<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte à des élastomères d'organo-poly- siloxane transformables par la chaleur comprenant un nouvel agent de liaison transversale.
En général, les élastomères d'organopolysiloxane comprennent un mé- lange de pigments organiques, de gommes organosiliconiques à poids moléculai- re élevée essentiellement linéaires,e't de catalyseurs du type peroxyde. Les gommes à poids moléculaire élevé de ces mélanges ont un poids moléculaire si élevé que la plupart des mélanges ne sont que gonflés plutôt que dispersés par les solvants usuels, mais les gommes qui font l'objet de la présente in- vention peuvent être dispersées dans des solvants énergiques. Le produit fi- nal qu'on obtient en chauffant ces composés dans des conditions bien détermi- nées est un élastomère vrai qui possède les propriétés physiques caractéris- tiques du caoutchouc nautrel ou synthétique.
On a récemment tenté d'appliquer de minces pellicules isolantes d'organo-polysiloxanes sur des tôles d'acier pour appareils électriques. Ces élastomères en pâte ont été utilisés avec succès pour appliquer des revêtements relativement épais (1,6 à 12,7 mm) sur des tôles d'acier mais on n'est pas arrivé à les appliquer sous forme de pellicules minces. Les pellicules appliquées ne durcissent pas convenablement lorsqu'elles sont chauffées pendant des périodes de 1 à 30 minutes à une température de 100 à 200 C et présentent une faible adhérence, peu d'élasticité, une surface collante et aucune résistance aux solvants. Les pellicules peuvent être complètement détachées des tôles d'acier par un seul grattage avec le bord d'une feuille de papier.
Le caractère collant de la surface est tel que les tôles traitées adhèrent l'une à l'autre et à l'acier nu. Lorsqu'on sépare une paire de tôles superposées entre lesquelles se trouve un élastomère de siloxane, les pellicules sont pratiquement détruites.
Un but de. l'invention est de procurer une résine d'organopolysiloxane transformable par la chaleur avec un nouvel agent de formation de liaisons transversales comprenant un acide ou un anhydride organique polybasique.
Un autre but de l'invention est de procurer un procédé de préparation d'une résine d'organopolysiloxane vulcanisée utilisant un nouvel agent de formation de liaisons transversales, a savoir un acide ou un anhydride organique polybasique.
Un autre but de l'invention est de procurer un procédé pour revêtir une surface métallique d'un isolant comprenant une mince pellicule résineuse d'organopolysiloxane vulcanisée, adhérente, non collante et élastique.
Un autre but de l'invention est de procurer pour certains éléments une nouvelle pellicule mince comprenant une résine d'organopolysiloxane vulcanisée, dans laquelle on utilise comme agent de formation de liaisons transversales un acide ou un anhydride organique polybasique.
L'invention sera bien comprise grâce à la description de plusieurs de ses formes d'exécution, donnée ci-après à titre d'exemple.
Suivant l'invention, des élastomères d'organopolysiloxane peuvent être appliqués et vulcanisés en pellicules minces sur des surfaces métalliques en utilisant un acide organique polybasique ou un anhydride organique polybasique comme agent de formation de liaisons transversales. Les élastomères d'organopolysiloxane auquels l'agent'de formation de.liaisons transversales de l'invention peut s'appliquer sont ceux qui contiennent plus de 1,9 et moins de 2,1 radicaux organiques par atome de silicium et de préférence de 1,95 à 2,05 radicaux hydrocarbonés par atome de silicium.
Les organopolysiloxanes précités peuvent être décrits comme des
<Desc/Clms Page number 2>
polysiloxanes transformables par la chaleur formés de radicaux hydrocarbo-. nés et d'atomes de silicium et d'oxygène, présentant le groupe de structuré récurrent.
EMI2.1
où R et R' sont des radicaux hydrocarbonés monovalents identiques ou diffé- rents. De préférence, R et R' sont des radicaux alkyles inférieurs, particulièrement le radical méthyle.
Des exemples d'autres radicaux hydrocarbonés sont les radicaux aliphatiques, par exemple les radicaux alkyliques (par exemple méthyle), éthyle, propyle, isopropyle, etc.) des radicaux non saturés (par exemple des radicaux vinyliques), des radicaux acycliques (par exemple cyclopentyle, cyclohexyle, etc.).'
Pratiquement tous les élastomères d'organopolysiloxane existant dans le commerce contiennent à la base le même polymère de méthyl-silicone.
Les propriétés individuelles de chaque élastomère sont obtenues en faisant varier le type et la quantité de charge et également le'poids moléculaire moyen de la gomme. La charge constitue généralement environ 60 % en poids de¯ 1. 'élastomère préparé. La charge utilisée peut toutefois varier depuis 1 partie en poids de charge pour 3 parties en poids de siloxane jusqu'à 3 parties en poids de charge pour 1 partie en poids de siloxane.
Des charges appropriées sont notamment des matières inorganiques finement divisées comme l'amiante, l'argile le bioxyde de silicium finement divisé comme la suie de silice, les fibres de verre, l'oxyde de fers la ben- tonite, la terre d'infusoires, le carbonate de calcium précipité, l'alumine, l'oxyde de zinc, la magnésie, l'oxyde de titane et.l'oxyde de zirconium. Le comportement à basse température des est pas afecté par le type ou la quantité de charge utilisé.
Le nouvel agent de formation de liaisons transversales de l'invention peut être un acide ou un anhydride organique polybasique, comme l'anhydride maléique, l'anhydride phtalique, l'acide malonique, l'acide adipique, l'acide succinique, l'acide glutarique, l'acide téréphtalique, l'acide pyro- méllitique, etc.
La quantité d'acide d'anhydride organique polybasique mélangée à la résine d'organopolysiloxane peut varier entre 0,25 et 10 % en poids sur la base du poids de la résine d'organopolysiloxane. De bons résultats ont été obtenus lorsque l'anhydride d'acide dibasique représente environ 1,0 % du poids de la résine d'organopolysiloxane.
Avant d'appliquer un élastomère d'organopolysiloxane à la surface d'une pièce métallique, par exemple d'une tôle d'acier pour appareils électriques, on disperse le siloxane dans un solvant approprié comme l'acétone, le tétrachlorure de carbone, le toluène, etc.. Les élastomèressont dilués pour obtenir des dispersions contenant de 25 à 75 % en poids de matières résineuses solides et peuvent être alors utilisées immédiatement si on le désire, ou laissées à reposer.
La solution résineuse peut être appliquée aux pièces par immersion pulvérisation, versage, etc.. On vulcanise ensuite la solution appliquée pour obtenir une pellicule élastique et tenace de 0,003 à 0,01 pouce (0,0075 à 0,25 mm) d'épaisseur en chauffant à une température de 100 à 200 C pendant 1 à 30 minutes. Pour les applications générales, par exemple le revêtement de , tôles d'acier pour appareils électrique, une couche ayant une épaisseur de
<Desc/Clms Page number 3>
0,0075 à 0,06 mm est désirable . Les revêtements suivant l'invention peuvent être également appliqués à d'autres surfaces par exemple à l'émail de porce- ' laine, au verre, à l'aluminium, au cuivre et à différentes matières plasti-
EMI3.1
ques comme les polyaères de monochlorotrifluoroéthylène.
EXEMPLE.
On dilue une pâte contenant un élastomère de diméthylsilicone à bas poids moléculaire par des parties égales du toluène et d'acétone pour obtenir une dispersion contenant 50 % en poids de matières solides résineu- ses . On mélange de l'anhydride maléique à la solution à raison de 0,5 % du poids de la pâte. On prolonge une feuille d'acier pour appareils électriques dans la solution pour l'en revêtir. L'élément revêtu est chauffé dans un four pendant 15 minutes à une température de 150 C. Le diméthyl-silioone ap- pliqué vulcanise en une pellicule élastomère de 0,025 mm d'épaisseur. La pellicule vulcanisée est très peu collante, adhère bien à l'acier et possède une grande élasticité.
Les propriétés physiques de la pellicule sont comparables à celles des élastomères d'organopolysiloxane en masse plus épaisse.
REVENDICATIONS.
1.- Composition résineuse caractérisée en ce qu'elle comprend une résine d'organopolysiloxane transformable par la chaleur contenant une moyenne de plus de 1,9 et de moins de 2,1 groupes organiques par atome de silicium, ces groupes organiques étant attachés aux atomes de silicium de l'or- ganopolysiloxane par des liaisons carbone-silicium, et un agent de formation de liaisons transversales choisi dans le groupe formé par les acides organiques polybasiques et les anhydrides organiques polybasiques, cet agent de formation de liaisons transversales étant présent en quantité suffisante pour
EMI3.2
transformer la résine d'organopo1ysiloxane en un élastomère.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to heat transformable organo-polysiloxane elastomers comprising a novel crosslinking agent.
In general, organopolysiloxane elastomers comprise a mixture of organic pigments, high molecular weight, substantially linear organosilicon gums, and peroxide catalysts. The high molecular weight gums of these mixtures have such a high molecular weight that most of the mixtures are only swollen rather than dispersed by the usual solvents, but the gums which are the subject of the present invention can be dispersed throughout. strong solvents. The end product which is obtained by heating these compounds under well-defined conditions is a true elastomer which possesses the physical properties characteristic of nautral or synthetic rubber.
Recently, attempts have been made to apply insulating thin films of organopolysiloxanes to steel sheets for electrical appliances. These paste elastomers have been used successfully to apply relatively thick coatings (1.6 to 12.7 mm) on steel sheets, but they have not been successfully applied as thin films. The applied films do not cure well when heated for periods of 1 to 30 minutes at a temperature of 100 to 200 ° C and exhibit low adhesion, low elasticity, a tacky surface and no resistance to solvents. The films can be completely detached from the steel sheets by a single scrape with the edge of a sheet of paper.
The tackiness of the surface is such that the treated sheets adhere to each other and to the bare steel. When separating a pair of superimposed sheets between which there is a siloxane elastomer, the films are practically destroyed.
A goal of. the invention is to provide a heat transformable organopolysiloxane resin with a novel crosslinker comprising a polybasic organic acid or anhydride.
Another object of the invention is to provide a process for preparing a vulcanized organopolysiloxane resin using a novel crosslinker, namely a polybasic organic acid or anhydride.
Another object of the invention is to provide a process for coating a metal surface with an insulation comprising a thin resinous film of vulcanized, adherent, non-sticky and elastic organopolysiloxane.
Another object of the invention is to provide for certain elements a new thin film comprising a vulcanized organopolysiloxane resin, in which an acid or a polybasic organic anhydride is used as agent for forming crosslinks.
The invention will be well understood from the description of several of its embodiments, given below by way of example.
According to the invention, organopolysiloxane elastomers can be applied and vulcanized in thin films to metal surfaces using an organic polybasic acid or an organic polybasic anhydride as a crosslinker. The organopolysiloxane elastomers to which the crosslinker forming agent of the invention can be applied are those which contain more than 1.9 and less than 2.1 organic radicals per silicon atom and preferably 1. , 95 to 2.05 hydrocarbon radicals per silicon atom.
The aforementioned organopolysiloxanes can be described as
<Desc / Clms Page number 2>
Heat transformable polysiloxanes formed from hydrocarbon radicals. born and atoms of silicon and oxygen, presenting the recurrent structured group.
EMI2.1
where R and R 'are the same or different monovalent hydrocarbon radicals. Preferably, R and R 'are lower alkyl radicals, particularly the methyl radical.
Examples of other hydrocarbon radicals are aliphatic radicals, e.g. alkyl radicals (e.g. methyl), ethyl, propyl, isopropyl, etc.) unsaturated radicals (e.g. vinyl radicals), acyclic radicals (e.g. cyclopentyl, cyclohexyl, etc.). '
Virtually all commercially available organopolysiloxane elastomers basically contain the same methyl silicone polymer.
The individual properties of each elastomer are obtained by varying the type and amount of filler and also the average molecular weight of the gum. The filler generally constitutes about 60% by weight of the elastomer prepared. The filler used may however vary from 1 part by weight of filler per 3 parts by weight of siloxane up to 3 parts by weight of filler per 1 part by weight of siloxane.
Suitable fillers include finely divided inorganic materials such as asbestos, clay, finely divided silicon dioxide such as silica soot, glass fibers, iron oxide, benzonite, diatomaceous earth. , precipitated calcium carbonate, alumina, zinc oxide, magnesia, titanium oxide and zirconium oxide. The low temperature behavior of is not affected by the type or amount of filler used.
The novel crosslinker of the invention can be a polybasic organic acid or anhydride, such as maleic anhydride, phthalic anhydride, malonic acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, terephthalic acid, pyromelitic acid, & c.
The amount of polybasic organic anhydride acid mixed with the organopolysiloxane resin can vary between 0.25 and 10% by weight based on the weight of the organopolysiloxane resin. Good results have been obtained when the dibasic acid anhydride represents about 1.0% of the weight of the organopolysiloxane resin.
Before applying an organopolysiloxane elastomer to the surface of a metal part, for example a steel sheet for electrical appliances, the siloxane is dispersed in a suitable solvent such as acetone, carbon tetrachloride, toluene, etc. The elastomers are diluted to obtain dispersions containing 25 to 75% by weight resinous solids and can then be used immediately if desired, or allowed to stand.
The resinous solution can be applied to the parts by dipping, spraying, pouring, etc. The applied solution is then vulcanized to obtain an elastic and tough film 0.003 to 0.01 inch (0.0075 to 0.25 mm) thick. by heating at a temperature of 100 to 200 C for 1 to 30 minutes. For general applications, for example the coating of steel sheets for electrical appliances, a layer having a thickness of
<Desc / Clms Page number 3>
0.0075 to 0.06 mm is desirable. The coatings according to the invention can also be applied to other surfaces, for example porcelain enamel, glass, aluminum, copper and various plastic materials.
EMI3.1
ques such as polyaers of monochlorotrifluoroethylene.
EXAMPLE.
A paste containing a low molecular weight dimethylsilicone elastomer was diluted with equal parts of toluene and acetone to give a dispersion containing 50% by weight resin solids. Maleic anhydride is mixed with the solution in an amount of 0.5% by weight of the paste. An electrical appliance steel sheet is extended into the solution to coat it. The coated element is heated in an oven for 15 minutes at a temperature of 150 ° C. The applied dimethyl silioone vulcanizes to an elastomeric film 0.025 mm thick. The vulcanized film has very low tack, adheres well to steel and has high elasticity.
The physical properties of the film are comparable to those of the thicker bulk organopolysiloxane elastomers.
CLAIMS.
1.- Resin composition characterized in that it comprises a heat-transformable organopolysiloxane resin containing an average of more than 1.9 and less than 2.1 organic groups per silicon atom, these organic groups being attached to silicon atoms of the organopolysiloxane by carbon-silicon bonds, and a crosslink forming agent selected from the group consisting of polybasic organic acids and polybasic organic anhydrides, this crosslink forming agent being present in sufficient quantity for
EMI3.2
converting the organopolysiloxane resin into an elastomer.