekannt, welches mit einer organischen Verbindung, wie Vinylsiloxan, unter ionisierender Strahlung gepfropft worden ist.Next is from the US 2003/0008935 A1 a fluororesin crosslinked by ionizing radiation, which has been grafted with an organic compound such as vinylsiloxane under ionizing radiation.

Nachteilig bei den Lösungen des Standes der Technik ist, dass Silikon und speziell Silikonelastomere für tribologische Anwendungen unzureichende Eigenschaften hinsichtlich Reibung und Verschleiß aufweisen.A disadvantage of the solutions from the prior art is that silicone and specifically silicone elastomers have inadequate properties with regard to friction and wear for tribological applications.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe von chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produkten mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Reibung und Verschleiß für tribologische Anwendungen, sowie eines einfachen und kostengünstigen Verfahrens zu ihrer Herstellung.The object of the present invention consists in specifying chemically coupled silicone-PTFE products with improved properties with regard to friction and wear for tribological applications, as well as a simple and inexpensive method for their production.

Die Aufgabe wird durch die, in den Ansprüchen angegebenen Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is solved by the invention specified in the claims. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Die erfindungsgemäßen chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produkte bestehen aus Silikon, welches über eine reaktive Umsetzung mit Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen, als funktionelle Gruppen und/oder Radikalen und/oder Silan- und Siloxangruppen oder Silangruppen und/oder olefinisch-ungesättigten Verbindung(en) mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung eines modifizierten PTFE durch Substitutions- und/oder Additions- und/oder Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte (Additions-)Reaktionen und/oder radikalische (Kopplungs-)Reaktionen vor und/oder während und/oder nach einer Vernetzungsreaktion chemisch über kovalente Bindungen gekoppelt ist.The inventive chemically coupled silicone-PTFE products consist of silicone, which via a reactive reaction with carbonyl fluoride and / or carboxylic acid and / or perfluoroalkylene groups as functional groups and / or radicals and / or silane and siloxane groups or silane groups and / or olefinically unsaturated compound(s) with at least one olefinically unsaturated double bond of a modified PTFE by substitution and/or addition and/or condensation reactions and/or catalyzed (addition) reactions and/or radical (coupling) reactions and/or is chemically coupled via covalent bonds during and/or after a crosslinking reaction.

Vorteilhafterweise ist PTFE über die reaktive Umsetzung von Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen, als funktionelle Gruppen und/oder Radikalen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während Substitutions- und/oder Additions- und/oder radikalischen (Kopplungs-)Reaktionen entstanden sind, gekoppelt.Advantageously, PTFE is via the reactive conversion of carbonyl fluoride and / or carboxylic acid and / or perfluoroalkylene groups as functional groups and / or radicals of the PTFE with the silicone via covalent bonds during substitution and / or addition and / or radical ( Coupling) reactions have arisen, coupled.

Weiterhin vorteilhafterweise ist PTFE über die reaktive Umsetzung von Silangruppen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während Kondensationsreaktionen entstanden sind, gekoppelt.Furthermore, advantageously, PTFE is coupled via the reactive conversion of silane groups of the PTFE with the silicone via covalent bonds that have arisen during condensation reactions.

Ebenfalls vorteilhafterweise ist PTFE über die reaktive Umsetzung von Silangruppen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während katalysierter Reaktionen entstanden sind, gekoppelt.Likewise advantageously, PTFE is coupled via the reactive reaction of silane groups of the PTFE with the silicone via covalent bonds that have arisen during catalyzed reactions.

Und auch vorteilhafterweise ist PTFE über die reaktive Umsetzung von olefinisch ungesättigte Gruppen des und/oder am PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während radikalischer Reaktionen entstanden sind, gekoppelt.And also advantageously, PTFE is coupled via the reactive reaction of olefinically unsaturated groups of and/or on the PTFE with the silicone via covalent bonds that have arisen during radical reactions.

Vorteilhaft ist es auch, wenn PTFE über die reaktive Umsetzung von olefinisch ungesättigten Gruppen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während katalysierter Reaktionen entstanden sind, gekoppelt ist.It is also advantageous if PTFE is coupled via the reactive reaction of olefinically unsaturated groups of the PTFE with the silicone via covalent bonds that have arisen during catalyzed reactions.

Es ist auch vorteilhaft, wenn als Silikon Silikonkautschuke und/oder Silikonelastomere und/oder Mischungen von diesen oder untereinander vorhanden sind.It is also advantageous if silicone rubbers and/or silicone elastomers and/or mixtures of these or one another are present as the silicone.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn strahlenchemisch und/oder plasmachemisch modifiziertes PTFE vorhanden ist.It is also advantageous if radiation-chemically and/or plasma-chemically modified PTFE is present.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn das Silikon mit modifiziertem PTFE durch Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte Reaktionen und/oder radikalische Reaktionen nach der reaktiven Umsetzung/Vernetzungsreaktion chemisch über kovalente Bindungen gekoppelt ist.It is also advantageous if the silicone is chemically coupled to modified PTFE by condensation reactions and/or catalyzed reactions and/or radical reactions after the reactive conversion/crosslinking reaction via covalent bonds.

Und auch vorteilhaft ist es, wenn das Silikon mit modifiziertem PTFE nach der reaktiven Umsetzung durch eine Platin-katalysierte Reaktion von Si-H-Gruppen mit olefinisch ungesättigten Gruppen zu kovalenten Si-C-Bindungen oder durch eine Kondensationsreaktion der Si-OR- und/oder Si-O-COR-Gruppen zu kovalenten Si-O-Si-Bindungen oder durch eine strahlenchemisch und/oder peroxidisch initiierte Radikalreaktion der Methyl-Gruppen am Silikon/Silan und/oder der olefinisch ungesättigten Doppelbindungen zu kovalenten C-C-Bindungen am PTFE und/oder Silikon chemisch gekoppelt ist.And it is also advantageous if, after the reactive reaction, the silicone with modified PTFE is formed by a platinum-catalyzed reaction of Si-H groups with olefinically unsaturated groups to form covalent Si-C bonds or by a condensation reaction of the Si-OR and/or or Si-O-COR groups to form covalent Si-O-Si bonds or by a radiation-chemically and/or peroxide-initiated radical reaction of the methyl groups on the silicone/silane and/or the olefinically unsaturated double bonds to form covalent C-C bonds on the PTFE and /or silicone is chemically coupled.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Vernetzungsreaktionen des Silikon eine katalysierte Reaktion mit Orthokieselsäuretetraalkylester und/oder eine radikalische Reaktion mit einem oder mehreren Peroxiden und/oder durch energiereiche Strahlen sind.It is also advantageous if the crosslinking reactions of the silicone are a catalyzed reaction with tetraalkyl orthosilicate and/or a radical reaction with one or more peroxides and/or by means of high-energy rays.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produkten werden
- strahlenchemisch modifiziertes PTFE-Pulver mit Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen und/oder mit persistenten Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen
und/oder
- mit mindestens einem Silan und mindestens einem Siloxan oder mit mindestens einem Silan
und/oder mit mindestens einer niedermolekularen Verbindung, die keine Doppelbindung und mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweist,
und/oder mit mindestens einem Monomer, das eine Doppelbindung und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist,
und/oder mit mindestens einem Oligomer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist,
und/oder mit mindestens einem Polymer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist,
chemisch modifiziertes PTFE-Pulver
in Silikon/(Poly)(Organo)Siloxan oder Silikonmischungen homogen dispergiert und nachfolgend vernetzt, wobei vor und/oder während der Homogenisierung und/oder vor und/oder während der Vernetzung die an den modifizierten PTFE-Pulverpartikeln entstandenen Silan- und Siloxangruppen oder Silangruppen und/oder Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen als funktionellen Gruppen und/oder Gruppen mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung mit dem Silikon oder den Silikonmischungen durch eine reaktive Umsetzung über Substitutions- und/oder Additions- und/oder Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte Reaktionen und/oder radikalische Reaktionen chemisch über kovalente Bindungen gekoppelt werden.
In the method according to the invention for the production of chemically coupled silicone-PTFE products
- Radiation chemically modified PTFE powder with carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups and/or with persistent perfluoroalkyl (peroxy) radicals
and or
- With at least one silane and at least one siloxane or with at least one silane
and/or with at least one low-molecular compound which has no double bond and at least two identical or different functional groups,
and/or with at least one monomer which has a double bond and at least one further double bond and/or functional group,
and/or with at least one oligomer which has at least one double bond or functional group and at least one further double bond and/or functional group,
and/or with at least one polymer which has at least one double bond or functional group and at least one further double bond and/or functional group,
chemically modified PTFE powder
homogeneously dispersed in silicone/(poly)(organo)siloxane or silicone mixtures and subsequently crosslinked, with the silane and siloxane groups or silane groups formed on the modified PTFE powder particles before and/or during the homogenization and/or before and/or during the crosslinking and/or carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups as functional groups and/or groups with at least one olefinically unsaturated double bond with the silicone or the silicone mixtures by a reactive reaction via substitution and/or addition and/or condensation reactions and / or catalyzed reactions and / or radical reactions are coupled chemically via covalent bonds.

Vorteilhafterweise wird das PTFE-Pulver mit mindestens einer niedermolekularen Verbindung, die vor der Kopplung am PTFE mindestens zwei gleiche und/oder unterschiedliche Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen als funktionelle Gruppen und keine olefinisch ungesättigte Doppelbindung aufweist, und/oder mit mindestens einem Monomer, das eine Doppelbindung und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist, und/oder Oligomer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere olefinisch ungesättigte Doppelbindung und/oder eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, und/oder Polymer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere olefinisch ungesättigte Doppelbindung und/oder eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, und/oder mit mindestens einem Silan und Siloxan oder Silan vor der Homogenisierung und/oder Vernetzung modifiziert. Ebenfalls vorteilhafterweise werden als Dispersionsmittel Silikon-Ausgangsstoffe zur Silikonsynthese und/oder Silikone und/oder Silikonmischungen ohne oder mit Zusatzstoffen/Additiven und/oder Füll- und/oder Verstärkungsstoffen eingesetzt.Advantageously, the PTFE powder with at least one low molecular weight compound which has at least two identical and / or different carbonyl fluoride and / or carboxylic acid and / or perfluoroalkylene groups as functional groups and no olefinically unsaturated double bond before the coupling to the PTFE, and / or with at least one monomer having a double bond and at least one other double bond and/or functional group, and/or oligomer having at least one double bond or functional group and at least one other olefinically unsaturated double bond and/or one other functional group, and/or Polymer having at least one double bond or functional group and at least one other olefinically unsaturated double bond and/or one other functional group, and/or modified with at least one silane and siloxane or silane prior to homogenization and/or crosslinking. Likewise advantageously, silicone starting materials for silicone synthesis and/or silicones and/or silicone mixtures with or without additives and/or fillers and/or reinforcing materials are used as dispersants.

Weiterhin vorteilhafterweise wird die Homogenisierung mittels Mischer, Kneter, Extruder, Rührer oder Ultraschall durchgeführt.Furthermore, advantageously, the homogenization is carried out by means of a mixer, kneader, extruder, stirrer or ultrasound.

Und auch vorteilhafterweise werden als Silikon oder Silikonmischungen Silikonkautschuke oder Mischungen davon oder Mischungen untereinander auch mit Silikonelastomeren eingesetzt.And also advantageously silicone rubbers or mixtures thereof or mixtures with silicone elastomers are used as silicone or silicone mixtures.

Vorteilhaft ist es auch, wenn PTFE-Mikropulver eingesetzt werden.It is also advantageous if PTFE micropowders are used.

Es ist auch vorteilhaft, wenn die Vernetzung des Silikons oder der Silikonmischungen durch eine katalysierte Reaktion von Si-H-Gruppen mit olefinisch ungesättigten Gruppen von Poly(organo)siloxanen und/oder am PTFE und/oder am, mit niedermolekularen Verbindungen und/oder Monomeren und/oder Oligomeren und/oder Polymeren modifizierten PTFE und/oder eine katalysierte Reaktion mit Orthokieselsäuretetraalkylester und/oder eine radikalische Reaktion mit einem oder mehreren Peroxiden und/oder energiereichen Strahlen realisiert wird.It is also advantageous if the silicone or silicone mixtures are crosslinked by a catalyzed reaction of Si-H groups with olefinically unsaturated groups of poly(organo)siloxanes and/or on PTFE and/or on, with low molecular weight compounds and/or monomers and/or oligomers and/or polymers modified PTFE and/or a catalyzed reaction with tetraalkyl orthosilicate and/or a radical reaction with one or more peroxides and/or high-energy rays.

Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung des erfindungsgemäßen chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produktes, welches erfindungsgemäß hergestellt worden ist als Material für Dichtungen in der Dichtungstechnik oder in der Abstreifer- oder Wischertechnik mit tribologischen Anforderungen.According to the invention, the chemically coupled silicone-PTFE product according to the invention, which has been produced according to the invention, is used as a material for seals in sealing technology or in scraper or wiper technology with tribological requirements.

Die erfindungsgemäßen Silikon-PTFE-Produkte weisen erstmals verbesserte Eigenschaften hinsichtlich Reibung und Verschleiß für tribologische Anwendungen auf.For the first time, the silicone-PTFE products according to the invention have improved properties with regard to friction and wear for tribological applications.

Erreicht wird dies, indem erfindungsgemäß eine chemische Kopplung über kovalente Bindungen zwischen dem PTFE und dem Silikon während der Herstellung der Produkte realisiert wird.This is achieved by, according to the invention, realizing a chemical coupling via covalent bonds between the PTFE and the silicone during the manufacture of the products.

Gemäß dem Stand der Technik wird beim Einmischen von PTFE-Mikropulvern als physikalische Mischung in feste Silikonprodukte, wie beispielsweise Silikonkautschuke, Silikonelastomere, Silikonharze und Fluorsilikone, bei denen die PTFE-Partikel in der Silikonmatrix nur eingebettet vorliegen, das PTFE unter tribologischen, d.h. Gleitreibungsbeanspruchungen schnell herausgerieben, aus dem Reibspalt wegtransportiert und somit unwirksam.
Dies wird erfindungsgemäß geändert, indem eine chemische Kompatibilisierung über kovalente Bindungen als Kopplung der PTFE-Festschmierstoff-Partikel mit der Silikonfeststoffmatrix erreicht wird.
Durch diese sogenannte chemische Kompatibilisierung und die damit verbundene Fixierung der PTFE-Partikel an und in die Silikonfeststoffmatrix durch kovalente Bindungen wird ein Herausreiben der PTFE-Partikel verhindert oder mindestens deutlich erschwert, so dass das PTFE im Tribosystem/Reibspalt länger wirksam bleibt. Dadurch werden verbesserte Gleitreibungseigenschaften der erfindungsgemäßen Silikon-PTFE-Produkte und vor allem eine höhere Verschleißfestigkeit dieser Produkte erreicht.
According to the state of the art when mixing in PTFE micropowders as physical cal mixture in solid silicone products, such as silicone rubber, silicone elastomers, silicone resins and fluorosilicones, in which the PTFE particles are only embedded in the silicone matrix, the PTFE is quickly rubbed out under tribological, ie sliding friction stresses, transported away from the friction gap and thus ineffective.
According to the invention, this is changed in that chemical compatibilization is achieved via covalent bonds as a coupling of the PTFE solid lubricant particles with the silicone solid matrix.
This so-called chemical compatibilization and the associated fixation of the PTFE particles on and in the silicone solid matrix by means of covalent bonds prevents the PTFE particles from being rubbed out, or at least makes it significantly more difficult, so that the PTFE in the tribological system/friction gap remains effective for longer. As a result, improved sliding friction properties of the silicone-PTFE products according to the invention and, above all, higher wear resistance of these products are achieved.

Dazu werden PTFE-Pulver mit Monomeren und/oder Oligomeren und/oder Polymeren, bestehend aus Silan- und/oder Siloxan- und/oder Kohlenwasserstoff-Verbindungen), so modifiziert, dass zur Kopplung geeignete Silan- und Siloxangruppen oder Silangruppen und/oder Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen als funktionelle Gruppen und/oder olefinisch ungesättigte Gruppen mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung an den PTFE-Partikeloberflächen entstehen. Diese Gruppen und/oder die mindestens eine olefinisch ungesättigte Doppelbindung reagieren dann in bekannten Reaktionen mit Gruppen des Silikons oder der Silikonmischung über Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte Kopplungs- und/oder Vernetzungsreaktionen und/oder radikalische Kopplungs- und/oder Vernetzungsreaktionen vor und/oder während einer Vernetzungsreaktion zur Ausbildung kovalenter Bindungen.For this purpose, PTFE powders are modified with monomers and/or oligomers and/or polymers (consisting of silane and/or siloxane and/or hydrocarbon compounds) such that silane and siloxane groups or silane groups and/or carbonyl fluoride suitable for coupling - and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups as functional groups and/or olefinically unsaturated groups with at least one olefinically unsaturated double bond are formed on the PTFE particle surfaces. These groups and/or the at least one olefinically unsaturated double bond then react in known reactions with groups of the silicone or the silicone mixture via condensation reactions and/or catalyzed coupling and/or crosslinking reactions and/or radical coupling and/or crosslinking reactions before and/or during a crosslinking reaction to form covalent bonds.

Nach der Modifizierung der PTFE-Pulver werden diese in Silikon oder Silikonmischungen homogen eingearbeitet. Anschließend erfolgt die Vernetzung nach bekannten Verfahren.After the PTFE powder has been modified, it is homogeneously incorporated into silicone or silicone mixtures. Crosslinking then takes place using known methods.

Während der Homogenisierung und/oder während der Vernetzung erfolgt die chemische Kopplung der Silan- und Siloxangruppen oder Silangruppen und/oder Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen als funktionellen Gruppen und/oder olefinisch-ungesättigten Gruppen mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung an den PTFE-Pulverpartikeln mit dem Silikon oder den Silikonmischungen über, dem Fachmann bekannte Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte Reaktionen und/oder radikalische Reaktionen über kovalente Bindungen.During the homogenization and/or during the crosslinking, the chemical coupling of the silane and siloxane groups or silane groups and/or carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups as functional groups and/or olefinically unsaturated groups with at least one olefinically unsaturated double bond takes place on the PTFE powder particles with the silicone or the silicone mixtures via condensation reactions and/or catalyzed reactions and/or radical reactions via covalent bonds known to those skilled in the art.

Erfindungsgemäß werden vorteilhafterweise chemisch über kovalente Bindungen gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE- oder Silikonelastomer-PTFE-Produkte hergestellt, die durch die homogene Verteilung und direkte Bindung des PTFE an und in den Silikonkautschuk und nach der Vernetzung/Vulkanisation im Silikonelastomer(netzwerk) verbesserte Eigenschaften für tribologische Anwendungen aufweisen.According to the invention, chemically coupled silicone rubber-PTFE or silicone elastomer-PTFE products are advantageously produced via covalent bonds, which through the homogeneous distribution and direct binding of the PTFE to and in the silicone rubber and after crosslinking/vulcanization in the silicone elastomer (network) have improved properties for tribological have applications.

Erfindungsgemäß werden chemisch modifizierte PTFE-Mikropulver mit chemisch über kovalente Bindungen gekoppelten Gruppen eingesetzt, die vor und/oder während der Vernetzungsreaktion von Silikonkautschuken zu Silikonelastomeren mit ihnen reagieren und so die PTFE-Partikel nach der Vernetzung über kovalente Bindungen direkt in das Netzwerk gekoppelt und homogen in ihm verteilt sind.According to the invention, chemically modified PTFE micropowders are used with groups chemically coupled via covalent bonds, which react with them before and/or during the crosslinking reaction of silicone rubbers to form silicone elastomers, and the PTFE particles are thus coupled directly into the network via covalent bonds after crosslinking and are homogeneous are distributed in it.

Die reaktive Umsetzung/chemische Kopplungsreaktion, die unter Bildung kovalenter Bindungen abläuft, erfolgt nach bekannten Reaktionsmechanismen in der Silikonchemie über, am PTFE gekoppelte

  • - Silane und/oder Siloxane mit kondensationsfähigen Gruppen über Kondensationsreaktionen,
  • - Silane und/oder Siloxane mit Methylgruppen über radikalische Kopplungs- und/oder Vernetzungsreaktionen mittels Peroxid und/oder energiereicher Strahlung (Elektronen-, Gamma- und/oder Röntgenstrahlung),
  • - olefinisch ungesättigte Gruppen über radikalische Kopplungs-/Vernetzungsreaktionen mittels Peroxid und/oder energiereicher Strahlung (Elektronen-, Gamma- und/oder Röntgenstrahlung),
  • - olefinisch ungesättigte Gruppen über die durch Edelmetallverbindungen katalysierte Kopplung/Addition von Si-H-Gruppen an Silanen und/oder Siloxanen,
  • - Silane und/oder Siloxane mit Si-H über die durch Edelmetallverbindungen katalysierte Kopplung/Addition an Doppelbindungen.
The reactive conversion/chemical coupling reaction, which takes place with the formation of covalent bonds, takes place according to known reaction mechanisms in silicone chemistry via those coupled to the PTFE
  • - silanes and/or siloxanes with condensable groups via condensation reactions,
  • - Silanes and/or siloxanes with methyl groups via radical coupling and/or crosslinking reactions using peroxide and/or high-energy radiation (electron, gamma and/or X-ray radiation),
  • - olefinically unsaturated groups via radical coupling/crosslinking reactions using peroxide and/or high-energy radiation (electron, gamma and/or X-ray radiation),
  • - olefinically unsaturated groups via the coupling/addition of Si-H groups to silanes and/or siloxanes catalyzed by noble metal compounds,
  • - Silanes and/or siloxanes with Si-H via coupling/addition to double bonds catalyzed by noble metal compounds.

Es ist für den Fachmann ohne weiteres oder auch mit wenigen Versuchen möglich anzugeben, welche PTFE-Modifikate und/oder Reaktionsmechanismen kombiniert werden können, und welche nicht kombinierbar sind.It is possible for the person skilled in the art to state without further ado, or even with a few attempts, which PTFE modifications and/or reaction mechanisms can be combined and which cannot be combined.

Die Auswahl der jeweils modifizierten PTFE-Mikropulver durch den Fachmann erfolgt entsprechend der vorgesehenen Vernetzungsreaktion, wobei bekannte, in der Praxis übliche Vernetzungsreaktionen eingesetzt werden. Derartige bekannte Verfahren unter Anwendung der erfindungsgemäßen Ausgangsstoffe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Silikon-PTFE-Produkte sind folgende:

  • (1) Bei den RTV-Silikonkautschuken der Gruppe RTV-1, die bei Raumtemperatur unter dem Einfluss von Luftfeuchtigkeit durch Kondensation von Si-OH-Gruppen unter Bildung von Si-O-Bindungen vernetzen, werden silan- und siloxan- oder silanmodifizierte PTFE-Mikropulver mit hydrolysierbaren Vernetzergruppen [als -R-SiX3 und/oder -R-SiR*X2 und/oder -R-SiR*R**X (beispielsweise mit X = -O-CO-CH3, -NHR*** und R = Alkylen und/oder Phenylen und/oder Arylen und/oder -Siloxan- und R*, R** = Alkyl und vorzugsweise Methyl und/oder Phenyl und/oder Aryl und/oder Vinyl und/oder Allyl und/oder Siloxan-Rest und R*** = H und/oder Alkyl und vorzugsweise Methyl und/oder Phenyl und/oder Aryl)], wobei als Vernetzergruppe -R-SiX3 bevorzugt und üblicherweise auch im Silikonkautschuk-Produkt vorhanden ist oder verwendet wird, homogen in die Masse eingemischt. Die Verbindungen mit den Silan- und/oder Siloxan-Gruppen zur Kopplung am PTFE über kovalente Bindungen werden durch die dem Fachmann bekannten Reaktionen mit den funktionellen Gruppen, wie Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylen-Gruppen, am PTFE über polymeranaloge Umsetzungen durch Substitutions- und/oder Additionsreaktionen und/oder über radikalische Kopplung über die Perfluoralkyl-(peroxy-)radikale gekoppelt. Als bevorzugte Silan- und/oder Siloxan-Verbindungen mit hydrolysierbaren Vernetzergruppen -R-SiX3 werden Aminoalkylsilane und/oder Aminoalkylsiloxane direkt zur PTFE-Modifizierung eingesetzt. Weiterhin bevorzugt können mit Aminogruppen modifizierte PTFE-Mikropulver auch mit Epoxy- und/oder Glycidoxyalkylsilan und/oder Epoxy- und/oder Glycidoxyalkylsiloxan reaktiv unter kovalenter Bindung umgesetzt werden. Für die Silan- und/oder Siloxanmodifizierung von PTFE mit hydrolysierbaren Vernetzergruppen -R-SiX3 über die radikalische Kopplung mit Perfluoralkyl-(peroxy)radikalen am PTFE werden bevorzugt Silane und/oder Siloxane mit Vinyl- und/oder Allyl- und/oder (Meth-)Acryl- und/oder Oleyl-Gruppen eingesetzt. Die Modifizierungsreaktionen werden nach bekannten Verfahren zur PTFE-Modifizierung durchgeführt, wobei der Fachmann die entsprechenden Silane und/oder Siloxane so auswählt, dass unerwünschte Nebenreaktionen vermieden werden. Als bevorzugte silan- und/oder siloxanmodifizierte PTFE-Mikropulver in RTV-1-Silikonkautschuken werden die unter Essigsäureabspaltung vernetzenden Systeme für tribologische Anwendungen eingesetzt.
  • (2) Bei den Zweikomponentenkautschuken (RTV-2), in die als Vernetzer z. B. Gemische aus Kieselsäureestern (z.B. Ethylsilicat) und zinnorganische Verbindungen (wie z.B. Dibutylzinndilaurat) als Vulkanisationsbeschleuniger eingesetzt werden, werden silan- und siloxan- oder silan-modifizierte PTFE-Mikropulver mit Vernetzergruppen der Form -R-SiY3 und/oder -R-SiR*Y2 und/oder -R-SiR*R**Y (beispielsweise mit Y = -O-Alkyl und vorzugsweise -OCH3 und/oder -O-C2H5 und R = Alkylen und/oder Phenylen und/oder Arylen und/oder -Siloxan- und R*, R** = Alkyl und vorzugsweise Methyl und/oder Phenyl und/oder Aryl und/oder Vinyl und/oder Allyl und/oder Siloxan-Rest), wobei -R-SiY3 als Vernetzergruppe bevorzugt und üblicherweise auch im Silikonkautschuk-Produkt vorhanden ist oder verwendet wird, homogen in die Masse eingemischt. Die Verbindungen mit den Silan- und/oder Siloxan-Gruppen werden über kovalente Bindungen durch die dem Fachmann bekannten Reaktionen mit den funktionellen Gruppen, wie Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylen-Gruppen, am PTFE über polymeranaloge Umsetzungen durch Substitutions- und/oder Additionsreaktionen und/oder über radikalische Kopplung über die Perfluoralkyl-(peroxy-)radikale am PTFE gekoppelt. Als bevorzugte Silan- und/oder Siloxan-Verbindungen mit hydrolysierbaren Vernetzergruppen -R-SiX3 werden Aminoalkyltrialkoxysilane und/oder Aminoalkyltrialkoxysiloxane direkt zur PTFE-Modifizierung eingesetzt. Weiterhin bevorzugt können mit Aminogruppen-modifizierte PTFE-Mikropulver auch mit Epoxy- und/oder Glycidoxyalkyltrialkoxysilan und/oder Epoxy- und/oder Glycidoxyalkyltrialkoxysiloxan reaktiv unter kovalenter Bindung umgesetzt werden. Für die Silan- und/oder Siloxanmodifizierung von PTFE mit hydrolysierbaren Vernetzergruppen -R-SiX3 über die radikalische Kopplung mit den Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen am PTFE werden bevorzugt Silane und/oder Siloxane mit Vinyl- und/oder Allyl- und/oder (Meth-)Acryl- und/oder Oleyl-Gruppen eingesetzt. Die Modifizierungsreaktionen werden nach bekannten Verfahren zur PTFE-Modifizierung durchgeführt, wobei der Fachmann die entsprechenden Silane und/oder Siloxane so auswählt, dass unerwünschte Nebenreaktionen vermieden werden. Als bevorzugte silanmodifizierte PTFE-Mikropulver in RTV-2-Silikonkautschuken werden die unter Alkoholabspaltung vernetzenden, am PTFE gekoppelten Aminopropyltrialkoxysilane und/oder Vinyltrialkoxysilane für tribologische Anwendungen eingesetzt.
  • (3) Bei den HTV-Silikonkautschuken als noch plastisch verformbare Materialien werden zur Herstellung oder vor der Vernetzung oder Vulkanisation modifizierte PTFE-Mikropulver homogen eingemischt, die kovalent gekoppelte Verbindungen mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen auf der PTFE-Partikeloberfläche besitzen. Wichtig ist eine effektive Zer- und Verteilung der PTFE-Produkte/Agglomerate, um eine homogene Mischung vor der Vulkanisation zu erhalten. Durch die Vulkanisation/Hochtemperaturvernetzung, vorzugsweise unter Einsatz von Vulkanisationshilfsmitteln, wie organische Peroxide und/oder auch durch energiereiche Strahlung, wie Elektronen-, Gamma- und/oder Röntgenstrahlung, werden die mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen modifizierten PTFE-Mikropulver an und in das Silikonnetzwerk kovalent gebunden, wodurch wärmebeständige, tribologisch ausgerüstete elastische Silikon-PTFE-Produkte erhalten werden. Diese Silikonkautschuk-PTFE-Mischungen können auch bei niedrigen Temperaturen durch energiereiche Strahlung, wie Elektronen-, Gamma- und/oder Röntgenstrahlung, vernetzt werden. Als modifizierte PTFE-Mikropulver, die mit Verbindungen mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen modifiziert sind, können für diese Silikonkautschuk-PTFE-Produkte PTFE-Mikropulver eingesetzt werden, die an der PTFE-Partikeloberfläche über kovalente Bindungen gekoppelte Verbindungen beispielsweise mit den Vinylsilan- und/oder Vinylsiloxan- und/oder Allylsilan- und/oder Allylsiloxan-Gruppen und/oder olefinisch ungesättigte Monomere und/oder Oligomere und/oder Polymere mit mindestens noch einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung im Molekül nach der Kopplung mit dem PTFE besitzen. Diese Verbindungen werden durch die Reaktion mit den funktionellen Gruppen, wie die Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylen-Gruppen, am PTFE über polymeranaloge Umsetzungen durch Substitutions- und/oder Additionsreaktionen und/oder durch die Radikalkopplungsreaktion mit den Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen am PTFE gekoppelt, wobei im gekoppelten Molekül noch mindestens eine olefinisch ungesättigte Doppelbindung vorhanden ist. Als bevorzugte Verbindungen werden Aminoverbindungen mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung, wie beispielsweise Allylamin und/oder Aminopropyldimethylvinylsilan und/oder Aminopropylmethyldivinylsilan und/oder Aminopropyltrivinylsilan, direkt zur PTFE-Modifizierung eingesetzt. Weiterhin bevorzugt können beispielsweise mit Aminogruppen modifizierte PTFE-Mikropulver auch mit Epoxy- und/oder Glycidoxyalkyltrivinylsilan und/oder Epoxy- und/oder Glycidoxyalkyltrivinylsiloxan reaktiv unter kovalenter Bindung umgesetzt werden. Für die Silan- und/oder Siloxanmodifizierung von PTFE mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen über die radikalische Kopplung mit den Perfluoralkyl-(peroxy)radikalen am PTFE werden bevorzugt Silane und/oder Siloxane mit mindesten zwei gleichen oder unterschiedlichen, olefinisch ungesättigten Doppelbindungen im Molekül in Form von Vinyl- und/oder Allyl- und/oder Crotonyl- und/oder (Meth-)Acryl- und/oder Oleyl-Gruppen eingesetzt. Als modifiziertes PTFE-Mikropulver mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen können auch mit olefinisch ungesättigten Ölen, wie beispielsweise mit Trimethylolpropantrioleat und/oder Dioleylhydrogenphosphit und/oder Di- und/oder Trioleylphosphat, gekoppelte PTFE-Mikropulver und/oder oligomere und/oder polymere/makromolekulare Homopolymere und/oder Copolymere und/oder Terpolymere mit Butadien- und/oder Isopren- und/oder Norbornen-Einheiten in der Kette, wie beispielsweise Oligomere und/oder Polymere von NBR (Nitrilkautschuk/Nitrile Butadiene Rubber) und/oder XNBR (carboxylgruppenhaltiger Nitrilkautschuk) und/oder SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk) und/oder SBS (Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer) und/oder NR (Naturkautschuk/Natural Rubber) gekoppelte PTFE-Mikropulver, eingesetzt werden.
(4a) Bei Einsatz des Zweikomponentenvemetzungssystems, in dem eine durch Edelmetallverbindungen, meist Pt-/Platin-katalysierte Addition von Si-H-Gruppen an siliciumgebundene olefinisch ungesättigte Doppelbindungen/Gruppen, vorzugsweise Vinylgruppen, abläuft, und das vor der Vernetzung als getrennte Komponenten A (üblicherweise mit Katalysator) und B (üblicherweise mit Verzweiger/Vernetzer) hergestellt und gelagert werden, wird das mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen ausgerüstete PTFE-Mikropulver in nur eine Komponente oder vorzugsweise entsprechend der Zusammensetzung/Bestandteile in beide Komponenten vor dem Mischen und Vernetzen homogen so eingemischt, dass keine ungewünschten Reaktionen in einer der Komponenten stattfinden. Da es sich um flüssige bis pastöse (Ausgangs-)Komponenten, beispielsweise getrennt nach A-Komponente (mit Katalysator) und B-Komponente (mit Verzweiger/Vernetzer) meist gleicher Konsistenz handelt, ist es vorteilhaft, in beiden Komponenten zur Einstellung vergleichbarer Viskositätsverhältnisse das modifizierte PTFE-Mikropulver unter der vorgenannten Randbedingung homogen einzumischen. Wichtig ist eine effektive Zer- und Verteilung des modifizierten PTFE-Mikropulvers und vor allem von PTFE-Mikropulveraggregaten/-agglomeraten. In flüssigen Komponenten kann die Zer- und Verteilung mittels Zahnscheibenrührer (Dispermat) erfolgen, wobei durch die Scherung/innere Reibung eine Ladungstrennung im System eine elektrostatische/negative Aufladung der PTFE-Mikropulver-Partikel erfolgt, wodurch eine stabile Dispersion der PTFE-Komponente erreicht wird, was vorteilhaft für die (Weiter-)Verarbeitung ist. In pastösen Systemen können entsprechend der Konsistenz Mischaggregate wie z.B. Mischer und/oder Kneter und/oder Zweischneckenextruder und/oder Planetwalzenextruder eingesetzt werden. Dabei ist dem Fachmann hinreichend bekannt, dass auf die getrennte Handhabung und Verarbeitung der jeweiligen Komponenten A und B zu achten ist und welche modifizierten PTFE-Mikropulver-Partikel in welche oder beide Komponenten wie eingemischt werden müssen.The selection of the particular modified PTFE micropowder by the person skilled in the art takes place in accordance with the envisaged crosslinking reaction, with known crosslinking reactions customary in practice being used. Such known methods using the invention Starting materials for the production of the silicone-PTFE products according to the invention are as follows:
  • (1) In the case of the RTV silicone rubbers of the RTV-1 group, which crosslink at room temperature under the influence of atmospheric humidity through the condensation of Si-OH groups to form Si-O bonds, silane and siloxane or silane-modified PTFE Micropowder with hydrolyzable crosslinking groups [as -R-SiX 3 and/or -R-SiR*X 2 and/or -R-SiR*R**X (for example with X=-O-CO-CH 3 , -NHR** * and R = alkylene and/or phenylene and/or arylene and/or -siloxane- and R*, R** = alkyl and preferably methyl and/or phenyl and/or aryl and/or vinyl and/or allyl and/or Siloxane residue and R*** = H and/or alkyl and preferably methyl and/or phenyl and/or aryl)], where -R-SiX 3 is preferred as the crosslinking group and is usually also present or used in the silicone rubber product, homogeneously mixed into the mass. The compounds with the silane and/or siloxane groups for coupling to the PTFE via covalent bonds are formed by the reactions known to those skilled in the art with the functional groups, such as carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, on the PTFE via polymer analogs Reactions coupled by substitution and/or addition reactions and/or by free radical coupling via the perfluoroalkyl (peroxy) radicals. Aminoalkylsilanes and/or aminoalkylsiloxanes are used directly as preferred silane and/or siloxane compounds with hydrolyzable crosslinking groups —R—SiX 3 for PTFE modification. Furthermore, preferably, PTFE micropowders modified with amino groups can also be reactively reacted with epoxy- and/or glycidoxyalkylsilane and/or epoxy- and/or glycidoxyalkylsiloxane with covalent bonding. Silanes and/or siloxanes with vinyl and/or allyl and/or ( Meth)acrylic and/or oleyl groups are used. The modification reactions are carried out according to known methods for PTFE modification, with the person skilled in the art selecting the appropriate silanes and/or siloxanes in such a way that undesired side reactions are avoided. The preferred silane- and/or siloxane-modified PTFE micropowders in RTV-1 silicone rubbers are the systems that crosslink with elimination of acetic acid for tribological applications.
  • (2) In the two-component rubbers (RTV-2), in which z. B. Mixtures of silicic acid esters (e.g. ethyl silicate) and organotin compounds (e.g. dibutyltin dilaurate ) are used as vulcanization accelerators. SiR*Y 2 and/or -R-SiR*R**Y (for example with Y = -O-alkyl and preferably -OCH 3 and/or -OC 2 H 5 and R = alkylene and/or phenylene and/or arylene and/or -siloxane and R*, R** = alkyl and preferably methyl and/or phenyl and/or aryl and/or vinyl and/or allyl and/or siloxane residue), where -R-SiY 3 as crosslinking group is preferably and usually also present or used in the silicone rubber product, homogeneously mixed into the mass. The compounds with the silane and/or siloxane groups are formed via covalent bonds by the reactions known to those skilled in the art with the functional groups, such as carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, on the PTFE via polymer-analogous reactions by substitution and/or addition reactions and/or via free radical coupling via the perfluoroalkyl (peroxy) radicals on the PTFE. Aminoalkyltrialkoxysilanes and/or aminoalkyltrialkoxysiloxanes are used directly as preferred silane and/or siloxane compounds with hydrolyzable crosslinking groups —R—SiX 3 for PTFE modification. With further preference, PTFE micropowders modified with amino groups can also be reactively reacted with epoxy- and/or glycidoxyalkyltrialkoxysilane and/or epoxy- and/or glycidoxyalkyltrialkoxysiloxane with covalent bonding. Silanes and/or siloxanes with vinyl and/or allyl and/or or (meth)acrylic and/or oleyl groups are used. The modification reactions are carried out according to known methods for PTFE modification, with the person skilled in the art selecting the appropriate silanes and/or siloxanes in such a way that undesired side reactions are avoided. The preferred silane-modified PTFE micropowders in RTV-2 silicone rubbers used for tribological applications are the aminopropyltrialkoxysilanes and/or vinyltrialkoxysilanes which crosslink with elimination of alcohol and are coupled to the PTFE.
  • (3) In the case of the HTV silicone rubbers, which are still plastically deformable materials, for the production or before the crosslinking or Vul kanization-modified PTFE micropowders are mixed in homogeneously, which have covalently coupled compounds with olefinically unsaturated double bonds on the PTFE particle surface. Effective fragmentation and distribution of the PTFE products/agglomerates is important in order to obtain a homogeneous mixture before vulcanization. As a result of vulcanization/high-temperature crosslinking, preferably using vulcanization auxiliaries such as organic peroxides and/or high-energy radiation such as electron, gamma and/or X-ray radiation, the PTFE micropowders modified with olefinically unsaturated double bonds become covalent on and in the silicone network bound, whereby heat-resistant, tribologically equipped elastic silicone-PTFE products are obtained. These silicone rubber-PTFE mixtures can also be crosslinked at low temperatures using high-energy radiation such as electron, gamma and/or X-ray radiation. As modified PTFE micropowders, which are modified with compounds with olefinically unsaturated double bonds, PTFE micropowders can be used for these silicone rubber PTFE products, the compounds coupled to the PTFE particle surface via covalent bonds, for example with the vinylsilane and/or vinylsiloxane - and/or allylsilane and/or allylsiloxane groups and/or olefinically unsaturated monomers and/or oligomers and/or polymers with at least one olefinically unsaturated double bond in the molecule after coupling with the PTFE. These compounds are formed through the reaction with the functional groups, such as the carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, on the PTFE via polymer-analogous reactions through substitution and/or addition reactions and/or through the radical coupling reaction with the perfluoroalkyl-( peroxy) radicals coupled to the PTFE, with at least one olefinically unsaturated double bond still being present in the coupled molecule. Preferred compounds used directly for modifying PTFE are amino compounds having at least one olefinically unsaturated double bond, such as, for example, allylamine and/or aminopropyldimethylvinylsilane and/or aminopropylmethyldivinylsilane and/or aminopropyltrivinylsilane. With further preference, for example, PTFE micropowders modified with amino groups can also be reactively reacted with epoxy- and/or glycidoxyalkyltrivinylsilane and/or epoxy- and/or glycidoxyalkyltrivinylsiloxane with covalent bonding. Silanes and/or siloxanes with at least two identical or different olefinically unsaturated double bonds in the molecule in the form of Vinyl and/or allyl and/or crotonyl and/or (meth)acrylic and/or oleyl groups are used. As a modified PTFE micropowder with olefinically unsaturated double bonds, PTFE micropowders coupled with olefinically unsaturated oils, such as trimethylolpropane trioleate and/or dioleyl hydrogen phosphite and/or di- and/or trioleyl phosphate, and/or oligomers and/or polymers/macromolecular homopolymers and /or copolymers and/or terpolymers with butadiene and/or isoprene and/or norbornene units in the chain, such as oligomers and/or polymers of NBR (nitrile rubber/Nitrile Butadiene Rubber) and/or XNBR (carboxyl-containing nitrile rubber) and /or SBR (styrene butadiene rubber) and/or SBS (styrene butadiene styrene block copolymer) and/or NR (natural rubber) coupled PTFE micropowders.
(4a) When using the two-component crosslinking system, in which an addition of Si-H groups to silicon-bonded olefinically unsaturated double bonds/groups, preferably vinyl groups, catalyzed by noble metal compounds, usually Pt/platinum, takes place, and that before crosslinking as separate components A (usually with a catalyst) and B (usually with a branching agent/crosslinking agent) are produced and stored, the PTFE micropowder equipped with olefinically unsaturated double bonds is divided into only one component or, preferably, according to the composition/ingredients, into both components prior to mixing and crosslinking so homogeneously mixed in that no undesirable reactions take place in one of the components. Since the (starting) components are liquid to pasty, for example separated into A component (with catalyst) and B component (with branching agent/crosslinking agent), it is usually of the same consistency, so it is advantageous to set comparable viscosity ratios in both components mix in modified PTFE micropowder homogeneously under the aforementioned boundary condition. Effective comminution and distribution of the modified PTFE micropowder and, above all, PTFE micropowder aggregates/agglomerates is important. In liquid components, the disintegration and distribution can take place using a toothed disc stirrer (Dispermat), whereby the shearing/internal friction causes a charge separation in the system and an electrostatic/negative charging of the PTFE micropowder particles, resulting in a sta Bile dispersion of the PTFE component is achieved, which is advantageous for (further) processing. In pasty systems, mixing units such as mixers and/or kneaders and/or twin-screw extruders and/or planetary roller extruders can be used depending on the consistency. The person skilled in the art is sufficiently aware that care must be taken to ensure separate handling and processing of the respective components A and B and which modified PTFE micropowder particles must be mixed into which or both components and how.

Die so mit modifiziertem PTFE-Mikropulver homogenisierten Silikonkautschuk-Komponenten A und B müssen entsprechend der Konsistenz durch Misch- und Dosiermaschinen und/oder Mischaggregate gut homogenisiert werden, um eine effektive Vulkanisation/Vernetzungsreaktion zu realisieren. Die Verarbeitung auf Spritzgießmaschinen ist unter Verwendung entsprechender Mischaggregate aufgrund der kurzen Vernetzungsdauer der Kautschuke möglich, wie es beispielsweise im LSR-Verfahren angewandt wird.The silicone rubber components A and B homogenized in this way with modified PTFE micropowder must be thoroughly homogenized according to their consistency using mixing and dosing machines and/or mixing units in order to achieve an effective vulcanization/crosslinking reaction. Processing on injection molding machines is possible using appropriate mixing units due to the short crosslinking time of the rubber, as is used in the LSR process, for example.

Als modifizierte PTFE-Mikropulver für die katalysierte Si-H-Addition an olefinisch ungesättigte Doppelbindungen können für diese Silikonkautschuk-PTFE-Produkte analog zur Verfahrensvariante (3) PTFE-Mikropulver eingesetzt werden, die an der PTFE-Partikeloberfläche über kovalente Bindungen gekoppelte Verbindungen mit Vinylsilan- und/oder Vinylsiloxan- und/oder Allylsilan- und/oder Allylsiloxan-Gruppen und/oder olefinisch ungesättigte Monomere und/oder Oligomere und/oder Polymere mit mindestens noch einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung nach der Kopplung mit dem PTFE besitzen. Diese Verbindungen werden durch die Reaktion mit den funktionellen Gruppen, wie Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylen-Gruppen, am PTFE über polymeranaloge Umsetzungen durch Substitutions- und/oder Additionsreaktionen und/oder durch eine Radikalkopplungsreaktion mit den Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen am PTFE gekoppelt. Als bevorzugte Verbindungen werden Aminoverbindungen mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung, wie beispielsweise Allylamin und/oder Aminopropyldimethylvinylsilan und/oder Aminopropylmethyldivinylsilan und/oder Aminopropyltrivinylsilan, direkt zur PTFE-Modifizierung eingesetzt. Weiterhin bevorzugt können beispielsweise mit Aminogruppen modifizierte PTFE-Mikropulver auch mit Epoxy- und/oder Glycidoxyalkyltrivinylsilan und/oder Epoxy- und/oder Glycidoxyalkyltrivinylsiloxan reaktiv unter kovalenter Bindung umgesetzt werden. Für die Silan- und/oder Siloxanmodifizierung von PTFE mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen über die radikalische Kopplung mit den Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen am PTFE werden bevorzugt Silane und/oder Siloxane mit mindestens zwei gleichen oder unterschiedlichen olefinisch ungesättigten Doppelbindungen im Molekül in Form von Vinyl- und/oder Allyl- und/oder Crotonyl- und/oder (Meth-)Acryl- und/oder Oleyl-Gruppen eingesetzt. Als modifiziertes PTFE-Mikropulver mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen können auch mit olefinisch ungesättigten Ölen, wie beispielsweise mit Trimethylolpropantrioleat und/oder Dioleylhydrogenphosphit und/oder Di- und/oder Trioleylphosphat, gekoppelte PTFE-Mikropulver und/oder oligomere und/oder polymere/makromolekulare Homopolymere und/oder Copolymere und/oder Terpolymere mit Butadien- und/oder Isopren- und/oder Norbornen-Einheiten in der Kette, wie beispielsweise Oligomere und/oder Polymere von NBR und/oder XNBR und/oder SBR und/oder SBS und/oder NR gekoppelte PTFE-Mikropulver, eingesetzt werden.As modified PTFE micropowders for the catalyzed Si-H addition to olefinically unsaturated double bonds, PTFE micropowders can be used for these silicone rubber-PTFE products analogously to process variant (3), the compounds with vinylsilane coupled via covalent bonds to the PTFE particle surface - and/or vinylsiloxane and/or allylsilane and/or allylsiloxane groups and/or olefinically unsaturated monomers and/or oligomers and/or polymers with at least one olefinically unsaturated double bond after the coupling with the PTFE. These compounds are formed by the reaction with the functional groups, such as carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, on the PTFE via polymer-analogous reactions by substitution and/or addition reactions and/or by a radical coupling reaction with the perfluoroalkyl-(peroxy -)radicals coupled to the PTFE. Preferred compounds used directly for modifying PTFE are amino compounds having at least one olefinically unsaturated double bond, such as, for example, allylamine and/or aminopropyldimethylvinylsilane and/or aminopropylmethyldivinylsilane and/or aminopropyltrivinylsilane. Furthermore, preferably, PTFE micropowders modified with amino groups, for example, can also be reactively reacted with epoxy- and/or glycidoxyalkyltrivinylsilane and/or epoxy- and/or glycidoxyalkyltrivinylsiloxane with covalent bonding. Silanes and/or siloxanes with at least two identical or different olefinically unsaturated double bonds in the molecule in the form of Vinyl and/or allyl and/or crotonyl and/or (meth)acrylic and/or oleyl groups are used. As a modified PTFE micropowder with olefinically unsaturated double bonds, PTFE micropowders coupled with olefinically unsaturated oils, such as trimethylolpropane trioleate and/or dioleyl hydrogen phosphite and/or di- and/or trioleyl phosphate, and/or oligomers and/or polymers/macromolecular homopolymers and /or copolymers and/or terpolymers with butadiene and/or isoprene and/or norbornene units in the chain, such as oligomers and/or polymers of NBR and/or XNBR and/or SBR and/or SBS and/or NR coupled PTFE micropowders can be used.

Wichtig ist, dass bei der separaten Herstellung der Einzelkomponenten A und B des Zweikomponentenvernetzungssystems darauf zu achten ist, dass die Komponenten A und B getrennt so konfektioniert und mit den Einzelsubstanzen gemischt werden, dass keine ungewünschte Reaktion schon in einer dieser Komponenten ablaufen kann, was der Fachmann auch ohne Probleme mit Kenntnis der einzelnen Bestandteile in den Komponenten A und B bei der Herstellung realisieren kann. Zur Anpassung/Angleichung der Viskositätsverhältnisse der Komponenten A und B können auch geeignete Füll- und/oder Verstärkungsstoffe eingesetzt werden.(4b) Bei Einsatz des Zweikomponentenvernetzungssystems, in dem eine durch Edelmetallverbindungen, meist Pt-katalysierte Addition von Si-H-Gruppen an siliciumgebundene olefinisch ungesättigte Doppelbindungen/Gruppen, vorzugsweise Vinylgruppen, abläuft, wird das mit Si-H-Bindungen enthaltende silan- und/oder siloxanmodifizierte PTFE-Mikropulver in die Komponente mit Si-H-Bindungen homogen eingemischt.It is important that when the individual components A and B of the two-component crosslinking system are produced separately, it is important to ensure that components A and B are prepared separately and mixed with the individual substances in such a way that no undesirable reaction can take place in one of these components, which Expert can also realize without problems with knowledge of the individual ingredients in components A and B in the production. Suitable fillers and/or reinforcing materials can also be used to adapt/equalize the viscosity ratios of components A and B.(4b) When using the two-component crosslinking system, in which an addition of Si-H groups to silicon-bonded silicon-bonded Si-H groups catalyzed by noble metal compounds, usually Pt olefinically unsaturated double bonds/groups, preferably vinyl groups, the silane- and/or siloxane-modified PTFE micropowder containing Si-H bonds is homogeneously mixed into the component with Si-H bonds.

Soll das mit Si-H-Bindungen enthaltende silan- und/oder siloxanmodifizierte PTFE-Mikropulver in beide Komponenten homogen eingemischt werden, ist bei der Herstellung der Einzelkomponenten A und B des Zweikomponentenvernetzungssystems hinsichtlich der Zusammensetzung der Komponenten darauf zu achten, dass keine ungewollten Reaktionen vor der geplanten Elastomerherstellung/Vulkanisation/Vernetzung ablaufen, d.h. dass die Komponente mit dem Pt-Katalysator keine olefinisch ungesättigten Doppelbindungen/Gruppen enthält, da ansonsten schon mit dem Si-H-Bindungen enthaltenden silan- und/oder siloxanmodifizierten PTFE-Mikropulver in dieser Mischung eine Kopplungs- und möglicherweise Vernetzungsreaktion erfolgen würde.If the silane- and/or siloxane-modified PTFE micro-powder containing Si-H bonds is to be homogeneously mixed into both components, care must be taken when preparing the individual components A and B of the two-component crosslinking system with regard to the composition of the components that no unwanted reactions occur planned elastomer production/vulcanization/crosslinking take place, i.e. that the component with the Pt catalyst does not contain any olefinically unsaturated double bonds/groups, since otherwise the silane- and/or siloxane-modified PTFE micropowder containing Si-H bonds in this mixture already has a Coupling and possibly crosslinking reaction would take place.

Da es sich um flüssige bis pastöse (Ausgangs-)Komponenten, beispielsweise getrennt nach A-Komponente (üblicherweise mit Katalysator) und B-Komponente (üblicherweise mit Verzweiger/Vernetzer) meist gleicher Konsistenz handelt, ist es vorteilhaft, in beide Komponenten zur Einstellung vergleichbarer Viskositätsverhältnisse zu gleichen Teilen das modifizierte PTFE-Mikropulver unter Beachtung der oben genannten Randbedingungen einzumischen oder auch geeignete Füll- und/oder Verstärkungsstoffe einzusetzen. Wichtig ist eine effektive Zer- und Verteilung des modifizierten PTFE-Mikropulvers und vor allem von PTFE-Mikropulveraggregaten/-agglomeraten. In flüssigen Komponenten kann die Zer- und Verteilung mittels Zahnscheibenrührer (Dispermat) erfolgen, wobei durch die Scherung/innere Reibung im System eine elektrostatische/negative Aufladung der PTFE-Mikropulver-Partikel erfolgt, wodurch eine stabile Dispersion der PTFE-Komponente erreicht wird, was vorteilhaft für die (Weiter-)Verarbeitung ist. In pastösen Systemen können entsprechend der Konsistenz Mischer und/oder Kneter und/oder Zweischneckenextruder und/oder Planetwalzenextruder eingesetzt werden. Dabei ist dem Fachmann hinreichend bekannt, dass auf die getrennte Handhabung und Verarbeitung der Komponenten A und B zu achten ist.Since the (starting) components are liquid to pasty, for example separated into A component (usually with a catalyst) and B component (usually with a branching agent/crosslinking agent), it is usually of the same consistency Mix in the modified PTFE micropowder in equal parts in accordance with the viscosity ratios, taking into account the boundary conditions mentioned above, or also use suitable fillers and/or reinforcing materials. Effective comminution and distribution of the modified PTFE micropowder and, above all, PTFE micropowder aggregates/agglomerates is important. In liquid components, the disintegration and distribution can take place using a toothed disc stirrer (Dispermat), whereby the shearing/internal friction in the system causes the PTFE micropowder particles to be electrostatically/negatively charged, thereby achieving a stable dispersion of the PTFE component, which advantageous for (further) processing. Depending on the consistency, mixers and/or kneaders and/or twin-screw extruders and/or planetary roller extruders can be used in pasty systems. The person skilled in the art is sufficiently aware that care must be taken to ensure that components A and B are handled and processed separately.

Die so mit modifizierten PTFE-Mikropulver homogenisierten Silikonkautschuk-Komponenten A und B müssen entsprechend der Konsistenz durch Misch- und Dosiermaschinen und/oder Mischaggregate gut homogenisiert werden, um eine effektive Vulkanisation/Vernetzungsreaktion zu realisieren. Die Verarbeitung auf Spritzgießmaschinen ist unter Verwendung entsprechender Mischaggregate aufgrund der kurzen Vernetzungsdauer der Kautschuke möglich, wie es beispielsweise im LSR-Verfahren angewandt wird.The silicone rubber components A and B homogenized in this way with modified PTFE micropowder must be homogenized well according to the consistency using mixing and dosing machines and/or mixing units in order to achieve an effective vulcanization/crosslinking reaction. Processing on injection molding machines is possible using appropriate mixing units due to the short crosslinking time of the rubber, as is used in the LSR process, for example.

Als modifizierte PTFE-Mikropulver mit Si-H-Bindungen können für diese Silikonkautschuk-PTFE-Produkte PTFE-Mikropulver eingesetzt werden, die an der PTFE-Partikeloberfläche über kovalente Bindungen gekoppelte Silan- und/oder Siloxan-Verbindungen mit Si-H-Bindungen besitzen. Diese Silan- und/oder Siloxan-Verbindungen werden durch Reaktion mit den funktionellen Gruppen, wie Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylen-Gruppen, am PTFE über polymeranaloge Umsetzungen durch Substitutions- und/oder Additionsreaktionen und/oder durch eine Radikalkopplungsreaktion mit den Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen am PTFE gekoppelt. Als bevorzugte Silan- und/oder Siloxan-Verbindungen mit Si-H-Bindungen zur PTFE-Mikropulver-Modifizierung werden Verbindungen eingesetzt, die an der PTFE-Partikeloberfläche über Amidgruppen kovalent gebunden vorliegen und/oder die olefinisch ungesättigte Doppelbindungen besitzen und radikalisch in einer Pfropfreaktion mit den Perfluoralkyl-(peroxy)radikalen koppeln. Für die Silan- und/oder Siloxanmodifizierung von PTFE-Mikropulver über die radikalische Kopplung mit den Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen am PTFE werden bevorzugt Silane und/oder Siloxane mit Si-H-Bindungen und mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung im Molekül in Form von Vinyl- und/oder Allyl- und/oder Crotonyl- und/oder (Meth-)Acryl- und/oder Oleyl-Gruppen eingesetzt. Weiterhin bevorzugt können beispielsweise mit Aminogruppen modifizierte PTFE-Mikropulver auch mit Epoxy- und/oder Glycidoxyalkylsilan und/oder Epoxy- und/oder Glycidoxyalkylsiloxan mit Si-H-Bindungen reaktiv unter kovalenter Bindung umgesetzt werden.PTFE micropowders which have silane and/or siloxane compounds with SiH bonds coupled via covalent bonds to the PTFE particle surface can be used as modified PTFE micropowders with SiH bonds for these silicone rubber PTFE products . These silane and/or siloxane compounds are formed by reaction with the functional groups, such as carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, on the PTFE via polymer-analogous reactions through substitution and/or addition reactions and/or through a radical coupling reaction coupled with the perfluoroalkyl (peroxy) radicals on the PTFE. Preferred silane and/or siloxane compounds with Si-H bonds for PTFE micropowder modification are compounds which are covalently bonded to the PTFE particle surface via amide groups and/or which have olefinically unsaturated double bonds and free radicals in a graft reaction couple with the perfluoroalkyl (peroxy) radicals. Silanes and/or siloxanes with Si-H bonds and at least one olefinically unsaturated double bond in the molecule are preferred for the silane and/or siloxane modification of PTFE micropowder via free-radical coupling with the perfluoroalkyl (peroxy) radicals on the PTFE of vinyl and/or allyl and/or crotonyl and/or (meth)acrylic and/or oleyl groups. With further preference, for example, PTFE micropowders modified with amino groups can also be reactively reacted with epoxy- and/or glycidoxyalkylsilane and/or epoxy- and/or glycidoxyalkylsiloxane with Si-H bonds with covalent bonding.

Weiterführend zu (4a) und (4b) können auch die, mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen modifizierten/ausgerüsteten PTFE-Mikropulver und die Si-H-Bindungen enthaltenden silan- und siloxan- oder silan-modifizierten PTFE-Mikropulver zusammengemischt, gegebenenfalls auch mit weiteren Pt-Katalysatorfreien Komponente(n) homogenisiert werden, die anschließend durch Zugabe und Homogenisierung mit einer Katalysator-Komponente (vorzugsweise einer Pt-Katalysator-Komponente) vernetzt werden.
Ferner können die, mit olefinisch ungesättigten Doppelbindungen ausgerüsteten PTFE-Mikropulver und die, Si-H-Bindungen enthaltenden silan- und/oder siloxanmodifizierten PTFE-Mikropulver getrennt, entsprechend der Inhaltsstoffe/Zusammensetzung der jeweiligen A- und B-Komponente zugemischt werden, so dass es zu keiner ungewollten/vorzeitigen Reaktion/Vernetzung/Vulkanisation kommt.
Continuing with (4a) and (4b), the PTFE micropowders modified/equipped with olefinically unsaturated double bonds and the silane- and siloxane- or silane-modified PTFE micropowders containing Si-H bonds can also be mixed together, optionally also with other Pt -Catalyst-free component(s) are homogenized, which are then crosslinked by addition and homogenization with a catalyst component (preferably a Pt catalyst component).
Furthermore, the PTFE micropowders equipped with olefinically unsaturated double bonds and the silane- and/or siloxane-modified PTFE micropowders containing Si-H bonds can be mixed in separately according to the ingredients/composition of the respective A and B components, so that there is no unwanted/premature reaction/crosslinking/vulcanization.

Die Aufzählung der Silan- und/oder Siloxan-Substanzen sowie der weiteren Reagenzien zur PTFE-Modifizierung insgesamt ist nicht vollständig. Jedoch sind die allgemeinen Verfahren und Substanzen und Reagenzien dazu aus dem Stand der Technik bekannt, so dass der Fachmann aus dem bekannten Wissen auswählen kann, welche Verbindungen er für welche PTFE-Modifizierungen einsetzt, wobei auch eine Substanz für Reaktionen an verschiedenen funktionellen Gruppen und/oder Radikalen und/oder thermisch aktivierbaren Gruppen eingesetzt werden kann. Ausgehend von diesem Wissen kann der Fachmann die Verfahren planen und mit wenigen Versuchen abklären, welche Modifizierung optimal für die Herstellung der von ihm gewünschten erfindungsgemäßen PTFE-Modifikate als Vorprodukte für die Herstellung der chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produkte ist. Ferner kann er die modifizierten PTFE-Verbindungen als Reinsubstanz oder auch als Mischung einsetzen, wobei der Fachmann mit seinem Wissen die Zusammensetzung der Mischungsbestandteile entsprechend auswählen kann, da er weiß, welche Verbindungen zusammen eingesetzt werden können und welche nicht, und wie er gegebenenfalls die modifizierten PTFE-Pulver vor dem Einsatz reinigen kann.The enumeration of the silane and/or siloxane substances and the other reagents for PTFE modification is not complete. However, the general methods and substances and reagents for this are known from the prior art, so that the person skilled in the art can select from the known knowledge which compounds he uses for which PTFE modifications, with a substance also being used for reactions on different functional groups and/or or radicals and/or thermally activatable groups can be used. Based on this knowledge, the person skilled in the art can plan the process and, with just a few experiments, clarify which modification is optimal for the production of the PTFE modifications according to the invention that he desires as precursors for the production of the chemically coupled silicone-PTFE products. He can also use the modified PTFE compounds as a pure substance or as a mixture, and the person skilled in the art can use his knowledge to select the composition of the mixture components accordingly, since he knows which compounds can be used together and which ones are not, and how he can clean the modified PTFE powder before use if necessary.

In die chemisch gekoppelten/kompatibilisierten erfindungsgemäßen Silikon-PTFE-Produkte ist das PTFE im Material nach der Vulkanisation/Vernetzung stabil integriert. Durch die Vorbehandlung/Modifizierung und, vorteilhaft die elektrostatische/negative Aufladung der PTFE-Mikropulver, ist die Mischung vor der Vulkanisation/Vernetzung ausreichend kompatibel und verarbeitungsstabil und kann sich nicht entmischen oder phasenseparieren. Aus den Silikon-PTFE-Produkten kann nach der Vulkanisation/Vernetzung das gekoppelte PTFE aufgrund der kovalenten Bindung mit dem Matrixmaterial unter Gleitreibungsbedingungen nicht „einfach“ herausgerieben werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Synthese- und Modifizierungsreaktionen nach üblichen/bekannten Verfahrensvorschriften durchgeführt werden können, wodurch eine schnelle Einführung in die Praxis möglich ist. Es ist nur zu beachten, dass vor und/oder während der Reaktion des modifizierten PTFE-Mikropulvers eine ausreichend homogene Dispergierung des PTFE erreicht/realisiert wird.In the chemically coupled/compatibilized silicone-PTFE products according to the invention, the PTFE is stably integrated into the material after vulcanization/crosslinking. As a result of the pretreatment/modification and, advantageously, the electrostatic/negative charging of the PTFE micropowder, the mixture is sufficiently compatible and processing-stable before vulcanization/crosslinking and cannot demix or phase separate. After vulcanization/crosslinking, the coupled PTFE cannot “simply” be rubbed out of the silicone-PTFE products under sliding friction conditions due to the covalent bond with the matrix material. A further advantage is that the synthesis and modification reactions can be carried out according to customary/known procedures, which means that rapid implementation in practice is possible. It should only be ensured that a sufficiently homogeneous dispersion of the PTFE is achieved/realized before and/or during the reaction of the modified PTFE micropowder.

Unter chemisch „gekoppelt/kompatibilisiert“ und kompatibel soll im Rahmen dieser Erfindung verstanden werden,

  • - dass in den silan- und/oder siloxan-modifizierten PTFE-Mikropulvern (als Vorprodukte/Ausgangsstoffe) die Silan- und/oder Siloxan-Verbindungen an der PTFE-Partikeloberfläche fixiert sind, d.h. mit dem PTFE über kovalente Bindungen chemisch gekoppelt sind und so kompatibilisiert mit dem Silikon-(Reaktions-)System vorliegen,
  • - dass die (strahlen- und/oder plasma- und/oder silan- und/oder siloxanmodifizierten PTFE-Mikropulver im Silikon-(Reaktions-)System durch die reaktive Umsetzung in der Vernetzungsreaktion/Vulkanisation entweder in einer direkten Reaktion der funktionellen Gruppen und/oder Radikale am PTFE und/oder über die Reaktion der am PTFE gekoppelten Silan- und/oder Siloxan-Verbindungen und/oder der gekoppelten niedermolekularen (ohne olefinisch ungesättigte Doppelbindung, aber mit funktionellen Gruppen) und/oder der monomeren (mit olefinisch ungesättigte Doppelbindung(en) und gegebenenfalls mit funktionellen Gruppen) und/oder der oligomeren und/oder der polymeren/makromolekularen Verbindungen mit funktionellen Gruppen und/oder der olefinisch ungesättigten Doppelbindungen, mit der Silikon-Matrix kovalente Bindungen eingehen und so chemisch gekoppelt vorliegen,
  • - dass die PTFE-Partikel mit der Silikon-Matrix nach der Vernetzung/Vulkanisation mindestens teilweise über kovalente Bindungen chemisch gekoppelt vorliegen,
In the context of this invention, chemically “coupled/compatibilized” and compatible should be understood to mean
  • - That in the silane and/or siloxane-modified PTFE micropowders (as precursors/starting materials), the silane and/or siloxane compounds are fixed to the PTFE particle surface, ie are chemically coupled to the PTFE via covalent bonds and such are compatible with the silicone (reaction) system,
  • - That the (radiation and/or plasma and/or silane and/or siloxane-modified PTFE micropowders in the silicone (reaction) system result from the reactive conversion in the crosslinking reaction/vulcanization either in a direct reaction of the functional groups and/or or radicals on the PTFE and/or via the reaction of the silane and/or siloxane compounds coupled to the PTFE and/or the coupled low molecular weight (without olefinically unsaturated double bond, but with functional groups) and/or the monomeric (with olefinically unsaturated double bond( en) and optionally with functional groups) and/or the oligomeric and/or the polymeric/macromolecular compounds with functional groups and/or the olefinically unsaturated double bonds, enter into covalent bonds with the silicone matrix and are thus chemically coupled,
  • - that the PTFE particles are at least partially chemically coupled with the silicone matrix after crosslinking/vulcanization via covalent bonds,

Unter Vulkanisation/Aushärtung/Vernetzung soll im Rahmen dieser Erfindung verstanden werden,

  • - dass durch chemische Reaktionen in Form von Additions- und/oder Substitutions- und/oder Radikalreaktionen unter Ausbildung von kovalenten Bindungen über Verzweigungen ein Elastomer-/Polymernetzwerk entsteht und so ein vernetztes Material entsteht, das thermoplastisch nicht mehr verarbeitbar ist und in Lösemitteln höchstens quellbar, aber nicht mehr löslich ist,
  • - dass durch Vulkanisation ein Kautschuk zu einem Elastomer vernetzt wird, d.h. die plastischen Eigenschaften des Kautschuks/Stoffsystems gehen verloren, und „der Stoff wird mittels des Verfahrens der Vulkanisation vom plastischen in einen elastischen Zustand überführt“ (Wikipedia, Stichwort Vulkanisation).
Within the scope of this invention, vulcanization/curing/crosslinking is to be understood as
  • - That an elastomer/polymer network is created by chemical reactions in the form of addition and/or substitution and/or free radical reactions with the formation of covalent bonds via branches and a crosslinked material is thus created that can no longer be processed thermoplastically and at most swells in solvents , but is no longer soluble,
  • - that a rubber is crosslinked to an elastomer by vulcanization, ie the plastic properties of the rubber/material system are lost, and "the material is converted from a plastic to an elastic state by means of the vulcanization process" (Wikipedia, keyword vulcanization).

Oft werden im Stand der Technik die Begriffe Kautschuk, Gummi, Elastomer und Rubber sehr weit und nicht klar abgegrenzt/definiert verwendet. Im Rahmen dieser Erfindung soll:

  • - unter Kautschuk: das unvernetzte oder teilvernetzte, noch thermoplastisch vearbeitbare Produkt, und
  • - unter Elastomer und Gummi: das vernetzte, thermoplastisch nicht mehr verarbeitbare Produkt
verstanden werden. Da die Vernetzungsdichte in Elastomeren sehr weitmaschig ist und so auch die Verarbeitbarkeit weite Bereiche, d.h. keine klaren Grenzen umfasst, wird allgemein der Übergang vom Kautschuk zum Elastomer oft fließend verwendet. „Rubber“ aus dem englischsprachigen Raum wird z.B. überlappend mit Kautschuk und Gummi übersetzt und in technischen Bereichen verwendet, wie z.B. NR „Natural Rubber“ und „Naturkautschuk“, was die Problematik der klaren Definition/Begriffstrennung unterstreicht.In the prior art, the terms caoutchouc, gum, elastomer and rubber are often used very broadly and not clearly delimited/defined. Within the scope of this invention:
  • - under rubber: the non-crosslinked or partially crosslinked product that can still be processed as a thermoplastic, and
  • - under elastomer and rubber: the cross-linked product that can no longer be processed as a thermoplastic
be understood. Since the crosslinking density in elastomers is very wide-meshed and the processability also covers a wide range, ie no clear limits, the transition from rubber to elastomer is often used in a fluent manner. "Rubber" from the English-speaking world, for example, is translated overlapping with caoutchouc and rubber and used in technical areas, such as NR "Natural Rubber" and "Natural Rubber", which underlines the problem of the clear definition/separation of terms.

Unter reaktiver Umsetzung sollen im Rahmen dieser Erfindung chemische Kopplungs-, Modifizierungs- und/oder Vernetzungsreaktionen verstanden werden, in denen unter Ausbildung von kovalenten Bindungen die Reaktionspartner miteinander reagieren und chemisch gekoppelt und/oder vernetzt werden.Within the scope of this invention, reactive conversion is to be understood as meaning chemical coupling, modification and/or crosslinking reactions in which the reaction partners react with one another, forming covalent bonds, and are chemically coupled and/or crosslinked.

Vorteilhaft besitzt das strahlenmodifizierte PTFE Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen und/oder mit persistenten Perfluoralkyl-(peroxy-)radikale, die direkt am PTFE gebunden/über kovalente Bindungen verankerte sind, die in einer Modifizierungsreaktion mit den oben angeführten, entsprechenden Ausgangsstoffen funktionell modifizierte PTFE-Mikropulver ergeben, die dann nach der Dispergierung in den Poly(organo)siloxanen (Silikonkautschuk- und/oder Silikonelastomer-Vorprodukten) und nach der reaktiven Umsetzung unter Kopplung und kovalenter Bindung reagieren, wobei die Dispergierung des funktionell modifizierten PTFE-Mikropulvers vor und/oder während der reaktiven Umsetzung, solange die Masse noch plastisch verarbeitbar ist, erfolgen kann.Advantageously, the radiation-modified PTFE has carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups and/or persistent perfluoroalkyl (peroxy) radicals that are bonded directly to the PTFE/via covalent bonds ver are anchored, which result in a modification reaction with the above-mentioned, corresponding starting materials, functionally modified PTFE micropowders, which then after dispersion in the poly(organo)siloxanes (silicone rubber and/or silicone elastomer precursors) and after the reactive reaction with coupling and covalent bonding, it being possible for the functionally modified PTFE micropowder to be dispersed before and/or during the reactive reaction, as long as the mass is still plastically workable.

Dadurch, dass durch die chemisch kovalente Kopplung des PTFE beispielsweise in einem Silikonkautschuk-, Silikonelastomer-, Silikonharz- und Fluorsilikon-Material oder Bauteil ein Herausreiben und Abtransport des PTFE aus dem Reibspalt deutlich schwieriger oder in vielen Fällen nicht mehr möglich ist, ist eine Ursache für die schlechteren Eigenschaften hinsichtlich Reibung und Verschleiß, nämlich keine oder nur geringe Wechselwirkungen zwischen dem Silikon-Matrixmaterial und dem im Stand der Technik als antiadhäsiv beschriebenen PTFE in einer physikalischen Mischung, beseitigt. Die chemisch kovalente Kopplung des PTFE über die silan- und/oder siloxanmodifizierten PTFE-Materialien erschwert oder verhindert je nach Kopplungsgrad mit dem Silikon-Matrixmaterial das Herausreiben und den Abtransport des PTFE aus dem Reibspalt, wodurch die Schmiereigenschaften deutlich verbessert sind.One reason is that the chemically covalent coupling of the PTFE, for example in a silicone rubber, silicone elastomer, silicone resin and fluorosilicone material or component, makes it much more difficult or in many cases no longer possible to rub the PTFE out and transport it away from the friction gap for the poorer properties with regard to friction and wear, namely little or no interaction between the silicone matrix material and the PTFE described in the prior art as anti-adhesive in a physical mixture. The chemically covalent coupling of the PTFE via the silane- and/or siloxane-modified PTFE materials makes it more difficult or, depending on the degree of coupling with the silicone matrix material, prevents the PTFE from being rubbed out and transported away from the friction gap, which significantly improves the lubricating properties.

Als weiteres Problem wird bei Elastomeren - und nicht nur bei Silikonelastomeren - in Dichtungssystemen unter tribologischen Anwendungsbedingungen der (stabile) Übertrag von PTFE auf den Gegenkörper angesehen, um ein tribologisch optimales Gleitreibungssystem zu erhalten. Wenn das PTFE nicht mit zusätzlichen speziellen Kopplungsgruppen zum entsprechenden Substrat ausgerüstet und nur adsorptiv auf den Gegenkörper übertragen ist, wird es durch die „radierende“ Wirkung der (Silikon-)Elastomermatrixkomponente (beispielsweise in Dichtungssystemen) schnell aus dem Tribosystem entfernt und dadurch unwirksam, was einen erhöhten Verschleiß zur Folge hat. Dies wird gerade erfindungsgemäß deutlich verbessert. Zusätzlich ist es aber auch vorteilhaft, dass neben der Kopplung und Einbindung des Festschmierstoffs PTFE in die Silikonmatrix von Silikonkautschuk-, Silikonelastomer-, Silikonharz- und Fluorsilikon-Bauteilen/Komponenten das PTFE auch Haftgruppen mit einer bevorzugten Affinität zu einem weiteren Material besitzt, d.h. mit Haftgruppen modifiziert/ausgerüstet ist. Dabei können vorteilhafterweise die PTFE-Partikel zusätzlich direkt am PTFE oder über Spacergruppen gekoppelt mit weiteren Funktionen, beispielsweise mit Kopplungsgruppen mit einer speziellen Affinität zu den jeweiligen Materialoberflächen im geschmierten System, ausgerüstet sein, was sich zusätzlich vorteilhaft auf die tribologischen Eigenschaften hinsichtlich Reibung und Verschleiß im (Tribo-)System auswirkt.Another problem with elastomers - and not only with silicone elastomers - in sealing systems under tribological application conditions is the (stable) transfer of PTFE to the counter body in order to obtain a tribologically optimal sliding friction system. If the PTFE is not equipped with additional special coupling groups for the corresponding substrate and is only transferred to the counter-body by adsorption, it is quickly removed from the tribological system by the "erasing" effect of the (silicone) elastomer matrix component (e.g. in sealing systems) and is therefore ineffective, what results in increased wear. This is significantly improved precisely according to the invention. In addition, however, it is also advantageous that, in addition to the coupling and integration of the solid lubricant PTFE into the silicone matrix of silicone rubber, silicone elastomer, silicone resin and fluorosilicone parts/components, the PTFE also has adhesive groups with a preferred affinity for another material, i.e. with Adhesion groups is modified / equipped. Advantageously, the PTFE particles can also be equipped with other functions directly on the PTFE or coupled via spacer groups, for example with coupling groups with a special affinity for the respective material surfaces in the lubricated system, which also has an advantageous effect on the tribological properties with regard to friction and wear in the (Tribo) system affects.

Vorteilhaft ist es demzufolge, dass neben der Kopplung und Einbindung des Festschmierstoffs PTFE in die Silikonmatrix von Silikonkautschuk-, Silikonelastomer-, Silikonharz- und Fluorsilikon-Bauteilen/Komponenten das PTFE auch Kopplungs-/Haftgruppen mit einer erhöhten Affinität zum eingesetzten Gegenkörper besitzt, d.h. mit Kopplungs-/Haftgruppen modifiziert/ausgerüstet ist, so dass ein stabilerer Übertrag auf den Gegenkörper durch kovalente und/oder ionische Bindung/Fixierung des PTFE auf der Gegenkörperoberfläche erfolgt.It is therefore advantageous that, in addition to the coupling and integration of the solid lubricant PTFE in the silicone matrix of silicone rubber, silicone elastomer, silicone resin and fluorosilicone parts/components, the PTFE also has coupling/adhesion groups with an increased affinity for the counter body used, i.e. with Coupling/adhesion groups are modified/equipped so that a more stable transfer to the counter-body occurs through covalent and/or ionic bonding/fixing of the PTFE on the counter-body surface.

Unter Kopplungsgruppen mit einer speziellen Affinität zu (Metall-)Materialoberflächen sollen im Rahmen dieser Erfindung chemisch über kovalente Bindungen gekoppelte (Organo-)Phosphor- und/oder (Organo-)Schwefel-Verbindungen verstanden werden, beispielsweise in Form von chemisch modifizierten Phosphorsäure- und/oder Phosphat- und/oder Thiophosphat- und/oder Dithiophosphat- und/oder Phosphonsäure- und/oder Phosphonat- und/oder Phosphinsäure- und/oder Phosphinat-Verbindungen, die als (teil-)verestert und/oder Salz vorliegen, und/oder chemisch gekoppelte Schwefelverbindungen in Form von Sulfid und/oder Sulfat- und/oder Sulfonat und/oder Sulfonsäureester sind, die unter tribologischen Bedingungen eine verbesserte Wechselwirkung und Kopplung der PTFE-Komponente mit (Metall-)Materialoberflächen bewirken.Within the scope of this invention, coupling groups with a special affinity for (metal) material surfaces are to be understood as chemically coupled via covalent bonds (organo)phosphorus and/or (organo)sulfur compounds, for example in the form of chemically modified phosphoric acid and /or phosphate and/or thiophosphate and/or dithiophosphate and/or phosphonic acid and/or phosphonate and/or phosphinic acid and/or phosphinate compounds present as (partially) esterified and/or salts, and /or chemically coupled sulfur compounds in the form of sulphide and/or sulphate and/or sulphonate and/or sulphonic acid esters which, under tribological conditions, bring about improved interaction and coupling of the PTFE component with (metal) material surfaces.

Als PTFE werden strahlenchemisch modifizierte und/oder chemisch modifizierte PTFE-Mikropulver eingesetzt. Strahlenchemisch modifizierte PTFE-Mikropulver wurden durch eine Elektronen- und/oder Gamma-Strahlenmodifizierung hergestellt und weisen Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen und/oder persistente Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen auf, und können gegebenenfalls noch thermisch und/oder chemisch über bekannte Reaktionen, wie Substitutions- und/oder Additions- und/oder Radikalreaktionen, modifiziert werden. Chemisch modifizierte PTFE-Mikropulver wurden aus Mikropulver, die thermomechanisch oder durch eine spezielle Polymerisation hergestellt und gegebenenfalls noch zusätzlich strahlenchemisch modifiziert wurden, chemisch über bekannte Reaktionen, wie Substitutions- und/oder Additions- und/oder Radikalreaktionen, modifiziert.Radiation-chemically modified and/or chemically modified PTFE micropowders are used as PTFE. Radiation-chemically modified PTFE micropowders were produced by electron and/or gamma radiation modification and have carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups and/or persistent perfluoroalkyl (peroxy) radicals, and can optionally also be thermally and/or or modified chemically via known reactions such as substitution and/or addition and/or free radical reactions. Chemically modified PTFE micropowders were chemically modified using known reactions such as substitution and/or addition and/or free-radical reactions from micropowders that were produced thermomechanically or by a special polymerization and, if necessary, additionally modified by radiation chemistry.

Als PTFE-Mikropulver können beispielsweise Zonyl™ MP1100 und/oder Zonyl™ MP1200 von DuPont eingesetzt werden. Auch können PTFE-Mikropulver, die in einem speziellen PTFE-Polymerisationsprozess hergestellt wurden, wie beispielsweise das Zonyl™ MP1600 von DuPont und/oder das TF 9207 von 3M/Dyneon, die vorteilhaft nachträglich mit mindestens 50 kGy Elektronen- und/oder Gamma-Strahlung modifiziert wurden und/oder durch thermomechanischen Abbau hergestellt wurden, wie beispielsweise das TF 9205 von 3M/Dyneon, das vorteilhaft nachträglich mit mindestens 50 kGy Elektronen- und/oder Gamma-Strahlung modifiziert wurde, eingesetzt werden.For example, Zonyl™ MP1100 and/or Zonyl™ MP1200 from DuPont can be used as PTFE micropowder. Also, PTFE micropowders that were produced in a special PTFE polymerization process, such as DuPont's Zonyl™ MP1600 and/or the TF 9207 from 3M/Dyneon, which has advantageously been subsequently modified with at least 50 kGy of electron and/or gamma radiation and/or has been produced by thermomechanical degradation, such as the TF 9205 from 3M/Dyneon, which has advantageously been subsequently modified with at least 50 kGy electron and/or gamma radiation can be used.

Die Mikropulver können in reiner Form oder als Gemisch eingesetzt werden. Vorteilhaft ist der Einsatz von strahlenmodifiziertem PTFE-Mikropulver aus PTFE-Emulsionspolymer und/oder PTFE-Suspensionspolymer aus PTFE-Primärware/virginalem PTFE und/oder PTFE-Recyclat/Regenerat/Sekundärware, beispielsweise aus der Zerspanung von PTFE-Halbzeugen oder Gemischen davon. Beispielsweise werden die Mikropulver vor dem Einsatz nach bekannten Verfahren strahlenchemisch und gegebenenfalls zusätzlich noch chemisch über Substitutions- und/oder Additions- und/oder Radikalreaktionen modifiziert und weisen somit je nach Modifizierung funktionelle Gruppen und/oder olefinisch ungesättigten Doppelbindungen auf. Als besonders bevorzugt werden entsprechend modifizierte Mikropulver aus PTFE-Suspensionspolymer als Primär- und/oder Sekundärware eingesetzt.The micropowders can be used in pure form or as a mixture. It is advantageous to use radiation-modified PTFE micropowder made from PTFE emulsion polymer and/or PTFE suspension polymer from PTFE primary material/virginal PTFE and/or PTFE recyclate/regenerate/secondary material, for example from the machining of PTFE semi-finished products or mixtures thereof. For example, before use, the micropowders are modified by radiation chemistry and optionally also chemically by means of substitution and/or addition and/or free-radical reactions according to known methods and thus have functional groups and/or olefinically unsaturated double bonds, depending on the modification. Appropriately modified micropowders made from PTFE suspension polymers are particularly preferred as primary and/or secondary goods.

Vorteilhaft ist der Einsatz von PTFE als PTFE-Primärware, wie beispielsweise mit 500 kGy Gamma-Strahlen bestrahltem TF 1750 (3M/Dyneon) und/oder mit 700 kGy Gamma-Strahlen bestrahltem PTFE-Rezyklat/Regenerat aus der Zerspanung von Halbzeugen, wobei das PTFE-Rezyklat/Regenerat vor und vorzugsweise nach der Strahlenmodifizierung zu Mikropulver vermahlen wird.It is advantageous to use PTFE as a primary PTFE product, such as TF 1750 (3M/Dyneon) irradiated with 500 kGy gamma rays and/or recycled PTFE/regenerate from the machining of semi-finished products irradiated with 700 kGy gamma rays, with the PTFE recyclate / regenerate is ground before and preferably after the radiation modification to micropowder.

Unbestrahltes PTFE ohne oder mit einer zu niedrigen Konzentration an funktionellen Gruppen und/oder Radikalen wird vorteilhaft durch Elektronen- oder Gamma-Strahlenmodifizierung in Gegenwart von (Luft-)Sauerstoff mit mindestens 50 kGy nach bekannten Verfahren modifiziert, da sonst die vorteilhafte Wirkung der chemischen Kopplung und Kompatibilisierung zu gering ist oder ausbleibt. Die Dichte der funktionellen Gruppen an Carbonylfluorid und/oder Carbonsäure und der Radikale nach einer Bestrahlung mit 50 kGy ist zwar niedrig, aber für die chemische Kopplung und Kompatibilisierung in vielen Fällen schon ausreichend. Dem Fachmann ist auch hinreichend bekannt, dass die Konzentration an funktionellen Gruppen und Radikalen stark von der Art und Weise der Bestrahlung, d.h. von den Bestrahlungsbedingungen abhängig ist, was Stand der Technik der PTFE-Strahlenmodifizierung ist. Beim Einsatz von strahlenmodifiziertem und/oder strahlenmodifiziertem und chemisch modifiziertem PTFE-Mikropulver entstehen mit flüssigen Poly(organo)siloxan-Komponenten zur Herstellung von Silikonkautschuk und/oder Silikonelastomer unter Energieeintrag, beispielsweise durch Scherung (innerer Reibung) durch Ladungstrennung und negative Aufladung der PTFE-Partikel (verarbeitungs-)stabile Dispersionen ohne Sedimentationsneigung. Jedoch wird in Abhängigkeit von den PTFE-Mikropulvereigenschaften, der PTFE-Konzentration und der Viskosität im (Silikon-)(Reaktions)System ohne Rührung in diesen Dispersionen allgemein eine langsame Verdichtung der Dispersion ohne Sedimentation durch die Schwerkraft beobachtet, d.h. die chemisch gekoppelte/kompatibilisierte Poly(organo)siloxan-PTFE-Dispersion kann sich zwar nach unten verdichten, und es bilden sich zwei Phasen/Schichten ohne eine Sedimentation/Ablagerung von PTFE-Mikropulver-Feststoff am Boden, die sich jedoch wieder durch Rühren schnell homogenisieren lassen. Die Ausbildung und Verdichtung der Poly(organo)siloxan-PTFE-Dispersion wird durch die PTFE-Mikropulvereigenschaften, speziell die Zerteilung des PTFE, die Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung (abhängig von der Art und der strahlenchemischen und/oder chemischen Modifizierung des eingesetzten PTFE-Mikropulvers) und die Art und die Konzentration an Modifizierungsstellen am PTFE und/oder durch gegebenenfalls direkt durch chemische Modifizierung über polymeranaloge Reaktionen veränderten PTFE-Mikropulvereigenschaften und durch die Parameter bei der Prozessführung zur Herstellung der Poly(organo)siloxan-PTFE-Dispersion beeinflusst, d.h. sie ist von mehreren komplex miteinander zusammenhängenden Faktoren abhängig. Durch Ladungstrennung während der Dispergierung unter Scherenergieeintrag, wie beispielsweise Scherung mittels Ultra-Turrax und/oder Zahnscheibenrührer und/oder innere Scherung des Systems durch Ultraschall, erfolgt die elektrostatische/negative Aufladung der PTFE-Partikel, die zur Abstoßung der PTFE-Partikel untereinander in der Dispersion und zur stabilen Dispergierung des PTFE im Reaktionssystem führt. Die elektrostatische/negative Aufladung der PTFE-Partikel ist primär die treibende Kraft zur Verhinderung der PTFE-Sedimentation. Auch bei Verdünnung wird keine Sedimentation, nur eine konzentrationsbedingte geringere Dispersionsschichtdicke im Reaktionssystem ohne Rührung oder aktive Dispergierung, d.h. im Ruhezustand beobachtet. Durch eine elektrostatische/negative Aufladung der PTFE-Partikel in flüssigen Ausgangsstoffen und gegebenenfalls eine chemische Kopplung mit mindestens einem der Silikonausgangskomponenten an der PTFE-Partikeloberfläche über kovalente Bindungen steht ausreichend Zeit vor und/oder während der Vulkanisation/Aushärtung/Vernetzung, d.h. für die Verarbeitung und Herstellung homogener, vernetzender Silikonkautschuk-PTFE- und vernetzter Silikonelastomer-PTFE-Produkte zur Verfügung.Unirradiated PTFE with no or too low a concentration of functional groups and/or radicals is advantageously modified by electron or gamma ray modification in the presence of (atmospheric) oxygen with at least 50 kGy by known methods, otherwise the advantageous effect of chemical coupling and compatibility is too low or non-existent. Although the density of the functional groups on carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and of the radicals after irradiation with 50 kGy is low, it is in many cases sufficient for chemical coupling and compatibilization. It is also well known to those skilled in the art that the concentration of functional groups and radicals is highly dependent on the type of irradiation, i.e. the irradiation conditions, which is state of the art of PTFE irradiation modification. When using radiation-modified and/or radiation-modified and chemically-modified PTFE micropowder, liquid poly(organo)siloxane components are used to produce silicone rubber and/or silicone elastomers with the input of energy, for example due to shearing (internal friction) due to charge separation and negative charging of the PTFE Particle (processing) stable dispersions with no tendency to sedimentation. However, depending on the PTFE micropowder properties, the PTFE concentration and the viscosity in the (silicone) (reaction) system without agitation, in these dispersions, a slow densification of the dispersion without sedimentation by gravity is generally observed, i.e. the chemically coupled/compatibilized Although poly(organo)siloxane-PTFE dispersion can condense towards the bottom, and two phases/layers are formed without sedimentation/depositing of PTFE micropowder solids at the bottom, these can, however, be quickly homogenized again by stirring. The formation and densification of the poly(organo)siloxane PTFE dispersion is determined by the PTFE micropowder properties, specifically the breakdown of the PTFE, the particle size and particle size distribution (depending on the type and the radiochemical and/or chemical modification of the PTFE micropowder used). and the type and concentration of modification sites on the PTFE and/or by PTFE micropowder properties that may have been changed directly by chemical modification via polymer-analogous reactions and by the parameters in the process control for the production of the poly(organo)siloxane PTFE dispersion, i.e. it is influenced dependent on a number of complex interrelated factors. Charge separation during dispersion with the input of shearing energy, such as shearing using an Ultra-Turrax and/or toothed disc stirrer and/or internal shearing of the system using ultrasound, results in the electrostatic/negative charging of the PTFE particles, which causes the PTFE particles to repel each other in the Dispersion and stable dispersion of the PTFE in the reaction system. The electrostatic/negative charging of the PTFE particles is primarily the driving force behind preventing PTFE sedimentation. Even with dilution, no sedimentation is observed, only a concentration-related lower dispersion layer thickness in the reaction system without stirring or active dispersion, i.e. at rest. Due to an electrostatic/negative charging of the PTFE particles in liquid starting materials and, if necessary, a chemical coupling with at least one of the silicone starting components on the PTFE particle surface via covalent bonds, there is sufficient time before and/or during vulcanization/curing/crosslinking, i.e. for processing and manufacture of homogeneous, crosslinked silicone rubber-PTFE and crosslinked silicone elastomer-PTFE products.

Die erfindungsgemäßen, chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produkte auf der Basis von Silikonkautschuk und/oder Silikonelastomer werden auf dem Gebiet der Dichtungs-, Abstreifer- und Wischertechnik mit tribologischen Anforderungen eingesetzt. Diese modifizierten Silikon-PTFE-Produkte werden über die Produktsynthese und/oder Produktmodifizierung vor und/oder während der Formgebung kommerzieller Materialien durch reaktive Umsetzung hergestellt. Chemisch gekoppelte/kompatibilisierte Silikon-PTFE-Produkte für die Dichtungs-, Wischer- und Abstreifertechnik können beispielsweise als geformtes Material, Dichtmasse oder als (Silikonkautschuk- und/oder Silikonelastomer-)DichtungsMaterial mit den Einsatzgebieten Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Luft- und Raumfahrt verwendet werden. Im Vergleich zum reinen Silikonprodukt ohne eine PTFE-Modifizierung oder mit physikalisch eingemischtem PTFE-Pulver führen die mit den erfindungsgemäß modifizierten PTFE-Mikropulver gebundenen Silikon-PTFE-Produkte bei der Anwendung in bewegten Teilen mit tribologischen Anforderungen auch bei höheren Temperaturen zu verbesserten tribologischen Eigenschaften hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß.The inventive chemically coupled silicone-PTFE products based on Sili Konkautschuk and/or silicone elastomer are used in the field of sealing, wiper and wiper technology with tribological requirements. These modified silicone PTFE products are made by reactive reaction via product synthesis and/or product modification prior to and/or during the molding of commercial materials. Chemically coupled/compatibilized silicone PTFE products for seal, wiper and wiper technology can be used, for example, as a molded material, sealant or (silicone rubber and/or silicone elastomer) sealing material with applications in mechanical engineering, automotive engineering, aerospace . Compared to the pure silicone product without a PTFE modification or with PTFE powder that is physically mixed in, the silicone-PTFE products bonded with the PTFE micropowder modified according to the invention lead to improved tribological properties when used in moving parts with tribological requirements, even at higher temperatures sliding friction and wear.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass das modifizierte PTFE-Mikropulver nach der Vulkanisation/Vernetzung in den erfindungsgemäßen Silikon-PTFE-Produkten chemisch gekoppelt über kovalente Bindungen fixiert ist und dadurch verbesserte tribologische Eigenschaften hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß aufweist. Dichtungs-, Abstreifer- und Wischermaterialien, ganz oder teilweise aus den erfindungsgemäßen Materialien, weisen dadurch eine höhere Funktionssicherheit und Lebensdauer auf. Damit stehen dem Fachmann ein Werkzeug zur Herstellung chemisch gekoppelter und kompatibilisierter Silikon-PTFE-Produkte und ein Verfahren zur reaktiven Umsetzung unter chemischer Kopplung und Kompatibilisierung des PTFE mit den Matrixmaterialien für die verschiedenen Anwendungsgebiete mit tribologischen Anforderungen zur Verfügung.The advantage of the solution according to the invention is that after vulcanization/crosslinking the modified PTFE micropowder is chemically coupled and fixed in the silicone-PTFE products according to the invention via covalent bonds and thus has improved tribological properties with regard to sliding friction and wear. Sealing, wiper and wiper materials made entirely or partially from the materials according to the invention therefore have a higher functional reliability and service life. This provides the person skilled in the art with a tool for producing chemically coupled and compatibilized silicone-PTFE products and a method for reactive conversion with chemical coupling and compatibilization of the PTFE with the matrix materials for the various fields of application with tribological requirements.

Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using several exemplary embodiments.

Beispiel 1: Herstellung des modifizierten PTFE-MP-1Example 1: Production of the modified PTFE-MP-1

In einen 500 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung, einem Ultra-Turrax-Rührer und einem kurzen Rückflusskühler werden 50 g PTFE-Mikropulver TF 9205 (3M/Dyneon, mit 500 kGy Gammastrahlung bestrahlt) in 250 ml getrocknetem NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) mit 10 g 3-Aminopropyldivinylmethoxysilan 10 min bei Raumtemperatur unter Reinststickstoff-Begasung bei 5.000 U/min gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 190 °C erwärmt und 2 Stunden bei 10.000 U/min gerührt. Nach dem Abkühlen wird das PTFE abgetrennt und 5 Mal mit Methanol extrahiert, gewaschen und getrocknet.50 g PTFE micropowder TF 9205 (3M/Dyneon, irradiated with 500 kGy gamma radiation) in 250 ml dried NMP (1-methyl -2-pyrrolidone) with 10 g of 3-aminopropyldivinylmethoxysilane for 10 min at room temperature while gassing with ultra-pure nitrogen at 5,000 rpm. The reaction mixture is then heated to 190° C. and stirred at 10,000 rpm for 2 hours. After cooling, the PTFE is separated and extracted 5 times with methanol, washed and dried.

Das silanmodifizierte PTFE-Mikropulver (PTFE-MP-1) kann für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kalt- und Heißvulkanisation eingesetzt werden.The silane-modified PTFE micro powder (PTFE-MP-1) can be used for the production of silicone PTFE products by cold and hot vulcanization.

Beispiel 2: Herstellung des modifizierten PTFE-MP-2Example 2: Production of the modified PTFE-MP-2

In einen 500 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung, einem Ultra-Turrax-Rührer und einem kurzen Rückflusskühler werden 50 g PTFE-Mikropulver Zonyl™ MP 1200 (DuPont) in 250 ml getrocknetem NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) mit 10 g Hexamethylendiamin 10 min bei Raumtemperatur unter Reinststickstoff-Begasung bei 5.000 U/min gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 190 °C erwärmt und 2 Stunden bei 10.000 U/min gerührt. Nach dem Abkühlen wird das PTFE abgetrennt und mehrmals mit Methanol gewaschen und so von ungebundenem Hexamethylendiamin gereinigt. Dieses gereinigte PTFE-Produkt wird zusammen mit 5 g (3-Glycidoxypropyl)vinyldimethoxysilan in Methanol mittels Ultra-Turrax bei 10.000 U/min 1 Stunde dispergiert, abgesaugt, 5 Mal mit Methanol extrahiert, gewaschen und getrocknet.
Das silanmodifizierte PTFE-Mikropulver (PTFE-MP-2) kann für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kalt- und Heißvulkanisation eingesetzt werden.
50 g of PTFE micropowder Zonyl™ MP 1200 (DuPont) in 250 ml of dried NMP (1-methyl-2-pyrrolidone) are placed in a 500 ml three-necked flask with ultra-pure nitrogen gassing/gas supply, an Ultra-Turrax stirrer and a short reflux condenser 10 g of hexamethylenediamine were stirred for 10 min at room temperature while gassing with ultra-pure nitrogen at 5,000 rpm. The reaction mixture is then heated to 190° C. and stirred at 10,000 rpm for 2 hours. After cooling, the PTFE is separated and washed several times with methanol and thus freed from unbound hexamethylenediamine. This cleaned PTFE product is dispersed together with 5 g (3-glycidoxypropyl)vinyldimethoxysilane in methanol using an Ultra-Turrax at 10,000 rpm for 1 hour, filtered off, extracted 5 times with methanol, washed and dried.
The silane-modified PTFE micro powder (PTFE-MP-2) can be used for the production of silicone PTFE products by cold and hot vulcanization.

Beispiel 3: Herstellung des modifizierten PTFE-MP-3Example 3: Production of the modified PTFE-MP-3

In einen 500 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung, einem Ultra-Turrax-Rührer und einem kurzen Rückflusskühler werden 50 g PTFE-Mikropulver TF 1750 (3M/Dyneon, mit 1.000 kGy Elektronenstrahlung bestrahlt) in 250 ml getrocknetem NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) mit 10 g Divinyl-1 ,3-dimethyl-1 ,3-dimethoxydisiloxan 10 min bei Raumtemperatur unter Reinststickstoff-Begasung bei 5.000 U/min gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 130 °C erwärmt und 4 Stunden bei 10.000 U/min gerührt. Nach dem Abkühlen wird das PTFE abgetrennt und 5 Mal mit Methanol extrahiert, gewaschen und getrocknet.
Das silanmodifizierte PTFE-Mikropulver (PTFE-MP-3) kann für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kalt- und Heißvulkanisation eingesetzt werden.
50 g PTFE micropowder TF 1750 (3M/Dyneon, irradiated with 1,000 kGy electron beam) in 250 ml dried NMP (1-methyl -2-pyrrolidone) with 10 g of divinyl-1,3-dimethyl-1,3-dimethoxydisiloxane for 10 min at room temperature with ultra-pure nitrogen gassing at 5,000 rpm. The reaction mixture is then heated to 130° C. and stirred at 10,000 rpm for 4 hours. After cooling, the PTFE is separated and extracted 5 times with methanol, washed and dried.
The silane-modified PTFE micro powder (PTFE-MP-3) can be used for the production of silicone PTFE products by cold and hot vulcanization.

Beispiel 4: Herstellung des modifizierten PTFE-MP-4Example 4: Production of the modified PTFE-MP-4

In einen 500 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung, einem Ultra-Turrax-Rührer und einem kurzen Rückflusskühler werden 50 g PTFE-Mikropulver TF 1750 (3M/Dyneon, mit 1.000 kGy Elektronenstrahlung bestrahlt) in 250 ml getrocknetem NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) mit 10 g Dioleylhydrogenphosphit (Duraphos AP 240L) 10 min bei Raumtemperatur unter Reinststickstoff-Begasung bei 5.000 U/min gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 130 °C erwärmt und 4 Stunden bei 10.000 U/min gerührt. Nach dem Abkühlen wird das PTFE abgetrennt und 5 Mal mit Petrolether extrahiert, gewaschen und getrocknet.
Das modifizierte PTFE-Mikropulver (PTFE-MP-4) kann (a) für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kaltvulkanisation auf der Basis der Pt-katalysierten Si-H-Additionsvernetzung, (b) für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kaltvulkanisation auf der Basis Tetraethylsilikat/Dibutylzinndilaurat und (c) für die Herstellung von, mit Peroxid vernetzten Silikon-PTFE-Produkten durch Heißvulkanisation eingesetzt werden.
50 g PTFE micropowder TF 1750 (3M/Dyneon, irradiated with 1,000 kGy electron beam) in 250 ml of dried NMP (1-methyl-2-pyrrolidone) with 10 g of dioleyl hydrogen phosphite (Duraphos AP 240L) for 10 min at room temperature with ultra-pure nitrogen gassing at 5,000 rpm. The reaction mixture is then heated to 130° C. and stirred at 10,000 rpm for 4 hours. After cooling, the PTFE is separated and extracted 5 times with petroleum ether, washed and dried.
The modified PTFE micropowder (PTFE-MP-4) can be used (a) for the production of silicone PTFE products by cold vulcanization based on the Pt-catalyzed Si-H addition crosslinking, (b) for the production of silicone PTFE -products by cold vulcanization based on tetraethyl silicate/dibutyltin dilaurate and (c) for the manufacture of peroxide crosslinked silicone PTFE products by hot vulcanization.

Beispiel 5: Herstellung des modifizierten PTFE-MP-5Example 5: Production of the modified PTFE-MP-5

In einen 500 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung, einem Ultra-Turrax-Rührer und einem kurzen Rückflusskühler werden 50 g PTFE-Mikropulver TF 1750 (3M/Dyneon, mit 1.000 kGy Elektronenstrahlung bestrahlt) in 250 ml getrocknetem NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) mit 10 g Esteröl TMP 05 (Trimethylolpropantrioleat) 10 min bei Raumtemperatur unter Reinststickstoff-Begasung bei 5.000 U/min gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 130 °C erwärmt und 4 Stunden bei 10.000 U/min gerührt. Nach dem Abkühlen wird das PTFE abgetrennt und 5 Mal mit Petrolether extrahiert, gewaschen und getrocknet.
Das ölmodifizierte PTFE-Mikropulver (PTFE-MP-5) kann (a) für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kaltvulkanisation auf der Basis der Pt-katalysierten Si-H-Additionsvernetzung und (b) für die Herstellung von, mit Peroxid vernetzten Silikon-PTFE-Produkten durch Heißvulkanisation eingesetzt werden.
50 g PTFE micropowder TF 1750 (3M/Dyneon, irradiated with 1,000 kGy electron beam) in 250 ml dried NMP (1-methyl -2-pyrrolidone) with 10 g of ester oil TMP 05 (trimethylolpropane trioleate) for 10 min at room temperature while gassing with ultra-pure nitrogen at 5,000 rpm. The reaction mixture is then heated to 130° C. and stirred at 10,000 rpm for 4 hours. After cooling, the PTFE is separated and extracted 5 times with petroleum ether, washed and dried.
The oil-modified PTFE micropowder (PTFE-MP-5) can be used (a) for the production of silicone PTFE products by cold vulcanization based on the Pt-catalyzed Si-H addition crosslinking and (b) for the production of, with peroxide cross-linked silicone-PTFE products by hot vulcanization.

Beispiel 6: Herstellung des modifizierten PTFE-MP-6Example 6: Production of the modified PTFE-MP-6

In einen 500 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung, einem Ultra-Turrax-Rührer und einem kurzen Rückflusskühler werden 50 g PTFE-Pulver Recyclat 07 (PTFE-Suspensionspolymer-Rezyklat aus spanender Verarbeitung von Halbzeugen, sortenrein, zerkleinert, mit 700 kGy Gamma-bestrahlt und zu Mikropulver vermahlen) in 250 ml getrocknetem NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) mit 15 g Polybutadien (Aldrich, Mn =1530 -2070 (VPO)) 10 min bei Raumtemperatur unter Reinststickstoff-Begasung bei 5.000 U/min gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 130 °C erwärmt und 4 Stunden bei 10.000 U/min gerührt. Nach dem Abkühlen wird das PTFE abgetrennt und 5 Mal mit Petrolether extrahiert, gewaschen und getrocknet.
Das so hergestellte, mit Polybutadien-modifizierte PTFE-Mikropulver (PTFE-MP-6) kann (a) für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kaltvulkanisation auf der Basis der Pt-katalysierten Si-H-Additionsvernetzung und (b) für die Herstellung von, mit Peroxid vernetzten Silikon-PTFE-Produkten durch Heißvulkanisation eingesetzt werden.
50 g PTFE powder recyclate 07 (PTFE suspension polymer recyclate from machining of semi-finished products, unmixed, crushed, with 700 kGy gamma -irradiated and ground to micropowder) in 250 ml dried NMP (1-methyl-2-pyrrolidone) with 15 g polybutadiene (Aldrich, Mn =1530 -2070 (VPO)) for 10 min at room temperature with ultra-pure nitrogen gassing at 5,000 rpm touched. The reaction mixture is then heated to 130° C. and stirred at 10,000 rpm for 4 hours. After cooling, the PTFE is separated and extracted 5 times with petroleum ether, washed and dried.
The polybutadiene-modified PTFE micropowder (PTFE-MP-6) thus produced can be used (a) for the production of silicone PTFE products by cold vulcanization based on Pt-catalyzed Si-H addition crosslinking and (b) for the production of silicone-PTFE products crosslinked with peroxide by hot vulcanization.

Beispiel 7: Herstellung des modifizierten PTFE-MP-7Example 7: Production of the modified PTFE-MP-7

In einen 500 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung, einem Ultra-Turrax-Rührer und einem kurzen Rückflusskühler werden 50 g PTFE-Mikropulver TF 1750 (3M/Dyneon, mit 1.000 kGy Elektronenstrahlung bestrahlt) in 250 ml getrocknetem NMP (1-Methyl-2-pyrrolidon) mit 5 g APO-128 (Mischung aus Oleyldihydrogenphosphat und Dioleylhydrogenphosphat, Duraphos® APO-128) und 5 ml Aminopropyltriethoxysilan 10 min bei Raumtemperatur unter Reinststickstoff-Begasung bei 5.000 U/min gerührt. Anschließend wird die Reaktionsmischung auf 130 °C erwärmt und 4 Stunden bei 10.000 U/min gerührt. Danach wird die Reaktionsmischung auf 190°C erwärmt und noch 2 Stunden bei 10.000 U/min dispergiert. Nach dem Abkühlen wird das PTFE abgetrennt und 5 Mal mit Petrolether und 5 Mal mit Ethanol extrahiert, gewaschen und getrocknet.
Das modifizierte PTFE-Mikropulver (PTFE-MP-7) kann für die Herstellung von Silikon-PTFE-Produkten durch Kaltvulkanisation auf der Basis Tetraethylsilikat/Dibutylzinndilaurat eingesetzt werden.
50 g PTFE micropowder TF 1750 (3M/Dyneon, irradiated with 1,000 kGy electron beam) in 250 ml dried NMP (1-methyl -2-pyrrolidone) with 5 g APO-128 (mixture of oleyl dihydrogen phosphate and dioleyl hydrogen phosphate, Duraphos® APO-128) and 5 ml aminopropyltriethoxysilane for 10 min at room temperature with ultra-pure nitrogen gassing at 5,000 rpm. The reaction mixture is then heated to 130° C. and stirred at 10,000 rpm for 4 hours. The reaction mixture is then heated to 190° C. and dispersed at 10,000 rpm for a further 2 hours. After cooling, the PTFE is separated and extracted 5 times with petroleum ether and 5 times with ethanol, washed and dried.
The modified PTFE micro powder (PTFE-MP-7) can be used for the production of silicone PTFE products by cold vulcanization based on tetraethyl silicate/dibutyltin dilaurate.

Beispiel 8: Herstellung von Oligosiloxan OS-1Example 8: Preparation of Oligosiloxane OS-1

In einem 250 ml 2-Hals-Kolben mit Flügelrührer werden 100 g Octamethylcyclotetrasiloxan mit 50 g KOH-Pulver gemischt und in einem Ölbad auf 140 °C erwärmt. Unter Rühren entsteht ein Oligosiloxan mit zunehmender Viskosität. Nach 15 min wird durch Abkühlen die Reaktion unterbrochen. Das niedrigviskose Oligosiloxan-Zwischenprodukt OS-1 wird für die weiteren Kopplungsreaktionen eingesetzt.100 g of octamethylcyclotetrasiloxane are mixed with 50 g of KOH powder in a 250 ml 2-necked flask with paddle stirrer and heated to 140° C. in an oil bath. With stirring, an oligosiloxane with increasing viscosity is formed. After 15 minutes, the reaction is interrupted by cooling. The low-viscosity oligosiloxane intermediate OS-1 is used for further coupling reactions.

Beispiel 9: Herstellung von Oligosiloxan OS-2Example 9: Preparation of Oligosiloxane OS-2

In einem 250 ml 2-Hals-Kolben mit Flügelrührer werden 100 g Octamethylcyclotetrasiloxan mit 50 g KOH-Pulver gemischt und in einem Ölbad auf 140 °C erwärmt. Unter Rühren entsteht ein Oligosiloxan mit zunehmender Viskosität. Nach ca. 30 min wird der Rührer entfernt und das Produkt noch ca. 2 Stunden bei 140 °C nachkondensiert/getempert. Es entsteht eine zähe Masse, die als Zwischenprodukt OS-2 für weitere Produktsynthesen eingesetzt wird.100 g of octamethylcyclotetrasiloxane are mixed with 50 g of KOH powder in a 250 ml 2-necked flask with paddle stirrer and heated to 140° C. in an oil bath. With stirring, an oligosiloxane with increasing viscosity is formed. After about 30 minutes, the stirrer is removed and the product is post-condensed/tempered at 140° C. for about 2 hours. A viscous mass is formed which is used as an intermediate product OS-2 for further product syntheses.

Beispiel 10: Herstellung eines vernetzten, chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produktes durch KaltvulkanisationExample 10 Production of a crosslinked, chemically coupled silicone-PTFE product by cold vulcanization

In einem 250 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung und Zahnscheibenrührer (Dispermat) werden 120 g OS-1 und 40 g getrocknetes silanmodifiziertes PTFE-Mikropulver PTFE-MP-1 eingewogen, homogenisiert und bei 15.000 U/min intensiv gemischt. Die Reaktionsmischung wird im Ölbad auf 140 °C erwärmt und 30 min intensiv gerührt.120 g OS-1 and 40 g dried silane-modified PTFE micropowder PTFE-MP-1 are weighed into a 250 ml three-necked flask with ultra-pure nitrogen gassing/gas supply and toothed disc stirrer (Dispermat), homogenized and intensively mixed at 15,000 rpm. The reaction mixture is heated to 140° C. in an oil bath and stirred intensively for 30 minutes.

Nach dem Abkühlen des Polydimethylsiloxan-PTFE-Präpolymers wird vor der Vernetzung eine Probe entnommen, und die löslichen Bestandteile werden durch 5 Mal Extrahieren mit Toluol unter Rühren bei 50 °C entfernt. Abschließend wird der Rückstand mit Petrolether 5 Mal extrahiert und getrocknet. IR-spektroskopisch konnten im Differenzspektrum neben dem PTFE-Festprodukt Polydimethylsiloxanreste nachgewiesen werden, was die chemische Kopplung von Polydimethylsiloxan am silanmodifizierten PTFE vor der Vernetzung belegt.
50 g des Polydimethylsiloxan-PTFE-Präpolymers und 25 g Aerosil (pyrogene Kieselsäure, Evonik) werden in einem Laborkneter bei Raumtemperatur mit 100 U/min gemischt. Nach 5 min werden noch 1,2 g Tetraethoxysilan und 1,1 g Dibutylzinndilaurat eingemischt. Nach weiteren 3 Minuten wird die Masse entnommen und zwischen 2 Platten im Anstand von 10 mm zu einer Platte geformt. Nach 2 Stunden war diese Masse zu einem elastischen Silikonkautschuk-PTFE-Produkt ausgehärtet. Aus dieser vernetzten Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß im Vergleich zu einer Silikonkautschuk-Masse ohne PTFE und mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205, unbestrahlt) untersucht.
After cooling the polydimethylsiloxane-PTFE prepolymer, before crosslinking, a sample is taken and the solubles are removed by extracting 5 times with toluene with stirring at 50°C. Finally, the residue is extracted 5 times with petroleum ether and dried. In addition to the PTFE solid product, polydimethylsiloxane residues could be detected in the difference spectrum by IR spectroscopy, which proves the chemical coupling of polydimethylsiloxane to the silane-modified PTFE before crosslinking.
50 g of the polydimethylsiloxane-PTFE prepolymer and 25 g of Aerosil (fumed silica, Evonik) are mixed in a laboratory kneader at room temperature and at 100 rpm. After 5 minutes, 1.2 g of tetraethoxysilane and 1.1 g of dibutyltin dilaurate are also mixed in. After a further 3 minutes, the mass is removed and formed into a plate between 2 plates at a distance of 10 mm. After 2 hours, this mass had cured to form an elastic silicone rubber-PTFE product. Test specimens were punched from this cross-linked plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear in comparison to a silicone rubber mass without PTFE and with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated).

Die tribologische Untersuchung der Probekörper der vernetzten Silikonkautschuk-Masse ohne PTFE wurde nach kurzer Zeit ergebnislos abgebrochen.The tribological examination of the specimens of the crosslinked silicone rubber mass without PTFE was terminated after a short time without any results.

Die Probekörper des vernetzten Silikonkautschuk-PTFE (TF 9205)-Produktes mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205, unbestrahlt) wiesen im Test einen unruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,35 und 0,60 auf. Nach dem Einlaufverschleiß wurde ein Verschleißkoeffizient k ~ 6,0 x 10-4 mm3/Nm ermittelt. Die chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung dagegen wies im Test schon nach kurzer Zeit einen relativ ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,30 und 0,40 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 3,5 × 10-5 mm3/Nm auf.The specimens of the crosslinked silicone rubber-PTFE (TF 9205) product with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated) exhibited rough running with a coefficient of friction between 0.35 and 0.60 in the test. After running-in wear, a wear coefficient k ~ 6.0×10 -4 mm 3 /Nm was determined. The chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture, on the other hand, showed relatively smooth running with a friction coefficient of between 0.30 and 0.40 and a wear coefficient of k ~ 3.5 × 10 -5 mm 3 /Nm after a short time in the test.

Beispiel 11: Herstellung eines vernetzten, chemisch gekoppelten Silikonkautschuk-PTFE-Produktes durch HeißvulkanisationExample 11 Production of a crosslinked, chemically coupled silicone rubber-PTFE product by hot vulcanization

40 g Masse OS-2 werden mit 20 g Aerosil und 20 g PTFE-MP-2 in einem Haake-Kneter 5 min bei 50 U/min gemischt. Anschließend werden 2,5 g Bis-2,4-dichlorbenzoylperoxidpaste (als 50 Ma.-%-ige Paste in Silikonöl) bei Raumtemperatur eingearbeitet. Die Mischung wird in einer beheizbaren Presse mit einem Plattenwerkzeug zu einer Platte von 10 mm Dicke verpresst und 30 Minuten bei 110°C gehalten und dabei vernetzt.40 g mass OS-2 are mixed with 20 g Aerosil and 20 g PTFE-MP-2 in a Haake kneader for 5 min at 50 rpm. 2.5 g of bis-2,4-dichlorobenzoyl peroxide paste (as a 50% by weight paste in silicone oil) are then worked in at room temperature. The mixture is pressed in a heatable press with a plate tool to form a plate 10 mm thick and is kept at 110° C. for 30 minutes, during which it crosslinks.

Aus dieser Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß im Vergleich zu einer Silikonkautschuk-Masse ohne PTFE und mit physikalisch eingemischtem PTFE TF 9205 (unbestrahlt) untersucht.Test specimens were punched from this plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear in comparison to a silicone rubber mass without PTFE and with physically mixed PTFE TF 9205 (unirradiated).

Die tribologische Untersuchung der peroxidvernetzten Silikonkautschuk-Probekörper ohne PTFE wurde nach kurzer Zeit ergebnislos abgebrochen.The tribological investigation of the peroxide-crosslinked silicone rubber specimens without PTFE was discontinued after a short time without any results.

Das peroxidvernetzte, physikalisch gemischte Silikonkautschuk-PTFE(TF 9205)-Produkt wies im Test einen relativ unruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,30 und 0,50 auf. Nach dem Einlaufverschleiß wurde ein Verschleißkoeffizient k ~ 2,5 x 10-4 mm3/Nm ermittelt.The peroxide-crosslinked, physically mixed silicone rubber-PTFE (TF 9205) product exhibited relatively rough running with a coefficient of friction between 0.30 and 0.50 in the test. After running-in wear, a wear coefficient k ~ 2.5×10 -4 mm 3 /Nm was determined.

Die peroxidvernetzte, chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung wies im Test schon nach kurzer Zeit einen ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,25 und 0,35 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 8,5 × 10-6 mm3/Nm auf.The peroxide-crosslinked, chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture showed smooth running with a friction coefficient of between 0.25 and 0.35 and a wear coefficient of k ~ 8.5 × 10 -6 mm 3 /Nm after a short time in the test.

Beispiel 12: Herstellung eines vernetzten, chemisch gekoppelten Silikonkautschuk-PTFE-Produktes durch HeißvulkanisationExample 12 Production of a crosslinked, chemically coupled silicone rubber-PTFE product by hot vulcanization

Analog zu Beispiel 11 werden 40 g Masse OS-2 mit 20 g Aerosil und 20 g PTFE-MP-4 in einem Haake-Kneter 5 min bei 50 U/min gemischt. Anschließend werden 2,5 g Bis-2,4-dichlorbenzoylperoxidpaste (als 50 Ma.-%-ige Paste in Silikonöl) bei Raumtemperatur eingearbeitet. Die Mischung wird in einer beheizbaren Presse mit einem Plattenwerkzeug zu einer Platte von 10 mm Dicke verpresst und 30 Minuten bei 110°C gehalten und dabei vernetzt.Analogously to Example 11, 40 g of mass OS-2 are mixed with 20 g of Aerosil and 20 g of PTFE-MP-4 in a Haake kneader for 5 minutes at 50 rpm. 2.5 g of bis-2,4-dichlorobenzoyl peroxide paste (as a 50% by weight paste in silicone oil) are then worked in at room temperature. The mixture is pressed in a heatable press with a plate tool to form a plate 10 mm thick and is kept at 110° C. for 30 minutes, during which it crosslinks.

Aus dieser Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß im Vergleich zur vernetzten Silikonkautschuk-Masse mit physikalisch eingemischtem PTFE TF 9205 (unbestrahlt) gemäß Beispiel 11 untersucht.Test specimens were punched out of this plate and tested in the block/ring test with regard to sliding friction and wear in comparison to the crosslinked silicone rubber mass with physical mixed PTFE TF 9205 (unirradiated) according to Example 11 examined.

Die peroxidvernetzte, chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung wies im Test schon nach kurzer Zeit einen ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,25 und 0,35 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 8,5 × 10-6 mm3/Nm auf.The peroxide-crosslinked, chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture showed smooth running with a friction coefficient of between 0.25 and 0.35 and a wear coefficient of k ~ 8.5 × 10 -6 mm 3 /Nm after a short time in the test.

Beispiel 13: Herstellung eines elektronenstrahlvernetzten, chemisch gekoppelten Silikonkautschuk-PTFE-ProduktesExample 13 Production of an electron beam crosslinked, chemically coupled silicone rubber PTFE product

Analog Beispiel 11 (jedoch ohne Peroxid als Vernetzungsmittel) werden 40 g Masse OS-2 mit 20 g Aerosil und 20 g PTFE-MP-2 in einem Haake-Kneter 5 min bei 50 U/min gemischt. Die Mischung wird in einer beheizbaren Presse mit einem Plattenwerkzeug zu einer Platte von 5 mm Dicke verpresst, die anschließend mit 200 kGy durch Elektronenbestrahlung von beiden Seiten bestrahlt und dabei vernetzt wird.Analogously to Example 11 (but without peroxide as crosslinking agent), 40 g of OS-2 composition are mixed with 20 g of Aerosil and 20 g of PTFE-MP-2 in a Haake kneader for 5 minutes at 50 rpm. The mixture is pressed in a heatable press with a plate tool to form a plate 5 mm thick, which is then irradiated from both sides with 200 kGy by electron beams and is crosslinked in the process.

Aus dieser Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß untersucht. Die elektronenstrahlvernetzte, chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung wies im Test nach kurzem Einlaufverschleiß einen ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,23 und 0,30 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 1,5 × 10-7 mm3/Nm auf.Test specimens were punched out of this plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear. The electron beam cross-linked, chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture showed smooth running with a friction coefficient between 0.23 and 0.30 and a wear coefficient of k ~ 1.5 × 10 -7 mm 3 /Nm after a short run-in wear.

Beispiel 14: Herstellung eines elektronenstrahlvernetzten, chemisch gekoppelten Silikonkautschuk-PTFE-ProduktesExample 14 Production of an electron beam crosslinked, chemically coupled silicone rubber PTFE product

Analog Beispiel 13 werden 40 g Masse OS-2 mit 25 g Aerosil und 20 g PTFE-MP-4 in einem Haake-Kneter 5 min bei 50 U/min gemischt. Die Mischung wird in einer beheizbaren Presse mit einem Plattenwerkzeug zu einer Platte von 5 mm Dicke verpresst, die anschließend mit 250 kGy durch Elektronenbestrahlung von beiden Seiten bestrahlt und dabei vernetzt wird.Analogously to Example 13, 40 g of mass OS-2 are mixed with 25 g of Aerosil and 20 g of PTFE-MP-4 in a Haake kneader for 5 minutes at 50 rpm. The mixture is pressed in a heatable press with a plate tool to form a plate 5 mm thick, which is then irradiated from both sides with 250 kGy by electron beams and is crosslinked in the process.

Aus dieser Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß untersucht. Die elektronenstrahlvernetzte, chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung wies im Test nach kurzem Einlaufverschleiß einen ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,22 und 0,28 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 1,0 × 10-7 mm3/Nm auf.Test specimens were punched out of this plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear. The electron beam cross-linked, chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture showed smooth running with a friction coefficient between 0.22 and 0.28 and a wear coefficient of k ~ 1.0 × 10 -7 mm 3 /Nm after a short run-in wear.

Beispiel 15: Herstellung eines elektronenstrahlvernetzten, chemisch gekoppelten Silikonkautschuk-PTFE-ProduktesExample 15 Production of an electron beam crosslinked, chemically coupled silicone rubber PTFE product

Analog Beispiel 13 werden 40 g Masse OS-2 mit 25 g Aerosil und 20 g getrocknetes, Polybutadien-modifiziertes PTFE-MP-6 in einem Haake-Kneter 5 min bei 50 U/min gemischt. Die Mischung wird in einer beheizbaren Presse mit einem Plattenwerkzeug zu einer Platte von 5 mm Dicke verpresst und anschließend mit 150 kGy durch Elektronenbestrahlung von beiden Seiten bestrahlt und dabei vernetzt.Analogously to Example 13, 40 g of mass OS-2 are mixed with 25 g of Aerosil and 20 g of dried, polybutadiene-modified PTFE-MP-6 in a Haake kneader for 5 minutes at 50 rpm. The mixture is pressed in a heatable press with a plate tool to form a plate 5 mm thick and then irradiated with 150 kGy by electron beams from both sides, thereby crosslinking.

Aus dieser Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß untersucht. Die elektronenstrahlvernetzte, chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung wies im Test nach kurzem Einlaufverschleiß einen ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,25 und 0,33 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 3,8 × 10-7 mm3/Nm auf.Test specimens were punched out of this plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear. The electron beam cross-linked, chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture showed smooth running with a friction coefficient between 0.25 and 0.33 and a wear coefficient of k ~ 3.8 × 10 -7 mm 3 /Nm after a short run-in wear.

Beispiel 16: Herstellung eines chemisch gekoppelten Silikonkautschuk-PTFE-Produktes durch Pt-katalysierte VernetzungExample 16: Preparation of a Chemically Coupled Silicone Rubber-PTFE Product by Pt-Catalyzed Crosslinking

In einem 100 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung und Zahnscheibenrührer (Dispermat) werden 30 g getrocknetes siloxanmodifiziertes PTFE-MP-3 und 50 g ELASTOSIL® RT 745 (Komponente B) eingebracht und intensiv gemischt. Die Substanz wird im Vakuumrotationsverdampfer entgast. Danach liegt die Komponente B+PTFE-MP-3 als stabile Dispersion vor.30 g of dried, siloxane-modified PTFE-MP-3 and 50 g of ELASTOSIL® RT 745 (component B) are placed in a 100 ml three-necked flask with ultra-pure nitrogen gas supply/gas supply and toothed disc stirrer (Dispermat) and mixed thoroughly. The substance is degassed in the vacuum rotary evaporator. After that, component B+PTFE-MP-3 is available as a stable dispersion.

In einem 100 ml Becherglas werden 30 g Aerosil und 50 g ELASTOSIL® RT 745 (Komponente A) eingebracht und mittels eines Rührers zur Komponente A+Aerosil homogenisiert.30 g Aerosil and 50 g ELASTOSIL® RT 745 (component A) are placed in a 100 ml beaker and homogenized using a stirrer to give component A+Aerosil.

50 g der Komponente B+PTFE-MP-3 werden in einen Becher eingebracht und 50 g der Komponente A+Aerosil zudosiert und mittels eines Rührers intensiv vermischt. Zur Entgasung der Masse wird die Mischung in einem Exsikkator vorsichtig mit Vakuum beaufschlagt. Die Reaktionsmischung wird zwischen zwei Platten in einem Abstand von 10 mm eingebracht und bei 80°C ausgehärtet und dabei vernetzt.50 g of component B+PTFE-MP-3 are placed in a beaker and 50 g of component A+Aerosil are added and mixed intensively using a stirrer. To degas the mass, the mixture is carefully subjected to a vacuum in a desiccator. The reaction mixture is placed between two plates at a distance of 10 mm and cured at 80° C., thereby crosslinking.

Aus dieser vernetzten Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß im Vergleich zu einer Silikonkautschuk-Masse ohne PTFE und mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205, unbestrahlt) untersucht.Test specimens were punched from this cross-linked plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear in comparison to a silicone rubber mass without PTFE and with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated).

Die tribologische Untersuchung der Probekörper der Silikonkautschuk-Masse ohne PTFE wurde nach kurzer Zeit ergebnislos abgebrochen.The tribological examination of the test pieces of the silicone rubber mass without PTFE was terminated after a short time without any results.

Die Probekörper des vernetzten Silikonkautschuk-PTFE (TF 9205)-Produktes mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205, unbestrahlt) wiesen im Test einen relativ unruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,45 und 0,60 auf. Nach dem Einlaufverschleiß wurde ein Verschleißkoeffizient k ~ 9,2 ×10-4 mm3/Nm ermittelt.The specimens of the crosslinked silicone rubber-PTFE (TF 9205) product with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated) showed relatively rough running with a coefficient of friction between 0.45 and 0.60 in the test. After running-in wear, a wear coefficient of k~9.2×10 -4 mm 3 /Nm was determined.

Die vernetzte, chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung mit PTFE-MP-3 dagegen wies einen ruhigeren Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,30 und 0,45 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 8,5 × 10-5 mm3/Nm auf.The crosslinked, chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture with PTFE-MP-3, on the other hand, ran more smoothly with a coefficient of friction between 0.30 and 0.45 and a wear coefficient of k ~ 8.5 × 10 -5 mm 3 /Nm.

Beispiel 17: Herstellung eines chemisch gekoppelten Silikonkautschuk-PTFE-Produktes durch Pt-katalysierte VernetzungExample 17: Preparation of a Chemically Coupled Silicone Rubber-PTFE Product by Pt-Catalyzed Crosslinking

In einem 100 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung und Zahnscheibenrührer (Dispermat) werden 30 g getrocknetes TMP-modifiziertes PTFE-MP-5 und 50 g ELASTOSIL® RT 745 (Komponente B) eingebracht und intensiv gemischt. Die Substanz wird im Vakuumrotationsverdampfer entgast. Danach liegt die Komponente B+PTFE-MP-5 als stabile Dispersion vor.30 g of dried TMP-modified PTFE-MP-5 and 50 g of ELASTOSIL® RT 745 (component B) are placed in a 100 ml three-necked flask with ultra-pure nitrogen gassing/gas supply and toothed disk stirrer (Dispermat) and mixed intensively. The substance is degassed in the vacuum rotary evaporator. After that, component B+PTFE-MP-5 is available as a stable dispersion.

In einem zweiten 100 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung und Zahnscheibenrührer (Dispermat) werden 30 g getrocknetes TMP-modifiziertes PTFE-MP-5 und 50 g ELASTOSIL® RT 745 (Komponente A) eingebracht und intensiv gemischt. Die Substanz wird im Vakuumrotationsverdampfer entgast. Danach liegt die Komponente A+PTFE-MP-5 als stabile Dispersion vor.30 g of dried TMP-modified PTFE-MP-5 and 50 g of ELASTOSIL® RT 745 (component A) are placed in a second 100 ml three-necked flask with ultra-pure nitrogen gassing/gas supply and toothed disc stirrer (Dispermat) and mixed intensively. The substance is degassed in the vacuum rotary evaporator. After that, the component A+PTFE-MP-5 is available as a stable dispersion.

50 g der Komponente B+PTFE-MP-5 werden in einem Becher eingebracht und 50 g der Komponente A+PTFE-MP-5 zudosiert und mittels eines Rührers intensiv vermischt. Zur Entgasung der Masse wird die Mischung in einem Exsikkator vorsichtig mit Vakuum beaufschlagt. Die Reaktionsmischung wird zwischen zwei Platten in einem Abstand von 10 mm eingebracht und bei 80°C ausgehärtet und dabei vernetzt.50 g of component B+PTFE-MP-5 are placed in a beaker and 50 g of component A+PTFE-MP-5 are metered in and mixed intensively using a stirrer. To degas the mass, the mixture is carefully subjected to a vacuum in a desiccator. The reaction mixture is placed between two plates at a distance of 10 mm and cured at 80° C., thereby crosslinking.

Aus der vernetzten Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß im Vergleich zu einer Silikonkautschuk-Masse mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205, unbestrahlt) untersucht.Test specimens were punched out of the cross-linked plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear in comparison to a silicone rubber mass with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated).

Die tribologische Untersuchung der Probekörper des vernetzten Silikonkautschuk-PTFE(TF 9205)-Produktes mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205. unbestrahlt) wiesen im Test einen unruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,35 und 0,60 auf. Nach dem Einlaufverschleiß wurde ein Verschleißkoeffizient k ~ 5,5 × 10-4 mm3/Nm ermittelt.The tribological examination of the specimens of the crosslinked silicone rubber-PTFE (TF 9205) product with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated) showed rough running with a coefficient of friction between 0.35 and 0.60 in the test. After running-in wear, a wear coefficient of k~5.5×10 -4 mm 3 /Nm was determined.

Die vernetzte, chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung mit PTFE-MP-5 dagegen wies einen ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,25 und 0,35 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 2,8 × 10-5 mm3/Nm auf.The crosslinked, chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture with PTFE-MP-5, on the other hand, ran smoothly with a coefficient of friction between 0.25 and 0.35 and a wear coefficient of k ~ 2.8 × 10 -5 mm 3 /Nm.

Beispiel 18: Herstellung eines vernetzten, chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produktes durch KaltvulkanisationExample 18: Production of a crosslinked, chemically coupled silicone-PTFE product by cold vulcanization

In einem 250 ml Dreihalskolben mit Reinststickstoff-Begasung/Gaszuführung und Zahnscheibenrührer (Dispermat) werden 120 g OS-1 und 40 g getrocknetes PTFE-Mikropulver PTFE-MP-7 (mit Aminopropyltriethoxysilan und APO-128 modifiziert) eingebracht und bei 15.000 U/min intensiv gemischt. Die Reaktionsmischung wird im Ölbad auf 140 °C erwärmt und 30 min intensiv gerührt.120 g of OS-1 and 40 g of dried PTFE micropowder PTFE-MP-7 (modified with aminopropyltriethoxysilane and APO-128) are introduced into a 250 ml three-necked flask with ultra-pure nitrogen gassing/gas supply and toothed disk stirrer (Dispermat) and at 15,000 rpm intensely mixed. The reaction mixture is heated to 140° C. in an oil bath and stirred intensively for 30 minutes.

Nach dem Abkühlen des Polydimethylsiloxan-PTFE-Präpolymers wird vor der Vernetzung eine Probe entnommen, und die löslichen Bestandteile werden durch 5 Mal Extrahieren mit Toluol unter Rühren bei 50 °C entfernt. Abschließend wird der Rückstand mit Petrolether 5 Mal extrahiert und getrocknet. IR-spektroskopisch konnten im Differenzspektrum neben dem PTFE-Festprodukt Polydimethylsiloxanreste nachgewiesen werden, was die chemische Kopplung von Polydimethylsiloxan am PTFE-MP-7 vor der Vernetzung belegt.After cooling the polydimethylsiloxane-PTFE prepolymer, before crosslinking, a sample is taken and the solubles are removed by extracting 5 times with toluene with stirring at 50°C. Finally, the residue is extracted 5 times with petroleum ether and dried. In addition to the PTFE solid product, polydimethylsiloxane residues could be detected in the difference spectrum by IR spectroscopy, which proves the chemical coupling of polydimethylsiloxane to the PTFE-MP-7 before crosslinking.

50 g des Polydimethylsiloxan-PTFE-Präpolymers und 25 g Aerosil (pyrogene Kieselsäure, Evonik) werden in einem Laborkneter bei Raumtemperatur mit 100 U/min gemischt. Nach 5 min werden noch 1,2 g Tetraethoxysilan und 1,1 g Dibutylzinndilaurat eingemischt. Nach weiteren 3 Minuten wird die Masse entnommen und zwischen 2 Platten im Anstand von 10 mm zu einer Platte geformt. Nach 2 Stunden war diese Masse zu einem elastischen Silikonkautschuk-PTFE-Produkt ausgehärtet. 50 g of the polydimethylsiloxane-PTFE prepolymer and 25 g of Aerosil (fumed silica, Evonik) are mixed in a laboratory kneader at room temperature and at 100 rpm. After 5 minutes, 1.2 g of tetraethoxysilane and 1.1 g of dibutyltin dilaurate are also mixed in. After a further 3 minutes, the mass is removed and formed into a plate between 2 plates at a distance of 10 mm. After 2 hours, this mass had cured to form an elastic silicone rubber-PTFE product.

Aus dieser vernetzten Platte wurden Probekörper gestanzt und im Klötzchen/Ring-Test hinsichtlich Gleitreibung und Verschleiß im Vergleich zu einer Silikonkautschuk-Masse ohne PTFE und mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205, unbestrahlt) untersucht.Test specimens were punched from this cross-linked plate and examined in the block/ring test with regard to sliding friction and wear in comparison to a silicone rubber mass without PTFE and with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated).

Die tribologische Untersuchung der Probekörper der vernetzten Silikonkautschuk-Masse ohne PTFE wurde nach kurzer Zeit ergebnislos abgebrochen.The tribological examination of the specimens of the crosslinked silicone rubber mass without PTFE was terminated after a short time without any results.

Die Probekörper des vernetzten Silikonkautschuk-PTFE (TF 9205)-Produktes mit physikalisch eingemischtem PTFE (TF 9205, unbestrahlt) wiesen im Test einen unruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,35 und 0,60 auf. Nach dem Einlaufverschleiß wurde ein Verschleißkoeffizient k ~ 6,0 x 10-4 mm3/Nm ermittelt. Die chemisch gekoppelte Silikonkautschuk-PTFE-Mischung mit dem PTFE-MP-7 dagegen wies im Test schon nach kurzer Zeit einen ruhigen Lauf mit Reibungskoeffizienten zwischen 0,25 und 0,30 und einen Verschleißkoeffizient von k ~ 5,0 × 10-6 mm3/Nm auf.The specimens of the crosslinked silicone rubber-PTFE (TF 9205) product with physically mixed PTFE (TF 9205, unirradiated) exhibited rough running with a coefficient of friction between 0.35 and 0.60 in the test. After running-in wear, a wear coefficient k ~ 6.0×10 -4 mm 3 /Nm was determined. The chemically coupled silicone rubber-PTFE mixture with the PTFE-MP-7, on the other hand, showed smooth running with a coefficient of friction between 0.25 and 0.30 and a wear coefficient of k ~ 5.0 × 10 -6 mm after a short time in the test 3 /Nm.

Claims (19)

Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte bestehend aus Silikon, welches über eine reaktive Umsetzung mit Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen, als funktionelle Gruppen und/oder Radikalen und/oder Silan- und Siloxangruppen oder Silangruppen und/oder olefinisch-ungesättigten Verbindung(en) mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung eines modifizierten PTFE durch Substitutions- und/oder Additions- und/oder Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte (Additions-)Reaktionen und/oder radikalische (Kopplungs-)Reaktionen vor und/oder während und/oder nach einer Vernetzungsreaktion chemisch über kovalente Bindungen gekoppelt ist.Chemically coupled silicone-PTFE products consisting of silicone, which via a reactive reaction with carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, as functional groups and/or radicals and/or silane and siloxane groups or silane groups and/or olefinic unsaturated compound(s) with at least one olefinically unsaturated double bond of a modified PTFE by substitution and/or addition and/or condensation reactions and/or catalyzed (addition) reactions and/or radical (coupling) reactions before and/or during and /or is chemically coupled via covalent bonds after a crosslinking reaction. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch1, bei denen PTFE über die reaktive Umsetzung von Carbonylfluorid und/oder Carbonsäure und/oder Perfluoralkylengruppen, als funktionelle Gruppen und/oder Radikalen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während Substitutions- und/oder Additions- und/oder radikalischen (Kopplungs-)Reaktionen entstanden sind, gekoppelt ist.Chemically coupled silicone-PTFE products according to claim 1, in which PTFE via the reactive reaction of carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups, as functional groups and/or radicals of the PTFE with the silicone via covalent bonds formed during substitution and/or or addition and/or free radical (coupling) reactions are coupled. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch1, bei denen PTFE über die reaktive Umsetzung von Silangruppen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während Kondensationsreaktionen entstanden sind, gekoppelt ist.Chemically coupled silicone-PTFE products according to claim 1, wherein PTFE is coupled via the reactive reaction of silane groups of the PTFE with the silicone via covalent bonds formed during condensation reactions. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen PTFE über die reaktive Umsetzung von Silangruppen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während katalysierter Reaktionen entstanden sind, gekoppelt ist.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 , in which PTFE is coupled via the reactive conversion of silane groups of the PTFE with the silicone via covalent bonds that have arisen during catalyzed reactions. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen PTFE über die reaktive Umsetzung von olefinisch ungesättigte Gruppen des und/oder am PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während radikalischer Reaktionen entstanden sind, gekoppelt ist.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 , in which PTFE is coupled via the reactive reaction of olefinically unsaturated groups of and/or on the PTFE with the silicone via covalent bonds that have arisen during radical reactions. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen PTFE über die reaktive Umsetzung von olefinisch ungesättigter Gruppen des PTFE mit dem Silikon über kovalente Bindungen, die während katalysierter Reaktionen entstanden sind, gekoppelt ist.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 , in which PTFE is coupled via the reactive conversion of olefinically unsaturated groups of the PTFE with the silicone via covalent bonds that have arisen during catalyzed reactions. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen als Silikon Silikonkautschuke und/oder Silikonelastomere und/oder Mischungen von diesen oder untereinander vorhanden sind.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 , in which silicone rubbers and/or silicone elastomers and/or mixtures of these or one another are present as the silicone. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen strahlenchemisch und/oder plasmachemisch modifiziertes PTFE vorhanden ist.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 , in which radiation-chemically and/or plasma-chemically modified PTFE is present. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen das Silikon mit modifiziertem PTFE durch Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte Reaktionen und/oder radikalische Reaktionen nach der reaktiven Umsetzung/Vernetzungsreaktion chemisch über kovalente Bindungen gekoppelt ist.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 , in which the silicone is chemically coupled with modified PTFE via condensation reactions and/or catalyzed reactions and/or radical reactions after the reactive conversion/crosslinking reaction via covalent bonds. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen das Silikon mit modifiziertem PTFE nach der reaktiven Umsetzung durch eine Platin-katalysierte Reaktion von Si-H-Gruppen mit olefinisch ungesättigten Gruppen zu kovalenten Si-C-Bindungen oder durch eine Kondensationsreaktion der Si-OR- und/oder Si-O-COR-Gruppen zu kovalenten Si-O-Si-Bindungen oder durch eine strahlenchemisch und/oder peroxidisch initiierte Radikalreaktion der Methyl-Gruppen am Silikon/Silan und/oder der olefinisch ungesättigten Doppelbindungen zu kovalenten C-C-Bindungen am PTFE und/oder Silikon chemisch gekoppelt ist.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 , in which the silicone with modified PTFE after the reactive reaction by a platinum-catalyzed reaction of Si-H groups with olefinically unsaturated groups to form covalent Si-C bonds or by a condensation reaction of the Si-OR and/or Si-O -COR groups to form covalent Si-O-Si bonds or chemically by a radiation-chemically and/or peroxide-initiated radical reaction of the methyl groups on the silicone/silane and/or the olefinically unsaturated double bonds to form covalent CC bonds on the PTFE and/or silicone is coupled. Chemisch gekoppelte Silikon-PTFE-Produkte nach Anspruch 1, bei denen die Vernetzungsreaktionen des Silikon eine katalysierte Reaktion mit Orthokieselsäuretetraalkylester und/oder eine radikalische Reaktion mit einem oder mehreren Peroxiden und/oder durch energiereiche Strahlen ist.Chemically coupled silicone PTFE products claim 1 in which the crosslinking reactions of the silicone are a catalyzed reaction with tetraalkyl orthosilicate and/or a radical reaction with one or more peroxides and/or by high-energy rays. Verfahren zur Herstellung von chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produkten gemäß Anspruch 1, bei dem - strahlenchemisch modifiziertes PTFE-Pulver mit Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen und/oder mit persistenten Perfluoralkyl-(peroxy-)radikalen und/oder - mit mindestens einem Silan und mindestens einem Siloxan oder mit mindestens einem Silan und/oder mit mindestens einer niedermolekularen Verbindung, die keine Doppelbindung und mindestens zwei gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweist, und/oder mit mindestens einem Monomer, das eine Doppelbindung und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist, und/oder mit mindestens einem Oligomer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist, und/oder mit mindestens einem Polymer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist, chemisch modifiziertes PTFE-Pulver in Silikon/(Poly)(Organo)Siloxan oder Silikonmischungen homogen dispergiert und nachfolgend vernetzt wird, wobei vor und/oder während der Homogenisierung und/oder vor und/oder während der Vernetzung die an den modifizierten PTFE-Pulverpartikeln entstandenen Silan- und Siloxangruppen oder Silangruppen und/oder Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen als funktionellen Gruppen und/oder Gruppen mit mindestens einer olefinisch ungesättigten Doppelbindung mit dem Silikon oder den Silikonmischungen durch eine reaktive Umsetzung über Substitutions- und/oder Additions- und/oder Kondensationsreaktionen und/oder katalysierte Reaktionen und/oder radikalische Reaktionen chemisch über kovalente Bindungen gekoppelt werden.Process for the production of chemically coupled silicone-PTFE products according to claim 1 , in which - radiation-chemically modified PTFE powder with carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups and/or with persistent perfluoroalkyl (peroxy) radicals and/or - with at least one silane and at least one siloxane or with at least one silane and or with at least one low molecular weight compound which has no double bond and at least two identical or different functional groups, and/or with at least one monomer which has a double bond and at least one further double bond and/or functional group, and/or with at least one oligomer, which has at least one double bond or functional group and at least one further double bond and/or functional group, and/or with at least one polymer which has at least one double bond or functional group and at least one further double bond and/or functional group, chemically modified PTFE Powder is homogeneously dispersed in silicone/(poly)(organo)siloxane or silicone mixtures and then crosslinked, with the silane and siloxane groups formed on the modified PTFE powder particles before and/or during the homogenization and/or before and/or during the crosslinking or silane groups and/o the carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups as functional groups and/or groups with at least one olefinically unsaturated double bond with the silicone or the silicone mixtures by a reactive reaction via substitution and/or addition and/or condensation reactions and/or Catalyzed reactions and / or radical reactions are coupled chemically via covalent bonds. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das PTFE-Pulver mit mindestens einer niedermolekularen Verbindung, die vor der Kopplung am PTFE mindestens zwei gleiche und/oder unterschiedliche Carbonylfluorid- und/oder Carbonsäure- und/oder Perfluoralkylengruppen, als funktionelle Gruppen und keine olefinisch ungesättigte Doppelbindung aufweist, und/oder mit mindestens einem Monomer, das eine Doppelbindung und mindestens eine weitere Doppelbindung und/oder funktionelle Gruppe aufweist, und/oder Oligomer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere olefinisch ungesättigte Doppelbindung und/oder eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, und/oder Polymer, das mindestens eine Doppelbindung oder funktionelle Gruppe und mindestens eine weitere olefinisch ungesättigte Doppelbindung und/oder eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, und/oder mit mindestens einem Silan und Siloxan oder Silan vor der Homogenisierung und/oder Vernetzung modifiziert wird.procedure after claim 12 , in which the PTFE powder has at least one low-molecular compound which, before the coupling to the PTFE, has at least two identical and/or different carbonyl fluoride and/or carboxylic acid and/or perfluoroalkylene groups as functional groups and no olefinically unsaturated double bond, and/ or with at least one monomer that has a double bond and at least one other double bond and/or functional group, and/or oligomer that has at least one double bond or functional group and at least one other olefinically unsaturated double bond and/or one other functional group, and /or polymer that has at least one double bond or functional group and at least one other olefinically unsaturated double bond and/or one other functional group, and/or is modified with at least one silane and siloxane or silane before homogenization and/or crosslinking. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem als Dispersionsmittel Silikon-Ausgangsstoffe zur Silikonsynthese und/oder Silikone und/oder Silikonmischungen ohne oder mit Zusatzstoffen/Additiven und/oder Füll- und/oder Verstärkungsstoffen eingesetzt werden.procedure after claim 12 , in which silicone starting materials for silicone synthesis and/or silicones and/or silicone mixtures with or without additives and/or fillers and/or reinforcing materials are used as dispersants. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Homogenisierung mittels Mischer, Kneter, Extruder, Rührer oder Ultraschall durchgeführt wird.procedure after claim 12 , in which the homogenization is carried out using a mixer, kneader, extruder, stirrer or ultrasound. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem als Silikon oder Silikonmischungen Silikonkautschuke oder Mischungen davon oder Mischungen untereinander auch mit Silikonelastomeren eingesetzt werden.procedure after claim 12 , in which the silicone or silicone mixtures used are silicone rubbers or mixtures thereof or mixtures with one another, also with silicone elastomers. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem PTFE-Mikropulver eingesetzt werden.procedure after claim 12 , in which PTFE micropowders are used. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Vernetzung des Silikons oder der Silikonmischungen durch eine katalysierte Reaktion von Si-H-Gruppen mit olefinisch ungesättigten Gruppen von Poly(organo)siloxanen und/oder am PTFE und/oder am, mit niedermolekularen Verbindungen und/oder Monomeren und/oder Oligomeren und/oder Polymeren modifizierten PTFE und/oder eine katalysierte Reaktion mit Orthokieselsäuretetraalkylester und/oder eine radikalische Reaktion mit einem oder mehreren Peroxiden und/oder energiereichen Strahlen realisiert wird.procedure after claim 12 , In which the crosslinking of the silicone or silicone mixtures by a catalyzed reaction of Si-H groups with olefinically unsaturated groups of poly (organo) siloxanes and / or on PTFE and / or on, with low molecular weight compounds and / or monomers and / or Oligomers and/or polymers modified PTFE and/or a catalyzed reaction with tetraalkyl orthosilicate and/or a radical reaction with one or more peroxides and/or high-energy rays is realized. Verwendung eines chemisch gekoppelten Silikon-PTFE-Produktes nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und hergestellt nach einem der Ansprüche 12 bis 18 als Material für Dichtungen in der Dichtungstechnik oder in der Abstreifer- oder Wischertechnik mit tribologischen Anforderungen.Use of a chemically coupled silicone-PTFE product according to any one of Claims 1 until 11 and made according to one of the Claims 12 until 18 as a material for seals in sealing technology or in scraper or wiper technology with tribological requirements.
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