CH321107A

CH321107A - Process for the preparation of aqueous solutions of hydrolyzed silanes

Info

Publication number: CH321107A
Authority: CH
Inventors: Steinmann Robert
Original assignee: Libbey Owens Ford Glass Co
Priority date: 1952-01-07
Filing date: 1953-01-07
Publication date: 1957-04-30

Description

  

  Verfahren zur Herstellung wässeriger Lösungen von     hyarolysierten        Silanen       Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich auf  ein Verfahren zur     Herstellung    wässeriger Lö  sungen von     Hydrolysaten    von in der     Vinyl-          grappe        gegebenenfalls    substituierten     Vinyl-          alkoxy-silanen    mit mindestens '2     Alkoxygrup-          pen.     



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist da  durch gekennzeichnet, dass man das zu     hy-          drolysierende        Silan    mit Wasser im Verhältnis  von 1 bis 30     .Clewichtsteilen    des     Silans    auf  100     Gewichtsteile    Wasser vermischt., die Mi  schung ansäuert und bis zur Bildung einer  klaren, homogenen Lösung des     Hydrolysates     kräftig rührt und die erhaltene Lösung mit  Wasser verdünnt.  



  Es wurde gefunden, dass man eine stabile,       eelite    wässerige Lösung von     Hydroly    Baten  eines     Vinvl-alkoxv-silans    herstellen kann  durch Hydrolyse des     Silans    bei Konzentratio  nen von bis zu 30 Gewichtsteilen in     1.00    Teilen  Wasser in saurem     PH-Bereieh,    vorzugsweise  bei     pl,    zwischen 3 und     ''5.    Das anfänglich nicht  mischbare System von     Silan    und Wasser wird  kräftig     gerührt,    bis eine klare, homogene Lö  sung erhalten wird, was 30 -Minuten bis zu       f    Stunden dauern kann.  



  Obschon man direkt v     erdünntere    Lösungen  herstellen könnte, bevorzugt man die Verwen  dung von 10 bis     2,0    Gewichtsteilen     Silan    in       10O    Teilen Nasser. Die so erhaltene Lösung  wird dann so weit mit Wasser verdünnt, als  dies für den speziellen     Verwendungszweeli       erforderlich ist. Stellt man die Lösung von  Anfang an mit niedrigeren     iSilankonzentra-          tionen    her, so wirkt sich dies     ungünstig    auf  die Stabilität der Lösungen aus.

      Die Hydrolyse des     Silans    und     das    Lösen  des     hydrolysierten        Silans    wird am besten un  ter Bedingungen durchgeführt, die einen     pA     von 3 bis 3,5 ergeben, in der Regel durch Zu  -satz von Ameisensäure oder einer andern ge  eigneten Säure. Je höher der     pH-Wert,    desto  länger braucht es, das     Silan    zu einer klaren,  homogenen Lösung zu     hydrolysieren    und desto  geringer ist auch die Stabilität.

   Bei     pH-Werten     unter 3, das heisst bei     pH    2. oder 1, verläuft  die Hydrolyse gleich schnell     wie    beim     pH    3  bis 3,5, doch haben die wässerigen Lösungen       verminderte    Stabilität. Die     verdünnteren        Be-          handlungslösungen,die    durch Verdünnen der  konzentrierteren Lösungen mit Wasser herge  stellt werden, werden vorzugsweise beim     pH     3 bis 4 gehalten.

      Beim PH 3,5 kann eine     konzentrierte    Lö  sung ohne Ausscheidung bis zu 3 bis 4 'Tage  stabil bleiben, und eine verdünnte Lösung  kann eine Stabilität von 7 bis     11?    Tagen oder  mehr aufweisen. Im Vergleich dazu ist eine  konzentrierte Lösung mit dem     pH    5 etwa  24 :Stunden stabil     und    eine verdünnte Lösung  etwa 48 Stunden. Beim PH 7 bilden sowohl       konzentrierte    als verdünnte Lösungen fast  augenblicklich Niederschläge.      Beispiele für die     Herstellung        tzpiseher     Lösungen sind die folgenden, wobei die Teile  Gewichtsteile sind.  



  1. Ein technischer Ansatz von V     inyl-tri-          äthoxy-silan    wird zur     Herstellung    der folgen  den Reihe von Lösungen verwendet. Ein Ge-    misch dieses     Silans    mit Wasser im ange  gebenen     _Mengenverhältnis    wird mit Ameisen  säure auf den angegebenen     pH-Wert    eingestellt  und kräftig gerührt, wobei innerhalb der an  gegebenen Zeiten klare, homogene Lösungen  entstehen  
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     2.

   1 Teil     a=Chlon-inyl-triä.thoxy-silan    wird  mit 9 Teilen Wasser vermischt und die     Ali-          schung    unter Zusatz von Ameisensäure bis  zum     pH    3 während 140 Minuten kräftig ge  rührt. Die erhaltene klare und homogene Lö  sung bleibt 24 Stunden stabil. Eine daraus  hergestellte 1prozentige Lösung bleibt.     48    Stun  den     stabil.     



  Die erfindungsgemäss hergestellten Lösun  gen können beispielsweise zur Behandlung von  Glasfasern und     Glasfaserprodukten    verwendet  werden, welche eine stark verbesserte Adhä  sion für     ungesättigte    Harze vom Additions  typus, in welche die Glasfasern als Verstär  kung eingebracht werden können, bewirkt und  die Herabsetzung dieser Haftfestigkeit unter  starkem     Feuchtigkeitseinfluss    oder beim Ein  tauchen in Wasser stark vermindert. Ferner  können Glasfasern auch durch     Behandlung    mit.  solchen Lösungen wasserabstossend gemacht  werden. Insbesondere eignen sich Lösungen  von     hydrolysierten        Vinyl-triäthoxy-silanen    zu  den genannten Verwendungszwecken.



  Process for the production of aqueous solutions of hydrolysed silanes The present invention relates to a process for the production of aqueous solutions of hydrolysates of vinylalkoxysilanes with at least 2 alkoxy groups which are optionally substituted in the vinyl grape.



  The method according to the invention is characterized in that the silane to be hydrolyzed is mixed with water in a ratio of 1 to 30 parts by weight of the silane to 100 parts by weight of water, the mixture is acidified and a clear, homogeneous solution of the hydrolyzate is formed stir vigorously and dilute the resulting solution with water.



  It has been found that a stable, elite aqueous solution of hydrolyzate Baten of a Vinvl-alkoxv-silane can be produced by hydrolysis of the silane at concentrations of up to 30 parts by weight in 1.00 parts of water in an acidic pH range, preferably at pl, between 3 and '' 5. The initially immiscible system of silane and water is stirred vigorously until a clear, homogeneous solution is obtained, which can take 30 minutes to f hours.



  Although more dilute solutions could be prepared directly, it is preferred to use 10 to 2.0 parts by weight of silane in 10O parts of water. The solution obtained in this way is then diluted with water to the extent necessary for the specific application. If the solution is prepared from the beginning with lower iSilane concentrations, this has an unfavorable effect on the stability of the solutions.

      The hydrolysis of the silane and the dissolution of the hydrolyzed silane is best carried out under conditions which result in a pA of 3 to 3.5, usually by adding formic acid or another suitable acid. The higher the pH, the longer it takes to hydrolyze the silane to a clear, homogeneous solution and the lower the stability.

   At pH values below 3, i.e. at pH 2 or 1, the hydrolysis proceeds as quickly as at pH 3 to 3.5, but the aqueous solutions have reduced stability. The more dilute treatment solutions, which are prepared by diluting the more concentrated solutions with water, are preferably kept at pH 3-4.

      At pH 3.5, a concentrated solution can remain stable for up to 3 to 4 days without excretion, and a dilute solution can have a stability of 7 to 11? Days or more. In comparison, a concentrated solution with a pH of 5 is stable for about 24 hours and a dilute solution for about 48 hours. With PH 7, both concentrated and dilute solutions form precipitates almost instantly. Examples of making specific solutions are as follows, with parts being parts by weight.



  1. A technical approach of V inyl-tri-ethoxy-silane is used to prepare the following series of solutions. A mixture of this silane with water in the specified quantity ratio is adjusted to the specified pH value with formic acid and vigorously stirred, resulting in clear, homogeneous solutions within the specified times
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     2.

   1 part of a = chloronynyl-triethoxy-silane is mixed with 9 parts of water and the mixture is stirred vigorously for 140 minutes with the addition of formic acid to pH 3. The clear and homogeneous solution obtained remains stable for 24 hours. A 1 percent solution made from it remains. 48 hours stable.



  The solutions prepared according to the invention can be used, for example, for the treatment of glass fibers and glass fiber products, which causes a greatly improved adhesion for unsaturated resins of the addition type, in which the glass fibers can be introduced as reinforcement, and the reduction of this adhesive strength under the influence of strong moisture or greatly reduced when immersed in water. Furthermore, glass fibers can also be treated with. such solutions can be made water-repellent. Solutions of hydrolyzed vinyl-triethoxysilanes are particularly suitable for the purposes mentioned.

Claims

PATENT CLAIM Process for the production of aqueous solutions of hydrolysates of vinyl alkoxy silanes optionally substituted in the vinyl group with at least two alkoxy groups, characterized in that the silane to be hydrolyzed is mixed with water in a ratio of 1 to 30 , </B> parts by weight of the silane to <B> 100 </B> parts by weight of water,

acidify the solution and stir it vigorously until a clear, homogeneous solution of the hydrolyzate is formed, and the solution obtained with it. Water diluted. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that the silane is a vinyl ethoxy silane. 2 .. The method according to claim, characterized in that the silane is a vinyl triethoxy-silane. 3.

Method according to claim and dependent claim 1, dadureb. characterized in that the pH is maintained between 3 and 5. Method according to patent claim and dependent claim 2 ', characterized in that the pH is kept between 3 and 5. 5. Procedure. according to claim and dependent claim 2, characterized in that the PH is kept between 3 and 4.