CS243586B1 - Sposob přípravy vodných roztokov 3-metakryloxypropylsilanov - Google Patents

Abstract

Vynález popisuje katalyzovanú hydrolýzu 3-metakryloxypropyltrialkoxysilanov vo vodě, připadne v přítomnosti emulgátorov. Ako katalyzátor používá kyselinu metakrylovú alebo akrylová. Připravené vodné roztoky silanov sú zvlášť vhodné na úpravu skleněných vlákien pre výstuž polyesterov.

Description

243586

Vynález sa týká spůsobu přípravy vod-ných roztokov 3-metakryloxypropylsilano-lov, hydrolýzou 2-metakryloxypropyltrial-koxysilanov s 1 až 4 atómami uhlíka v alko-xyškupine vo vodě v přítomnosti kyslýchkatalyzátorov, připadne aj emulgátorov.

Substituované trialkoxysilany našli širokéa neustále sa rozširujúce aplikačně použitiena úpravu plniv, hlavně skleněných vlákienpoužívaných ako výstuž různých kompozí-cií.

Priemyselne je najpoužívanejší spůsobaplikovat tieto zlúčeniny z vodných systé-mov, hlavně z důvodu, že použitie organic-kých rozpúšťadiel je obmedzené, či už preich toxicitu, hořlavost a v neposlednom ra-dě aj z ekonomických příčin. Predovšetkýmz týchto důvodov je věnovaná najvačšia po-zornost príprave vodných kompozícií sila-nov.

Metakryloxypropyltrialkoxysilany sú zná-me a ich syntéza a použitie ako aj hydro-lýza boli popísané už roku 1967 E. P. Pleued-demannom a H. A. Clarkom (USA pat. číslo3 258 477 j. Tieto siiany sú vo vodě neroz-pustné, ale stávajú sa rozpustné, keď alko-xyskupiny zhydrolyzujú. Vzniknuté silan-trialy sú nestabilně, postupné kondenzujúna zložité siloxány, pričom rýchlost závisína koncentrácii, pH, katalyzátoroch, spolu-rozpúšťadlách a povahe viazaného substi-tuenta. Hydrofóbna část 3-metakryloxypro-pylsilanolov je v rovnováhe s hydrofilnou,t. j. vytvárajú silné orientovanú vrstvu narozhraní voda—vzduch, čo má za následokvýrazné zníženie povrchového napatia vody.

Zvyčajne sa ako katalyzátor používá ky-selina mravčia, octová a propiónová (NollW.: Chemie und Technologie der Silikone,Verlag Chemie 1968). Tiež je známe aj po-užitie kyseliny citrónovej ako katalyzátoras následnou extrakciou silanolu z vody ne-polárným rozpúšťadlom (francúzsky patentč. 2 139 097). Okrem týchto katalyzátorovsa používajú organické zlúčeniny titánu(NSR pat. č. 1 495 418), iontomeniči (čs.aut. osv. č. 183 491), dihydrofosforečňany(čs. aut. osv. č. 212 015).

Urýchlenie hydrolýzy je možné docieliťprídavkom různých emulgátorov, pomocouktorých sa vytvára jemná emulzia silanu vovodě, čím sa zváčší vztyčná plocha silanu svodou a katalyzátorom (britský patent číslo1 009 908). Z důvodu, že vodné roztoky tých-to zlúčenín sú obmedzené stabilně, venujesa zvýšená pozornost príprave ich stabil-ných roztokov (EP pat. č. 0 049 365) zvy-čajne oddělováním katalyzátorov (USA pat.č. 4 395 563).

Katalyzátory používané pri týchto postu-poch majú hlavně za úlohu urýchliť priebehhydrolýzy.

Vynález popisuje spůsob přípravy vod-ných roztokov 3-metakryloxypropylsilanov,hydrolýzou 3-metakryloxypropyltrialkoxy-silanov s 1 až 3 atómami uhlíka v alkoxy-skupine vo vodě v přítomnosti kyslých ka- talyzátorov, připadne aj emulgátorov. Pod-stata vynálezu spočívá v tom, že ako kata-lyzátor sa použije kyselina metakrylová a-lebo akrylová v hmotnostnom pomere silan : : kyselina, 1 : 0,005 až 2.

Hydrolýza sa může uskutečňovat v růz-ných zariadeniach, ktoré sú vybavené mie-šadlami, v mixéroch, koloidných mlynoch apod. V případe použitia zariadení s nízkoobrátkovými miešadlami alebo zariadení smiestami, kde dochádza k obmedzenej cir-kulácii pri miešaní, je možné docieliť rov-noměrné rozloženie emulzie silanu přidánímdo vody různých emulgátorov, ktoré znižu-jú povrchové napatie vody.

Silanové hydrolyzáty podlá vynálezu slú-žia hlavně k povrchovej úpravě skleněnýchvlákien. Pri sušení upravených vlákien, kto-ré sa spravidla uskutočňuje pri teplote 120až 130 °C dochádza k polymerizácii in šitu,za vzniku kopolymerného filmu. Týmto spů-sobom sa zvýši tuhost skleněných vlákien,ktorá je potřebná pri ich spracovaní seká-ním. Zároveň sa zlepší adhézia polymérov,ktoré sa používajú na povliekanie skleně-ných vlákien. Přítomnost karboxylovýchskupin spůsobuje zvýšenú polaritu povrchu,čo má kladný vplyv na antistatické vlast-nosti, vlastnosti a zmáčavosť skleněnýchvlákien polárnými plastmi. Na rozdiel odznámých katalyzátorov, katalyzátory podlávynálezu sa aktivně podielajú aj na modifi-kácii povrchových vlastností skleněnýchvlákien.

Vynález je ďalej objasněný formou príkla-dov. Příklad 1 V 500 ml vody sa rozpustila kyselina me-takrylová a k tomuto roztoku sa za mieša-nia přidalo 10 g 3-metakryloxypropyltrime-toxysilanu. Množstvo kyseliny a jej vplyv napriebeh hydrolýzy v minútach je uvedenýv tabulke 1.

Tabulka 1 kyselina (g) Hydrolýza (min) 0,5 55 2 22 10 7 20 5 Příklad 2 V 500 ml vody sa rozpustil 1 g nonylfeno-lu oxyetylovaného 9 mólmi etylénoxidu a 2 gkyseliny akrylovej. K roztoku sa za mieša-nia prilado 10 g 3-metakryloxypropyltrime-toxysilanu. Hydrolýza prebehla za 8 minút.Příklad 3 V 500 ml vody se rozpustili 2 g kyseliny

Claims (2)

1. 243586 metakrylovej a za miešania sa přidalo 10 g3-metakryloxypr opy 1-tr is- (2-metoxyetoxy) -silan. Hydrolýza prebehla za 10 minut.Příklad 4 Vodný roztok silanolu připravený pódia príkladu 2 sa zmiešal s 600 g 500% polyvi-nylacetátovej disperzie, 15 g chloridu lít-neho, 25 g 12,5% mazadla na báze amínoa-midu a doplnil vodou na objem 5 000 ml.Takto připravená kompozícia je vhodná naúpravu skleněných vlákien pre výstuž ne-nasýtených polyesterových živíc. PREDMET Spósob přípravy vodných roztokov 3-me-takryloxypropylsilanolov hydrolýzou 3-me-takryioxypropyltrialkoxysilanov s 1 až 3 a-tómami uhlíka v alkoxyskupine vo vodě vpřítomnosti kyslých katalyzátorov, prípad- vynalezu ne aj emulgátorov, vyznačujúci sa tým, žeako katalyzátor sa použije kyselina meta-krylová alebo akrylová v hmotnostnom po-měre silan : kyselina, 1 : 0,05 až
2. 2. OPRAVA k PVAO ě. 243 586 (51) Int. CL4 C 07 F/08 Správný název· záhlaví je: (54) Sposob přípravy vodných roztokov 3-metakryloxypropyl-silanolov ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY