CS212015B1 - Method of hydrolysis of the acryloxyalkyltrialkoxysilanes - Google Patents

Description

2

Vynález sa týká spósobu hydrolýzy akryl-oxyalkyltrialkoxysilanov.

Za účelom zlepšenia adhézie plastovk róznym anorganickým substrátora, Či užvo formě vlákien, guličiek, fólii, drtě, tkanina pod., sa prevádza úprava fázového rozhra-nia róznymi vazbovými prostriedkami, tiežnazývanými prómótQry adhézie. Priemyselneje najpoužívanejší spósob aplikovat promo-tory adhézie z vodných systémov, hlavicez dóvodu, že použitie organických rozpušťa-diel je obmedzené, či už pře ich toxicitu,hořlavost a v neposlednom řade aj z ekono-mických příčin.

Ako promótory adhézie, zvlášť pre nena-sýtené polyesterové živice sa používajú róz-ne akryloxyalkyltrialkoxysilany. Tieto sa přiformulácii lubrikácií, pojidiel a pod. na bázevody prevádzajú hydrolýzou na vo vodě roz-pustné silanoly, najčastejšie za katalytické-ho účinku vo vodě rozpustných organickýchkyselin, hlavně kyseliny octovéj (Noll W.:Chemie und Technologie der Silikone, Ver-lag Chemie 1968). Aj ked sú známe skutoč-nústi, že celý rad silanolov, zvlášť silantrio-lov sa vyznačuje malop stálosťoú, věnovalasa tomuto problému len malá pozornost priaplikáciách promótorov adhézie.

Nevýhody spojené s prítomnosťou zná-mých homogennych katalyzátorov odstráni-lo riešenie pódia ČS aut. osv. č. 183 491, kto-ré používá heterogénny katalyzátor, vymie-ňač iónov a hyďrolýzu uskutočňuje v jedno-fázovom systéme za použitia organických vovodě rozpustných rozpúšťadiel. Určitá: nevý-hoda tohto spósobu spočívá v tom, že sila-nové hydrolyzáty často spósobujú pri formu-lácii niektorých vodných latexových kompo- 'zícií ich koaguláciu, vplyvom organickýchrozpúšťadiel použitých pri hydrolýze sila-nov. Pokrok oproti týmto známým postupompriniesla aplikácia promótorov adhézie voformě emulzií, ktoré sú popísané v ČS aut.osv. č, 187 720 a 195 225.: Při použití týchtóemulzií sice sa odstráni koagulácia latexov,no tiež nemajú univerzálně použitie.' Zistilisme, že přítomnost epoxidových živíc ako ajesterov Jcyseliny ftalovej, ktoré sa používajú-při přípravě uvedených emulzií, spolu s ne-nasýtenými trialkoxysilanmi zvyšuje flexibi-litu ,latexovéj povrchovej úpravy používanéj. k úpravě skleněných vlákien, Aj ked tétovlastnost je vítaná pre celý rad aplikáciískleněných vlákien, nie sú vhodné tietoemulzie k príprave tzv. tvrdých priamychlubrikácií. Popísané nevýhody týchto riešenísa odstránia spósobom podfa vynálezu.

Vynález popisuje spósob hydrolýzy akryl-oxyalkylťrialkoxysilanov obecného vzorca

Rx

I

CH2 = C-C-O-{CH2)n-Si(OR2)3O kde Rj je atóm vodíka alebo metyl, R2 je metyl alebo etyl a n celé číslo 1 až 3. Pod- stata vynálezu spočívá v tom, že hydrolýzasa uskutočňuje vo vodě v přítomnosti di-hydrofosforečňanov obecného vzorca M H2 PO4 kde M je NH4, Na alebo JK, v množstve naj-menej 0,04 až 5 mólov dihydrofosforečňánuna 1 mól silanu. , '

Hydrolýza sa móže uskutočňovať v róz-hych zariadeniach, ktoré sú vybavené mie-šadlami, v mixérech, koloidných mlynocha pod. V případe zariadení s nízko obrátko-vými miešadlaini alebo použitia zariadenís miestami, kde dochádza k obmedzenej cir-kulácii pri miešaní je možné docieliť rovno-měrné rozloženie emulzie silanu přidánímdo vody róznych látok, ktoré znižujú povr-chové napátie vody v množstve 0,02 až 2 %hmotnosti. K tomuto účelu je možné použitširokú paletu známých tenzidov. Sú to hlav-ně rózne alkylpolyglykolétery, kopolyméryna báze etylénoxidu a propylénoxidu, sorbi-tolové estery a ich polyoxyetylénové derivá-ty a pod., ktoré v případe úpravy skleně-ných vlákien plnia v lubrikáciách aj funkciumazadla. Týmto spósobom sa zváčší vstyčnáplocha silanu, vytvořením jemnej emulzies vodou a katalyzátorom, čo sa prejávujezvýšenou rýchlosťou hydrolýzy.

Silanové hydrolyzáty podlá vynálezu jemožné použit k formulácii tvrdých priamychlatexových lubrikácií na úpravu skleněnýchvlákien. Ich použitím sa zároveň zvýši sta-bilita vodných roztokov silanov, ktorá umož-ňuje připravovat váčšie jednorázové množ-stvá lubrikačných kompozici! a znižovaťkoncentrácie promótorov adhézie, čo má vý-znam nielen ekonomický, ale aj hygienický,pretože pracovníci v případe úpravy vlákienprichádzajú do priameho kontaktu s lubri-káčnými kompozíciami. Zvlášť výhodné jeich použit pri príprave lubrikácií, ktoré ob-sahujú ako vazbový prostriedok okrem ne-nasýtených silanov aj aminosilany. Při po-užití sa docielia lepšie mechanické vlast-nosti lamiriátov než při použití kyseliny oc-tovej ako katalyzátoru, ktorá pri vypalovanívlákien reaguje s aminosilanom na příslušnýamid, v dósledku čoho sa znižuje jeho reak-tivita.

Okrem týchto aplikácií je možné silanovéhydrolyzáty použit k úpravě róznych práš-kových plniv pre výstuž plastov, hlavně ]írenenasýtené polyesterové živice napr. pri for-mulácií prepregových kompozícií.

Vynález je dalej objasněný formou príkia-dov. Příklad 1: ’ V 200 ml vody sa rozpustilo 1 g povrcho-voaktívnej látky na báze oxyetylovaného no-nylfenolu s 9 mólmi etylénoxidu a dihydro-fosforečňan amónny. K tomuto roztoku sa zamiešania přidalo 5 g 3-metakryloxypropyl-trimetoxysilanu. Množstvo dihydrofosforeč-ňanu amónneho a čas hydrolýzy v minútachsú uvedené v tabulke.

Claims (2)

1. 3 NH4H2PO4 (g) hydrolýza (min) 0,1 20 0,3 15 0,5 10 2,3 5 4,6 5 7,0 5 10,0 5 Hydrolýza silanu za roynakých podmienokbez přítomnosti katalyzátora neprebehla aniza 2 hodiny. Připravené roztoky silanov sústabilně a vypadávanie aglomerátov polysil-oxaiiu nebolo pozorované ani po 20 hodi-nách. Spósob hydrolýzy sa použil k přípravělubrikácie uvedenej v tabulke. Lubrikácia A B 1 c (°/o hmot.) polyvinylacetátovádisperzia (50 %) 6 '6 6 3-metakryloxypropyl- trimetoxysilan 0,2 0,2 0,2 dihydrofosforečňan amonný 0,1 0 0 dibutylftalát 0 0,2 0 epoxidová živica 0 0 0,2 emulgátor 0 0,05 0,05 chlorid lítny 0,2 0,2 .0,2 mazadlo, aminoamid 0,05 0,05 0,05 voda — — do 100% _ Lubrikácia B sa připravila postupom podláCS aut. osv: č. 195 225 a lubrikácia C podřaČS' aut. osv. č. 187 720. Připravené lubriká- cie A,B, C sa použili k úpravě skleněnéhovlákna o priemere 15 mikrometrov priamopo výstupe ž platinovej piecky. Upravenévlákna sa po 24 h predsušovaní vypalovalipo dobu 4 h při teplote 125 °C. Tuhost vlák-na, ktorá je charakterizovaná jeho previsom,bola pri použití lubrikácie A 13,5 cm, B 12,5cm a C 12 cm. Příklad 2: V 200 ml vody sa rozpustili 3 g dihydro-fosforečňanu amónneho. K roztoku sa zamiešania přidalo 5 g 3-akryloxypropyltrime-toxysilanu. Hydrolýza prebehla za 15 minút. Příklad 3: Podobné ako v příklade 1, len sa použilako katalyzátor dihydrofosforečňan drasel-ný v množstve 3 g. Hydrolýza prebehla za30 minút. Příklad 4: Podobné ako v příklade 1, len sa použilako katalyzátor dihydrofosforečňan sodnýv množstve 3 g. Hydrolýza prebehla za 30minút. Příklad 5: V 200 ml vody sa rozpustil 1 g povrchovoaktívnej látky pripravenej reakciou 85 mó-lov propylénoxidu na 1 mól trimetylolpropá-nu s následnou adíciou 36 mólov etylénoxidu[hydroxylové číslo 40 mg KOH (g)J. K roz-toku sa přidal dihydrofosforečňan amonný,3 g a 5 g metakryloxymetyltrietoxysilanu.Hydrolýza prebehla za 20 minút. PŘEDMET VYNÁLEZU

   1. Spósob hydrolýzy akryloxyalkyltrialkoxy-silanov obecného vzorca Ri CH2 = C—C—O— (CH2)n—SÍ( OR2)3 O kde Rj je atóm vodíka alebo metyl, R2 jemetyl alebo etyl a n celé číslo 1 až 3, vy-značujúci sa tým, že sa hydrolýza usku- točňuje vo vodě v přítomnosti dihydrofos-forečňanov obecného vzorca MH2PO4 kde M je NH4, Na alebo K, v množstve0,04 až 5 mólov dihydrofosforečňanu na1 mól silanu.
2. 2. Spósob hydrolýzy podlá bodu 1, vyznaču-júci sa tým, že voda obsahuje látky zni-žujúce povrchové napátie vody, s výhodouneiónovej tenzidy v množstve 0,02 až 2 %•hmotnosti.