Verfahren zur Herstellung von Formgebilden aus Silikonelastomeren
Die bisher bekannten Formgebilde aus Silikonelastomeren haben den Nachteil, dass sie sehr wenig gleitfähig sind. Die bisher bekannten Platten aus Silikonelastomeren können beispielsweise auf einer glatten Unterlage nicht verschoben werden.
In Fällen, wo diese mangelnde Gleiteigenschaft von Silikonkautschuk-Oberftächen unerwünscht ist, behalf man sich bisher durch Bepudern der Oberfläche mit einem Gleitmittel. In der Regel kamen Talkum und Glimmer zur Anwendung. Die aufgebrachten Gleitmittel nutzten sich jedoch rasch ab, so dass ein wiederholtes Pudern erforderlich war.
Gänzlich untragbar ist diese Methode z. B. bei der Verwendung von durch Glasfasergewebe verstärkten Silikonelastomeren als Bügelunterlage. Hier ist ein gutes Gleiten des Bügeleisens überhaupt nicht zu erzielen, denn aufgepudertes Glimmermehl glättet zwar zunächst die Oberfläche der Bügelunterlage. Beim feuchten Bügeln jedoch bleibt der Glimmer an dem gebügelten Stück haften und verschmutzt vor allem dunkelfarbiges Bügelgut. Darüber hinaus geht der Gleiteffekt wieder verloren.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Formgebilden aus Silikonelastomeren mit glatten Oberflächen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass auf die Oberfläche der Formgebilde aus zu Elastomeren härtbaren Massen auf Grundlage von Organopolysiloxanen, vor der Härtung indifferente, blättchenförmige, kristalline Pulver aufgebracht werden und nach dem teilweisen, durch das Eigengewicht der Pulverteilchen erfolgten Einsinken dieser Teilchen in die Oberfläche der zum Elastomeren härtbaren Masse, das Aushärten vorgenommen wird.
Beispiele für indifferente, blättchenförmig kristalline Pulver sind insbesondere mineralische, blattförmige Pulver wie Glimmer, Graphit und Talkum oder auch synthetische, gepresste, hochdisperse Kieselsäuren, die auf dem Gaswege erzeugt und z. B. unter der Bezeichnung Aerosil (geschützte Marke) im Handel sind. Mit Hilfe derartiger Pulver kann eine bedeutende Verbesserung der Oberflächenglätte und damit der Gleitfähigkeit erzielt werden.
Es ist wichtig, dass die Gleitmittelteilchen nur teilweise in die Oberfläche der Formgebilde einsinken und dann fixiert werden, während der Rest des Teilchens von dem Trägermaterial unberührt bleibt. Ein blosses Beimischen der Gleitmittel zum ungehärteten Material vermittelt den Formgebilden keinen Gleiteffekt.
Versuche z. B. mit Glimmlermehl zeigten, dass die Giimmerblättchen mit einer Seite auf der Oberfläche ankleben oder etwa bis zur Hälfte in diese einsinken.
Durch die nachfolgende Härtung wird der Glimmer fest an die Oberflächenschicht gebunden. Nach dem Entfernen des überschüssigen Glimmermehls von der Fläche besitzt diese eine dauerhafte gute Gleiteigenschaft gegenüber anderen glatten Flächen. Die fest haftende Glimmerschicht kann durch heisses oder feuchtes Bügeln oder durch Abwischen nicht mehr entfernt werden. Es kann auch von Bedeutung sein, wenn neben dem gewünschten Effekt der Oberflächenglätte auch eine Verringerung der Wasseraufnahme und -durchlässigkeit erzielt wird, was z. B. bei der Wasserdampfentwicklung beim Bügeln von nassen Teilen auf Bügelunterlagen aus mit Tüchern verstärkten Silikonelastomeren von grosser Wichtigkeit ist.
Als zu Elastomeren härtbare Massen werden vorzugsweise bei Raumtemperatur aushärtende Giessr, Streich- oder Knetmassen bzw. Gemische dieser Massen verwendet. Näheres über derartige Massen sowie die geeigneten Vernetzungs- und Härtungsmittel dafür, können aus dem schweizer. Patent 351 104 entnommen werden.
Das Aufbringen der Pulver kann beispielsweise mit Hilfe von Rüttelsieben mit entsprechend gewählter Maschenweite oder durch pressluftbetriebene Zerstäu bervorrichtungen geschehen. Hierbei ist es am besten, wenn das kristalline Pulver die Oberfläche des Trägers möglichst lückenlos und gleichmässig bedeckt und die Kriställchen einseitig mit der zunächst noch flüssigen oder plastischen Oberflächenmasse verklebt werden.
Es ist wichtig, dass die Teilchen nicht gänzlich von der Trägermasse bedeckt werden und vorzugsweise nur bis etwa zur Hälfte in diese einsinken. Blättchenförmiges Material, das sich für das Glattmachen besonders gut eignet, kann mit einer Fläche auf dem Träger aufliegen und verkleben. Um diesen Zustand leichter zu erreichen, kann die Viskosität des Trägers vor der Aushärtung mit dem spezifischen Gewicht des Kristallmaterials aufeinander abgestimmt werden. Nach dem Aushärten ist dann eine einseitige, dauerhafte Fixierung der Kristallblättchen erreicht.
Eine weitere Möglichkeit, gepulvertes Material auf die Oberflächen der zu härtenden Massen aufzubringen, besteht darin, dass man die aufzusprühenden Mittel in einem Lösungsmittel dispergiert. Um rasches Absetzen zu vermeiden, verwendet man zweckmässigerweise Lösungsmittel mit einem hohen spezifischen Gewicht, z. B. Trichloräthylen. Derartige Dispersionen können mit Hilfe einer Spritzpistole verarbeitet werden. Wenn zwischen dem Träger und der Düse während des Spritzens ein grösserer Abstand eingehalten wird, kann das Lösungsmittel verdunsten und der trokkene Füllstoff fein verteilt auf die Oberfläche auftreffen. Dieses Verfahren wird z. B. mit besonderem Erfolg zur Herstellung von immer glatten Bügelunterlagen verwendet.
Beispiel I
Ausgegangen wurde von einer an sich bekannten Bügelunterlage mit einer dauerhaften Oberflächenglätte, deren Herstellung in nachstehender Weise erfolgt war: Auf ein als Verstärkungsmittel dienendes dichtes Glasfasergewebe war nach dem üblichen Streichverfahren eine Dispersion einer kalthärtenden Silikonkautschuk-Streichmasse folgender Zusammensetzung aufgetragen worden:
50 g Streichmasse, gut dispergiert in
40 g Toluol, sodann versetzt mit
10 g Butanol und kurz vor dem Streichvorgang
1,5 g Härter gut beigemischt.
Der Härter war aus Tetraäthylsilikat und Däthylzinndilaurat zusammengesetzt. Die Schichtdicke des gehärteten Silikonelastomers nach Verdunsten des Lösungsmittels hatte 0,15-0,2 mm betragen.
Das erfindungsgemässe Aufsprühen des Gleitmittels (feines Glimmermehi) geschah unmittelbar nach dem Streichvorgang auf die Oberfläche der derart vorbereiteten noch flüssigen Dispersionsschicht der Bügelunterlage. Hierzu wurde eine Aufschlämmung von 10 g feinstem Glimmermehi in 90 g Trichloräthylen verwendet, die man mit einer üblichen Farben-Spritzpistole auf die gestrichene Silikonelastomerfläche verdüste. Zwischen dem beschichteten Glasgewebe und der Düse wurde ein Abstand von etwa 4 > 50 cm eingehalten; dadurch verdunstete das Lösungsmittel bereits zum grössten Teil während des Aufdüsens an der Luft, und der Glimmer wurde gleichmässig fein verteilt und trocken auf die halbflüssige Dispersionsschiicht geschleudert.
Beispiel 2
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 ging man von einer folgendermassen erzeugten Bügelunterlage aus:
Die angewandte kalthärtbare Silikonelastomer-Dis persion war wie folgt zusammengesetzt:
30 g Knetmasse,
50 g Toluol,
20 g Butanol,
1 g Härter (wie in Beispiel 1).
Die Schichtdicke der auf Glasfasergewebe aufgebrachten Schicht bei zweimaligem Strich war nach der Härtung 0,3 mm.
Das erfindungsgemässe Bestäuben der in vorstehender Weise erzeugten Bügelunterlage mit dispergiertem Glimmermehl erfolgte nach dem zweiten Streichvorgang. Die so erzeugte Bügelunteriage war noch weicher im Griff und abriebfester als eine mit Streichmassen-Dispersion nach Beispiel 1 hergestellte Unterlage.
Process for the production of moldings from silicone elastomers
The previously known moldings made of silicone elastomers have the disadvantage that they have very little sliding properties. The previously known plates made of silicone elastomers cannot, for example, be moved on a smooth surface.
In cases where this inadequate sliding property of silicone rubber surfaces is undesirable, it has hitherto been the case to powder the surface with a lubricant. As a rule, talc and mica were used. However, the applied lubricants quickly wore out, so that repeated powdering was necessary.
This method is completely unsustainable e.g. B. when using reinforced fiberglass silicone elastomers as an ironing pad. A good glide of the iron cannot be achieved here at all, because powdered mica initially smoothes the surface of the ironing pad. When ironing with a damp cloth, however, the mica sticks to the ironed piece and especially soils dark-colored items to be ironed. In addition, the sliding effect is lost again.
A method has now been found for the production of moldings made of silicone elastomers with smooth surfaces, which is characterized in that indifferent, flaky, crystalline powders are applied to the surface of the moldings made of masses based on organopolysiloxanes that can be hardened to form elastomers, before hardening and afterwards the partial sinking of these particles, caused by the weight of the powder particles, into the surface of the mass which can be hardened to form an elastomer, the hardening is carried out.
Examples of indifferent, flaky, crystalline powders are, in particular, mineral, sheet-like powders such as mica, graphite and talc, or synthetic, pressed, highly dispersed silicas that are produced by the gas route and, for. B. under the name Aerosil (registered trademark) are in trade. With the help of such powders, a significant improvement in the surface smoothness and thus the lubricity can be achieved.
It is important that the lubricant particles only partially sink into the surface of the molded structure and are then fixed, while the remainder of the particle remains unaffected by the carrier material. A mere admixture of the lubricant to the uncured material does not give the moldings any sliding effect.
Try e.g. B. with mica flour showed that the Giimmerblättchen stick with one side on the surface or sink about halfway into it.
The subsequent hardening process binds the mica firmly to the surface layer. After the excess mica flour has been removed from the surface, it has a permanent, good sliding property compared to other smooth surfaces. The firmly adhering mica layer can no longer be removed by hot or damp ironing or by wiping. It can also be important if, in addition to the desired effect of surface smoothness, a reduction in water absorption and permeability is achieved, which z. B. is of great importance in the development of water vapor when ironing wet parts on ironing pads made of silicone elastomers reinforced with cloths.
Casting, spreading or kneading compounds or mixtures of these compounds which harden at room temperature are preferably used as compositions which can be hardened to give elastomers. More information about such compounds as well as the suitable crosslinking and hardening agents can be found in the Swiss. See U.S. Patent 351,104.
The powder can be applied, for example, with the aid of vibrating sieves with appropriately selected mesh sizes or with compressed air-operated atomizers. It is best here if the crystalline powder covers the surface of the carrier as completely and evenly as possible and the crystals are glued on one side to the initially still liquid or plastic surface compound.
It is important that the particles are not completely covered by the carrier mass and preferably only sink into it up to about halfway. Leaflet-shaped material, which is particularly well suited for smoothing, can lie on the carrier with a surface and stick. In order to achieve this state more easily, the viscosity of the carrier can be coordinated with the specific weight of the crystal material prior to hardening. After hardening, a one-sided, permanent fixation of the crystal flakes is achieved.
Another possibility of applying powdered material to the surfaces of the masses to be hardened consists in dispersing the agent to be sprayed on in a solvent. In order to avoid rapid settling, it is expedient to use solvents with a high specific weight, e.g. B. trichlorethylene. Such dispersions can be processed with the aid of a spray gun. If a greater distance is maintained between the carrier and the nozzle during spraying, the solvent can evaporate and the dry filler can hit the surface in finely divided form. This method is z. B. used with particular success for the production of always smooth ironing pads.
Example I.
The starting point was an ironing pad known per se with a permanent surface smoothness, which was produced in the following manner: A dispersion of a cold-curing silicone rubber coating compound of the following composition was applied to a dense glass fiber fabric serving as a reinforcing agent using the customary coating process:
50 g of coating slip, well dispersed in
40 g of toluene, then mixed with
10 g butanol and just before the painting process
1.5 g hardener mixed in well.
The hardener was composed of tetraethylsilicate and diethyltin dilaurate. The layer thickness of the cured silicone elastomer after evaporation of the solvent was 0.15-0.2 mm.
The inventive spraying of the lubricant (fine mica powder) took place immediately after the painting process on the surface of the still liquid dispersion layer of the ironing pad that had been prepared in this way. For this purpose, a slurry of 10 g of the finest mica powder in 90 g of trichlorethylene was used, which was sprayed onto the coated silicone elastomer surface with a conventional paint spray gun. A distance of about 4> 50 cm was maintained between the coated glass fabric and the nozzle; As a result, most of the solvent evaporated in the air during the spraying process, and the mica was evenly finely distributed and hurled dry onto the semi-liquid dispersion layer.
Example 2
In a manner similar to Example 1, the starting point was an ironing pad produced as follows:
The cold-curing silicone elastomer dispersion used was composed as follows:
30 g modeling clay,
50 g toluene,
20 g butanol,
1 g hardener (as in example 1).
The layer thickness of the layer applied to glass fiber fabric with two lines was 0.3 mm after curing.
The inventive dusting of the ironing pad produced in the above manner with dispersed mica flour took place after the second coating operation. The ironing pad produced in this way was even softer to the touch and more abrasion-resistant than a pad produced with a coating dispersion according to Example 1.