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Die
Erfindung betrifft eine chemische Zusammensetzung auf der Basis
mindestens eines Oligo- und/oder Polysiloxans (A) mit mindestens
zwei ungesättigten Gruppen und gegebenenfalls Additiven
zum Lackieren, Beschichten, Verkleben und/oder Reparieren von Substraten
sowie danach erhaltene Materialien.
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Aufgrund
ihrer relativ inerten und hydrophoben Oberfläche sowie
ihrer gummielastischen Eigenschaften sind Kautschuke, insbesondere
Silikonkautschuke nicht oder nur schlecht verkleb- oder lackierbar.
Entweder werden die zu lackierenden Oberflächen nicht benetzt
oder es stehen keine Verankerungsmöglichkeiten zur Verfügung,
die eine ausreichende Haftung der Beschichtung erlauben. Trotzdem
ist es in einigen Fällen erwünscht, die vorhandenen
Oberflächen durch eine Lackierung unter ästhetischen
oder optischen Gesichtspunkten zu verändern oder zu verbessern.
So kann beispielsweise eine farbliche Veränderung durchgeführt oder
der Glanz und die Reflektion erhöht werden. Letztendlich
stehen nur Lacke und Kleber zur Verfügung, die wiederum
auf vernetzenden oder polymerisierenden Silikonen basieren. Mit
diesen treten keine Benetzungsprobleme auf und es kann durch Quellung
und/oder Reaktion mit noch vorhandenen funktionellen Gruppen eine
ausreichende Haftung der Beschichtung oder des Klebers erzielt werden.
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Bei
den vernetzenden oder polymerisierenden Silikonen unterscheidet
man zwei Gruppen von Vernetzungsmechanismen: additionsvernetzende
und kondensationsvernetzende Systeme (W. Noll „Chemie
und Technologie der Silicone", Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1968; M.
A. Brook „Silicon in organic, organmetallic and polymer
chemistry", John Wiley & Sons,
New York 2000). Additionsvernetzende Systeme basieren entweder
auf einer radikalischen Kettenreaktion oder einer Hydrosilylierung.
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Im
Fall der radikalischen Kettenreaktion reagieren mit Vinylgruppen
modifizierte Polysiloxane unter Einwirkung eines Radikalerzeugers
(Initiators) miteinander und bilden ein Netzwerk. Als Radikalerzeuger
werden zweckmäßigerweise thermisch aktivierbare
Initiatoren wie Dibenzoylperoxid oder AIBN (Azoisobutyronitril)
eingesetzt, die bei Erwärmung in Radikale zerfallen, die
an die Doppelbindungen addieren und ein neues Radikal erzeugen.
Diese Einkomponentensysteme müssen jedoch mit organischen
Lösungsmitteln verdünnt werden, um Viskositäten
einzustellen, die für eine Lackierung durch Pinseln, Tauchen
oder Sprühen geeignet sind. Die Verwendung solcher Lösungsmittel
ist ein schwerer Nachteil, da damit neben Geruchsbelästigungen, Luftverschmutzung
auch eine höhere Brand- und Explosionsgefahr einhergeht.
Durch den Einsatz von thermisch aktivierbaren Initiatoren ist die
Lagerstabilität begrenzt, da Temperaturerhöhungen
(beispielsweise während des Transportes) eine vorzeitige
Verdickung oder Gelierung der Formulierung zur Folge haben. Diese
Viskositätsänderung wiederum führt bei
der Anwendung zu unerwünscht hohen Schwankungen in der
Schichtdicke des Lackes bzw. Klebers.
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Bei
der Hydrosilylierung wird die Vernetzung durch eine metallkatalysierte
Reaktion zwischen mit Vinylgruppen modifizierten Oligo- oder Polysiloxanen
und mit SiH-Funktionen versehenen Oligo- oder Polysiloxanen bewerkstelligt.
Solche Systeme vernetzen schon bei Raumtemperatur, sie haben jedoch
den Nachteil, dass sie nur als 2 Komponentensysteme ausreichend
lagerstabil sind. Dies bedeutet, dass man den Metallkatalysator
in der einen Komponente und die mit SiH-Funktionen versehenen Oligo-
oder Polysiloxanen in der anderen Komponente getrennt halten muss.
Die beiden Komponenten werden dann erst kurz vor der Anwendung im
entsprechenden Verhältnis gemischt und auf die Oberfläche
aufgetragen. Derartige Systeme haben sich nicht durchgesetzt, da
das Anmischen der Komponenten umständlich ist und aufgrund
der relativ kurzen Verarbeitungszeit (Zeit in der das Material in
ausreichend flüssiger Form vorliegt) nicht optimal aufgetragen werden
kann und ein zum Teil erheblicher Anteil ungenutzt bleibt und verworfen
werden muss.
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Bei
den kondensationsvernetzenden Systemen gibt es ebenfalls Zwei- oder
Mehrkomponenten sowie Einkomponentensysteme, die entweder bei Raumtemperatur
oder erhöhten Temperaturen vernetzt werden. Bei den Zwei-Komponentensystemen
werden vorzugsweise Oligo- und/oder Polysiloxane mit OH-Funktionen mit
Ortho- oder Polykieselsäureestern oder Alkytrialoxysilanen
unter Einsatz von Metallsalzen als Katalysator verwendet (W.
Noll „Chemie und Technologie der Silicone", Verlag Chemie
GmbH, Weinheim 1968 Seite 339 folgende). Diese Zwei-Komponenten
Systeme haben die Nachteile, dass das Anmischen der Komponenten umständlich
ist und dass, aufgrund der relativ kurzen Verarbeitungszeit (Zeit
in der das Material in ausreichend flüssiger Form vorliegt)
der Lack oder Kleber nicht optimal aufgetragen werden kann und ein
zum Teil erheblicher Anteil ungenutzt bleibt und verworfen werden
muss. Weiterhin werden bei der Kondensation Alkohole freigesetzt,
die aufgrund ihrer Toxizität einige Anwendungen ausschließen
oder zu Geruchsbelastungen führen.
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Einkomponentensysteme
bestehen aus wasserfreien Oligo- und/oder Polysiloxanen mit OH-Funktionen
und als Vernetzer werden wasserfreie Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxane
eingesetzt, die leicht hydrolysierbare Gruppen (z. B. Acetoxy-,
Amino-, Carbonsäureamid- und/oder Oxim-Gruppen) enthalten.
Die Reaktion wird dadurch ausgelöst, dass durch Wasser
aus der Umgebung (Luftfeuchtigkeit) eine Hydrolyse der hydrolysierbaren
Gruppen ausgelöst wird und die gebildeten Si-OH Gruppen
mit den Oligo- und/oder Polysiloxanen mit OH-Funktionen weiter kondensieren.
In diesen Systemen werden Metallsalze, insbesondere zinnorganische
Verbindungen als Katalysatoren eingesetzt (W. Noll „Chemie
und Technologie der Silicone", Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1968
Seite 341–342). Nachteilig an diesen Systemen
ist, dass die durch die Reaktion gebildeten Kondensationsprodukte
Geruchsbelästigungen (z. B. durch Essigsäure bei
Verwendung von Acetoxygruppen) und unerwünschte Reaktionen
mit anderen Formulierungskomponenten verursachen können. Schwerwiegendere
Nachteile sind die umweltbelastenden und toxischen Eigenschaften
der Metallsalze und der eingesetzten Vernetzer (z. B. Triacetoxymethylsilan
ist ätzend), die viele Anwendungen ausschließen.
Zudem muss diesen Systemen noch organische Lösemittel zugefügt
werden, um die für die Lackapplikation nötigen
Viskositäten zu erreichen. Für die Anwendung zur
Verklebung von Silikonen untereinander sind diese Formulierungen
ungeeignet, da das für die Reaktion nötige Wasser
aufgrund der hohen Hydrophobie der Silikone nicht in ausreichender
Menge und Geschwindigkeit in die Klebefuge eindringen kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, chemische Zusammensetzungen zur
Lackierung, Beschichtung, Verklebung und Reparatur von Silikonen
oder anderen Substraten zur Verfügung zu stellen, die eine
hohe Lagerstabilität, eine gute Haftung und hohe Flexibilität aufweisen,
zudem geruchsneutral, umweltfreundlich lösemittelfrei und
keine Zweikomponenten-Systeme sind. Weiterhin ist es Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, Verfahren und Verwendungen vorzuschlagen,
die den einfachen und sicheren Einsatz der chemischen Zusammensetzungen
für die entsprechenden Verwendungszwecke erlauben.
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Überraschend
wurde gefunden, dass sich chemische Zusammensetzungen, die mindestens
ein Oligo- und/oder Polysiloxan (A) mit mindestens 2 ungesättigten
Gruppen, mindestens ein Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxan (B) mit
mindestens 2 SiH-Gruppen und optional weitere Stoffe enthalten,
mit Vorteil zum Beschichten, Lackieren, Verkleben und Reparieren
von Substraten, die mindestens einen Hydrosilylierungskatalysator
enthalten, eingesetzt werden können. Die chemischen Zusammensetzungen
müssen keine Lösungsmittel enthalten, sind geruchsneutral,
haftfest, erzeugen keine flüchtigen Verbindungen, sind
lagerstabil und müssen nicht vor der Verwendung zusammengemischt
werden.
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Ungesättigte
Gruppen sind zum Beispiel Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppel- und Dreifachbindungen (C=C,
C≡C). Als Oligo- und/oder Polysiloxan (A) mit mindestens
zwei ethylenisch ungesättigten Gruppen kommen zweckmäßigerweise
Oligo- und/oder Polysiloxan zum Einsatz, die mindestens zwei an
Si-Atome gebundene Allyl- oder insbesondere Vinylgruppen aufweisen.
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Typischerweise
handelt es sich dabei um Verbindungen der folgenden Formeln I oder
II CH2=CH-Si(R)2-E-Si(R)2-CH=CH2 (I), CH2=CH-CH2-Si(R)2-E-Si(R)2-CH2-CH2=CH2 (II),worin
E ein Rest der Formel -O-(Si(R)2-O)m- bedeutet, die einzelnen R innerhalb der
Polymerkette unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 20
C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 12 C-Atomen, Alkenyl mit 2 bis
20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 12 C-Atomen, Alkinyl mit 2 bis
20 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 12 C-Atomen, Cycloalkyl mit
3 bis 12 C-Atomen, insbesondere 3 bis 6 C-Atomen, Aryl und/oder
Aralkyl, die gegebenenfalls substituiert und oder verzweigt sind,
und m eine ganze Zahl von 0 bis 6000 ist, vorzugsweise von 20 bis
2000.
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Oligo-
und/oder Polysiloxane (A) mit mindestens zwei ethylenisch ungesättigten
Gruppen kommen in der Regel als Gemische von Polymeren unterschiedlicher
Kettenlänge zum Einsatz. Typische Molekulargewichte (Zahlenmittel)
bewegen sich im Bereich von etwa 900 bis 500000, vorzugsweise von
etwa 1500 bis 150000.
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Beispiele
für Alkylgruppen sind geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen
mit ein bis 20 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl
oder n-Butyl. Beispiele für substituierte Alkylgruppen
sind geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
die mit ein oder mehreren Halogenatomen substituiert sind, z. B.
Trifluormethyl. Weitere Beispiele für substituierte Alkylgruppen
sind solche mit Heteroatomen zwischen 2 C-Atomen, beispielsweise
Ether, Ethylenglykol- oder Propylenglykol-Gruppen oder Polyether,
Polyethylenglykol- oder Polypropylenglykol-Gruppen. Beispiele für
Cycloalkylgruppen sind Reste mit 3 bis sechs Ringkohlenstoffatomen,
wie Cyclohexyl. Beispiele für Arylgruppen sind ein der
zwei kernige aromatische Kohlenwasserstoffreste, wie Phenyl oder
Naphthyl. Beispiele für substituierte Arylgruppen sind
mit Alkyl- oder Halogen substituierte Phenyle, wie Tolyl, Xylyl
oder Chlorphenyl. Ein Beispiel für eine Aralkylgruppe ist Benzyl.
Besonders bevorzugt werden Organosiloxane der Formeln I und/oder
II, worin R Methyl ist.
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Als
Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxane (B) mit mindestens 2 SiH-Gruppen
kommen die zweckmäßigerweise als Vernetzer eingesetzten
Verbindungen zum Einsatz. Dabei kann es sich um Polyalkyl-, Polyaryl-, Polyalkylaryl-,
Polyhalogenalkyl-, Polyhalogenaryl- und Polyhalogenalkylaryl-Siloxane
handeln, welche im Molekül mindesten zwei an Siliziumatome
gebundene Wasserstoffatome aufweisen. Ein typisches Beispiel sind Verbindungen
der Formel R
aH
bSiO
(4-(a+b)/2). worin R die oben für
die Verbindungen der Formel I oder II definierte Bedeutung besitzt,
a eine reelle Zahl mit 1 < a < 2, b eine reelle
Zahl mit 0 < b <= 1 bedeutet, mit
der Maßgabe, dass 1 < a
+ b < 2,7 ist und
dass die Verbindungen mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei
SiH-Bindungen aufweisen. Bevorzugte Beispiele für Organohydrogensiloxane
sind die Verbindungen der Formel IIIa, IIIb, IIIc, IIId und IIIe
H-Si(R)2-O-(Si(R)2-O)c-(SiH(R)-O)d-Si(R)2H (IIIa), R3Si-O-(Si(R)2-O)-(SiH(R)O)d-Si(R)3 (IIIb), RnSi-(O-Si(R)2-H)4-n (IIIc), (SiO4/2)q((R)2HSiO1/2)p (IIId), 
worin R die für
Verbindungen der Formeln I oder II definierten Bedeutungen aufweisen,
und innerhalb eines Moleküls unterschiedliche Reste R im
Rahmen der gegebenen Definition unterschiedliche Bedeutungen annehmen
können, insbesondere Alkylreste, vorzugsweise Methyl bedeuten,
R1 bis R6 unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl,
Aryl oder Aralkyl bedeuten, wobei mindestens zwei dieser Reste Wasserstoff bedeuten
und von den Resten R1 und R2, oder R3 und R4 oder R5 und R6 nur
jeweils nur einer Wasserstoff ist, c und d unabhängig voneinander
ganze Zahlen von 0 bis 100 sind, wobei die Summe von c und d 2 bis
300 beträgt, n eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist, q und p
unabhängig voneinander reelle Zahlen größer
als 0 sind, mit der Maßgabe, dass die Summe von q und p
1 ist und r eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, vorzugsweise 1 oder
2, wobei die bezeichneten Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl
die vorstehend bezeichnete Bedeutung haben. Bevorzugt werden Mono-,
Oligo- und/oder Polysiloxane eingesetzt, die einen SiH-Gehalt von
etwa 0,001 bis 15 mmol/g, vorzugsweise von etwa 0,1 bis 10 mmol/g,
aufweisen. Weitere bevorzugt eingesetzte Organohydrogenpolysiloxane
sind Methylhydrogenpolysiloxane.
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Das
molare Verhältnis von ethylenisch ungesättigten
Gruppen und SiH-Gruppen kann über einen weiten Bereich
variieren und hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Etwa äquimolare
Mengen von ethylenisch ungesättigten Gruppen und SiH-Gruppen
sind einsetzbar. Bevorzugt sind Überschüsse von
ethylenisch ungesättigten Gruppen oder SiH-Gruppen von
bis zu etwa 200 Mol%. Besonders bevorzugt sind Überschüsse
von bis zu etwa 100 Mol%. Ganz besonders bevorzugt sind Überschüsse
von SiH-Gruppen.
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Die
erfindungsgemäßen chemischen Zusammensetzungen
können neben den vernetzbaren Mono-, Oligo- und Polysiloxanen
weitere Komponenten enthalten, die zweckmäßigerweise
in solchen Massen eingesetzt werden. Beispielsweise können
auch Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxane ohne funktionelle Gruppen eingesetzt
werden. Ihre Struktur wird durch folgende Formel (IV) wiedergegeben, Si(R)3-E-Si(R)3 (IV),wobei
für E die oben genannten Definitionen gelten. Besonders
bevorzugt sind Methylpolysiloxane.
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Weiterhin
können auch Polysiloxanharze als zusätzliche Komponenten
eingesetzt werden. Solche, Harze sind beispielsweise in W.
Noll „Chemie und Technologie der Silicone", Verlag Chemie
GmbH, Weinheim 1968, beschrieben und enthalten als Q-Einheiten
das tetrafunktionelle SiO4/2 und als M-Bausteine
das monofunktionelle (R)3SiO1/2,
wobei R Vinyl-, Methyl-, Ethyl-, Phenyl- sein kann. Als T-Einheiten
können trifunktionelles (R)SiO3/2 und
als D-Einheiten difunktionelles (R)2SiO2/2 eingesetzt werden. Die verwendbaren Harze
haben Viskositäten oberhalb von etwa 100 mPa·s,
bevorzugt oberhalb etwa 150 mPa·s und Vinylgehalten von
etwa 0,01 bis 10 mmol/g. Bevorzugt werden sogenannte MQ Harze eingesetzt.
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Weitere
Beispiele für zusätzliche Komponenten sind Füllstoffe.
Dabei kann es sich um verstärkende Füllstoffe
oder um nicht-verstärkende Füllstoffe oder um
Gemische davon handeln. Als verstärkende Füllstoffe eignen
sich insbesondere hochdisperse, aktive Füllstoffe mit einer
BET-Oberfläche von wenigstens 50 m2/g. Besonders
geeignet sind solche mit einer Einzelpartikelgröße
im Nanometerbereich, welche als Aggregate und/oder Agglomerate vorliegen
können. Bevorzugte verstärkende Füllstoffe
sind Aluminiumhydroxid, Zinkoxid, Titandioxid, Zirkoniumoxid. Siliziumdioxid,
gefällte und/oder pyrogene Kieselsäure. Selbstverständlich können
die zuvor genannten Verbindungen einzeln oder in beliebiger Kombination
miteinander eingesetzt werden, und zwar auch sowohl in hydrophiler
als auch in hydrophobierter Form. Ferner bevorzugt liegt der wenigstens
eine verstärkende Füllstoff in Form von Nanopartikeln,
als faser- oder blättchenförmiger Füllstoff,
beispiels weise als mineralischer, faserförmiger Füllstoff,
oder als synthetischer, faserförmiger Füllstoff
vor.
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Der
Anteil an verstärkendem Füllstoff in den erfindungsgemäßen
chemische Zusammensetzungen beträgt zweckmäßigerweise
etwa 0,1 bis 80 Gew.-% bevorzugt etwa 0,1 bis 50 Gew.-% und besonders
bevorzugt etwa 0,1 bis 40 Gew.-% bezogen auf die gesamte Zusammensetzung.
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Als
nichtverstärkende Füllstoffe eignen sich prinzipiell
dieselben Substanzen wie für die verstärkende Füllstoffe,
wobei die nichtverstärkenden jedoch zwingend eine BET-Oberfläche
von weniger als 50 m2/g (Schriftenreihe
Pigmente Degussa Kieselsäuren, Nummer 12, Seite 5 sowie
Nummer 13, Seite 3) aufweisen. Bevorzugte nichtverstärkende
Füllstoffe sind Erdalkalimetalloxiden, Erdalkalimetallhydroxide,
Erdalkalimetallfluoride. Erdalkalimetallcarbonate, Calciumapatit
(Ca5[(F, Cl, OH, ½CO3)|(PO4)3], insbesondere
Calciumhydroxylapatit (Ca5[(OH)|(PO4)3], Titandioxid,
Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumhydroxid, Siliciumdioxid, Silicate, gefällte
Kieselsäure, Graphit, Ruße und/oder Calciumcarbonat.
Weiterhin sind organische und anorganische Gläser und auch
Kunststoffe als Füllstoffe einsetzbar, die sowohl in kompakter
als auch hohler bzw. geschäumter Form vorliegen können.
Selbstverständlich können die zuvor genannten
Stoffe einzeln oder in beliebiger Kombination eingesetzt werden,
und zwar sowohl in hydrophiler als auch in hydrophobierter Form.
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Vorzugsweise
weisen die eingesetzten nichtverstärkenden Füllstoffe
eine mittlere Korngröße von mehr als etwa 0,1 μm
(Ullmann Encyclopädie der Technischen Chemie, Band
21, Seite 523), insbesondere von etwa μm 0,1 bis
0,5 mm, auf. Der Anteil an nichtverstärkendem Füllstoff
in der erfindungsgemäßen chemische Zusammensetzungen
beträgt zweckmäßigerweise etwa 0,1 bis
80 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,1 bis 50 Gew.-% und besonders bevorzugt
etwa 0,1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung.
Der Gesamtanteil an verstärkenden und nichtverstärkenden
Füllstoffen in der erfindungsgemäßen
chemische Zusammensetzungen beträgt zweckmäßigerweise
etwa 0,1 bis 80 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,1 bis 70 Gew.-%, besonders
bevorzugt etwa 0,1 bis 60 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt etwa
0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung.
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Die
erfindungsgemäßen chemischen Zusammensetzungen
können darüber hinaus einen oder mehrere der folgenden
Zusatzstoffe enthalten: Puffersalze, Wasserfänger, Pastenbildner,
Komplexbildner, Thixotropierungsmittel, Phasenvermittler, Tenside,
Wirkstoffe, Kunststoffe, Weichmacher, optische Abtastung ermöglichende
Substanzen, Öle und Fette, Geschmacks- und/oder Geruchsstoffe,
Diagnostik ermöglichende Substanzen, Fluoridisierungsmittel,
Bleichsubstanzen, Desensibilisierungsmittel, Haftverbundvermittler,
farbgebende Stoffe (Farbstoffe, Pigmente), farbändernde
Stoffe, photo- und/oder thermochrome Stoffe, Treibmittel, Indikatoren,
Initiatoren, Lösungsmittel, Stabilisatoren, Antioxidantien,
Biozide, Fungizide, sowie antibakterielle Substanzen. Diese Zusatzstoffe
werden in relativ geringen Mengen und je nach ihrer Wirksamkeit
eingesetzt. Im Allgemeinen werden Konzentrationen unter etwa 20%,
bevorzugt unter etwa 10%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung
verwendet. Bei sehr wirksamen Zusätzen (z. B. Bioziden
oder Farbstoffen) sind auch Konzentrationen unter etwa 5%, bevorzugt
unter etwa 1% möglich. Bei der Auswahl der Zusatzstoffe
sollte darauf geachtet werden, dass keine Substanzen (eventuelle
Verunreinigungen) in die Zusammensetzungen eingebracht werden, die
katalysierte Hydrosilylierungsreaktionen inhibieren.
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Um
den späteren Beschichtungen hydrophile Eigenschaften zu
verleihen, können Silikon- und/oder Fluor-Tenside sowie
funktionalisierte und/oder unfunktionalisierte Polyether, polyetherfunktionalisierte
Oligo- und/oder Polysiloxane in die Zusammensetzungen eingearbeitet
werden. Derartige Verbindungen sind beispielsweise in
DE 10 2006 001 126 ,
US4657959 und
EP 0244478 beschrieben. Die Einsatzmengen
richten sich nach der zu erreichenden Hydrophilie und sind im Allgemeinen
kleiner etwa 5%. Die Hydrophilie wird in der Regel mittels Kontaktwinkelmessungen
bestimmt, wobei die Hydrophilie umso höher ist, je niedriger
der Kontaktwinkel ist.
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Zur
Herstellung besonders weicher, elastischer Schichten können
den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen entweder
Treibmittel oder Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxane mit Gruppen
mit acidem Wasserstoff eingesetzt werden. Bei den Treibmitteln kommen
zweckmäßigerweise thermisch aktivierbare Verbindungen
zum Zug, die durch einen Zerfall leichtflüchtige, gasförmige
Produkte erzeugen. Beispiele sind N,N'-Dinitrosopentamethylentetramin,
Diphenyloxyd-4,4-disulfohydrazid, 1,1'-Azobisformamid oder 4,4'- Oxybis(benzenesulfonylhydrazid).
Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxane mit Gruppen mit acidem Wasserstoff
sind entsprechende Siloxane, die beispielsweise OH-, COOH- und SH-Gruppen
enthalten. Zusätzlich werden Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxane
mit vielen SiH-Gruppen eingesetzt, um die Wasserstofferzeugung zu
optimieren.
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In
einigen Fällen kann auf den Einsatz von Lösungsmitteln
nicht verzichtet werden. Dann kommen Lösungsmittel oder
andere flüssige Komponenten zum Einsatz, die es erlauben,
die anderen Komponenten entweder zu lösen, zu emulgieren
oder zu dispergieren. Bevorzugt sind Lösungen, wozu alle üblichen
und gängigen Lösemittel brauchbar sind, die eine
ausreichende Löslichkeit der Bestandteile aufweisen. Neben
Alkanen, Alkoholen und Ketonen sind auch Ester und Ether einsetzbar.
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Die
erfindungsgemäßen chemischen Zusammensetzungen
werden hergestellt, indem die Inhaltsstoffe der Rezeptur entsprechend
eingewogen und mit Hilfe von Misch- und/oder Rührmethoden,
die dem Fachmann geläufig und in der Lack- und Klebstofftechnologie
gebräuchlich sind, solange vermengt werden, bis homogene Mischungen
entstanden sind. Zur Homogenisierung können beispielsweise
Anker-, Propeller-, Planeten- und Knetrührer, Dispergierscheiben,
Dual-asymetrische Zentrifugen, Rotor-Stator Dispergierer und Kombinationen der
vorgenannten Methoden eingesetzt werden.
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Da
es sich bei den erfindungsgemäßen chemischen Zusammensetzungen
um Einkomponenten-Systeme und kein Set von zu mischenden Komponenten
handelt, sind sie einfach in der Handhabung und ermöglichen
es dem Anwender mit einfachen Geräten und Methoden eine
Reihe von Verfahren durchzuführen, die es erlauben, Silikone
zu beschichten, lackieren, verkleben und zu reparieren. Unter Einsatz
der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind folgende
Verwendungen Gegenstand der Erfindung:
Als Substrate sind alle
Materialien geeignet, die mindestens einen Katalysator für
Hydrosilylierungen enthalten. Zweckmäßigerweise
werden Silikonkautschuke durch Hydrosilylierungen vernetzt und sind
bevorzugte Substrate. Als Katalysatoren für Hydrosilylierungen
werden in den Substraten zweckmäßigerweise Salze, Komplexe
oder kolloidal vorliegende Formen der Übergangsmetalle
der 8. Nebengruppe eingesetzt. Vorzugsweise kommen Platin, Palladium
oder Rhodium in Form von Metallen oder als Komplexe zum Einsatz.
Besonders bevorzugt werden Platinkomplexe eingesetzt.
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Erfindungsgemäße
Verwendungen zur Beschichtung und Lackierung von Substraten mit
Hydrosilylierungslatalysator bestehen darin, dass das Substrat gegebenenfalls
nach Reinigung und Aufrauung mit einer erfindungsgemäßen
Zusammensetzung beschichtet und einer Wärmebehandlung unterzogen
wird. Um eine gute Haftung der Beschichtung zu erzielen, ist es
zweckmäßig, dass das Substrat sorgfältig
gereinigt wird, so dass keine Fremdsubstanzen, wie Staub, Fette
und/oder öle auf der Oberfläche vorhanden sind.
Als Reinigungsmittel eignen sich alle gängigen relativ
unpolaren Lösemittel, wie beispielsweise Alkane, Alkohole,
Ketone oder auch Ester und Ether. In einigen Fällen kann
es zweckmäßig sein, die zu lackierenden Flächen
aufzurauen. Entsprechende Methoden zur Aufrauung sind dem Fachmann
bekannt und beinhalten beispielsweise Schleifen, Fräsen
und Ätzen. Die Beschichtung kann auf verschiedene Art und
Weise aufgetragen werden und die Beschichtungsmethode richtet sich
nach der räumlichen Beschaffenheit der zu beschichtenden
Materialien. Gebräuchliche Auftragsmethoden sind beispielsweise
Pinseln, Spritzen, Sprühen, Tauchen, Rakeln, Spachteln,
Aufrollen, Vorhanggießen, Spinncoating, Bedrucken oder
beliebige Kombinationen der vorgenannten Methoden.
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Die
Wärmebehandlung ist in weiten Bereichen variierbar und
kann den Erfordernissen des Substrates angepasst werden. Sie kann
bei Temperaturen bis etwa 300°C, bevorzugt zwischen etwa
20° und 200°C und besonders bevorzugt zwischen
etwa 80° und 120°C stattfinden. Die Dauer der
Wärmebehandlung ist bei niedrigen Temperaturen lange und
verkürzt sich mit steigender Temperatur. Die Dauer der
Wärmebehandlung beträgt zweckmäßigerweise
etwa 1 Sekunde bis 72 Stunden, bevorzugt etwa 1 Minute bis 24 Stunden
und besonders bevorzugt etwa 5 Minuten bis 60 Minuten. Die Erwärmung
kann mittels verschiedenster Technologien und vielfältigen
Geräten durchgeführt werden, die dem Fachmann
bekannt sind. Beispielsweise kann die Erwärmung in Öfen,
mittels Mikrowellen, Warmluftgebläsen, Infrarotquellen
oder durch Heizplatten oder Kombinationen der vorgenannten Methoden
erfolgen.
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Erfindungsgemäße
Verfahren zur Verklebung bestehen darin, dass das Substrat gegebenenfalls
nach Reinigung und Aufrauung mit einer erfindungsgemäßen
Zusammensetzung beschichtet, die zu verklebenden Flächen
in Kontakt gebracht und einer Wärmebehandlung unterzogen
werden. Weitere Verfahren bestehen darin, die beschichteten Substrate
einer ersten Wärmebehandlung zu unterziehen, die zu verklebenden
Flächen in Kontakt zu bringen und anschließend
einer zweiten Wärmebehandlung zu unterziehen. Eine doppelte thermische
Behandlung kann dann von Vorteil sein, wenn die Kleberschichten
sehr dick sein müssen, um Unregelmäßigkeiten
der Oberflächen auszugleichen oder eine sehr flexible Verklebung
zu erzielen. Betreffend der Reinigung, Aufrauung, Beschichtung,
Wärmebehandlung kommen die oben bereits erwähnten
Mittel, Methoden und Geräte zur Anwendung. Bezüglich
Dauer und Höhe der Wärmebehandlung gelten die
oben bereits erwähnten Zeiten und Temperaturen.
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Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können
auch zum Auffüllen vorhandener Löcher oder Fehlstellen,
zur Ausbesserung oder Reparatur von Substraten eingesetzt werden.
Verfahren zur Reparatur bestehen aus den Schritten: Präparation
und Reinigung der Reparaturstelle des geschädigten Substrates,
Beschichtung der Reparaturstelle mit der erforderlichen Menge einer
erfindungsgemäßen Zusammensetzung und Wärmebehandlung.
Eine weitere Verfahrensvariante besteht darin, das nach Präparation
und Reinigung der Reparaturstelle mit einer erfindungsgemäßen
Zusammensetzung beschichtet, einer Wärmebehandlung unterzogen,
anschließend die nötige Menge einer noch nicht
vernetzten Formulierung eines durch Hydrosilylierung vernetzenden
Materials aufgebracht und dieses ausgehärtet wird oder
nach der Beschichtung einer Wärmebehandlung unterzogen,
anschließend die nötige Menge einer noch nicht
vernetzten Formulierung eines durch Hydrosilylierung vernetzenden
Materials aufgebracht, dieses ausgehärtet und das ausgebesserte Substrat
erneut einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Betreffend
der Reinigung, Aufrauung, Beschichtung, Wärmebehandlung
kommen die oben bereits erwähnten Mittel, Methoden, Geräte,
Zeiten und Temperaturen und zur Anwendung. Für den Fall,
dass zwei Wärmebehandlungen durchgeführt werden,
können die Behandlungen unterschiedlich lang sein. Die
erste Wärmebehandlung besteht in einer Erwärmung
auf bis zu etwa 300°C, bevorzugt etwa 20 bis 200°C
und besonders bevorzugt etwa 80 bis 120°C und die Dauer
der Wärmebehandlung beträgt zweckmäßigerweise
etwa 1 Sekunde bis 72 Stunden, bevorzugt etwa 1 Minute bis 24 Stunden
und besonders bevorzugt etwa 5 Minuten bis 60 Minuten und die zweite
Wärmebehandlung besteht in einer Erwärmung auf
bis zu etwa 300°C, bevorzugt etwa 20 bis 200°C
und besonders bevorzugt etwa 80 bis 120°C und die Dauer
der Wärmebehandlung beträgt zweckmäßigerweise
etwa 1 Sekunde bis 72 Stunden, bevorzugt etwa 1 Minute bis 24 Stunden
und besonders bevorzugt etwa 5 Minuten bis 60 Minuten.
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Die
Härtung oder Trocknung dicker Schichten oder Filme kann
auf verschiedene Art und Weisen ausgelöst und/oder beschleunigt
werden:
- 1) Gegebenenfalls nach Reinigung und/oder
Aufrauung wird in einem 1. Schritt eine der erfindungsgemäßen
chemischen Zusammensetzungen und in einem 2. Schritt ein flüssiges
Mittel enthaltend mindestens einen Hydrosilylierungskatalysator
aufgetragen, bevor die Wärmebehandlung durchgeführt
wird.
- 2) Gegebenenfalls nach Reinigung und/oder Aufrauung wird im
1. Schritt ein flüssiges Mittel enthaltend mindestens einen
Katalysator für Hydrosilylierungen und in einem 2. Schritt
eine der erfindungsgemäßen chemischen Zusammensetzungen
aufgebracht und anschließend eine Wärmebehandlung
durchgeführt.
- 3) Gegebenenfalls nach Reinigung und/oder Aufrauung wird in
einem 1. Schritt ein flüssiges Mittel enthaltend mindestens
einen Hydrosilylierungskatalysator, im 2. Schritt eine der erfindungsgemäßen
chemischen Zusammensetzungen und in einem 3. Schritt ein flüssiges
Mittel enthaltend mindestens einen Hydrosilylierungskatalysator
aufgebracht und anschließend eine Wärmebehandlung
durchgeführt. Durch diese Vorgehensweisen ist es möglich
Beschichtungen, Lackierungen, Versiegelungen, Verklebungen und Reparaturen
mit vielfältigen Substraten durchzuführen.
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Als
Substrate kommen beispielsweise Kunststoffe z. B. wie Polyolefine,
Polyacrylate, Polyurethane, Polyester, Polyamide, Polystyrole, Silikone
etc. wie auch Mischungen und Verbünde solcher Polymeren,
Keramiken, Textilien, Papiere, Hölzer, Verbundwerkstoffe,
Gläser, Mineralien, Metalle, Legierungen und Baustoffe,
beispielsweise in Form von Folien, Fasern, Geweben, Vliesen, Platten
und/oder beliebigen dreidimensionalen Formen, in Frage. Auf Folien,
Papiere und ähnliche Substrate aufgebracht, können
auf diese Art und Weise „Silicon-Release" Schichten erzeugt
werden. Textilien aller Art (Fasern, Gewebe und Vliese) lassen sich auf
diese Weise modifizieren. Durch eine entsprechende Behandlung können
Textilien Wasser- und/oder schmutzabweisend ausgerüstet
werden. Im Bautenschutz können die Beschichtungen beispielsweise
zur Versiegelung von Beton, Putzen, Estrichen, Ziegeln, Fliesen
und Steinen eingesetzt werden.
-
Das
flüssige Mittel enthaltend mindestens einen Hydrosilylierungskatalysator
enthält neben dem Katalysator zweckmäßigerweise
Lösungsmittel oder andere flüssige Komponenten,
die es erlauben, den Katalysator entweder zu lösen, zu
emulgieren oder zu dispergieren. Bevorzugt sind Lösungen,
wozu alle üblichen und gängigen Lösemittel
brauchbar sind, die eine ausreichende Löslichkeit des Katalysators
aufweisen. Lösungsmittel mit niedriger Siedetemperatur
und/oder hoher Flüchtigkeit sind besonders bevorzugt. Neben
Alkanen, Alkoholen und Ketonen sind auch Ester und Ether, sowie
Silikonöle und Mono-, Oligo- und/oder Polysiloxane einsetzbar.
Die Konzentration des Katalysators im flüssigen Mittel
erlaubt eine Steuerung der Härtungsgeschwindigkeit und
liegt im Bereich von etwa 0,0001 bis 10%, vorzugsweise etwa 0,0001
bis 0,1%, insbesondere bevorzugt etwa 0,0001 bis 0,01% angegeben
als Platin bezogen auf die Gesamtmenge der Lösung.
-
Als
Katalysatoren für die Hydrosilylierung werden zweckmäßigerweise
Salze, Komplexe oder kolloidal vorliegende Formen der Übergangsmetalle
der 8. Nebengruppe eingesetzt. Vorzugsweise kommen Platin, Palladium
oder Rhodium in Form von Metallen oder als Komplexe zum Einsatz.
Besonders bevorzugt werden Platinkomplexe eingesetzt, die z. B.
aus Hexachloroplatinsäure oder aus Platinsalzen hergestellt
worden sind, z. B. Tris(divinyltetramethyldisiloxane)diplatinum(o)-Komplex,
Platinum-Divinyltetramethyldisiloxan Komplex.
-
Beschichtete,
lackierte, verklebte und/oder reparierte Materialien, die gemäß der
oben beschriebenen Lehre erhalten werden, sind ebenfalls Gegenstand
der Erfindung. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen
chemischen Zusammensetzungen und dem erfindungsgemäßen
Einsatz derselben sind eine Vielzahl von Materialien und Verwendungen
zugänglich. So können beispielsweise durch Beschichtung
oder Verkleben von Silikonen Dichtungs-, Dämpfungs-, Schall-
und Schwingungsdämpfungs-, Schallschutz-, Korrosionsschutz-
und Isolations-Materialien hergestellt werden, die aus unterschiedlichen
Silikonlagen zusammengesetzt sind. Ebenso können Formteile
miteinander verklebt werden, die beispielsweise aufgrund ihrer dreidimensionalen
Struktur nicht mit nur einer Form erzeugt werden können.
Die einzelnen Lagen, Schichten oder Teile können sich dabei in
den beliebigen Eigenschaften unterscheiden. Beispielsweise kann
man verschieden farbige, verschieden harte oder geschäumte
Materialien miteinander haftfest kombinieren. Weiterhin können
Substrate mit speziellen Trenn-, Antihaft- und/oder Gleitschichten
versehen werden. Man kann Schläuche, Gewebe und Folien
herstellen, deren Oberflächen (innen bzw. außen,
oben bzw. unten) sich voneinander unterscheiden und beispielsweise
auf der einen Seite hydrophil, auf der Anderen hydrophob sind. So
lassen sich Fasern, Gewebe und Vliese modifizieren und beispielsweise
Textilien aller Art hydrophobisieren. Ebenso lassen sich Membranen
erzeugen, die durch schichtweisen Aufbau spezielle Trenneigenschaften
besitzen. Es lassen sich beispielsweise unterschiedlich stark vernetzte
und/oder geschäumte Schichten miteinander verbinden. Im
medizinischen Bereich lassen sich (A-tem)Masken, Otoplastiken, Gehörschutz,
Dentalmaterialien (z. B. Prothesen), Unterfütterungsmaterialien
oder Implantate, Kontaktlinsen, sowie medizinische Materialien (z.
B. Schläuche, Beutel, Filme, Ventile, Mundstücke,
Sauger, Schlauchkupplungen usw.) und medizinische Werkzeuge (z.
B. Klemmen, Spreizwerkzeuge, Abstandshalter, Polsterungen, Schienen
etc.) herstellen. Hierbei können einerseits die Oberflächeneigenschaften
(z. B. Farbe, Glanz, etc.) verändert oder andererseits
unterschiedliche Materialeigenschaften (z. B. hart und weich) miteinander
kombiniert werden. Durch Reparaturmaßnahmen können
aufwändig hergestellte Unikate, wie Implantate, Prothesen,
Schienen und Polsterungen wieder einsatzfähig gemacht werden,
die ansonsten komplett neu hergestellt werden müssten.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Beispiele näher
erläutert:
-
Beispiele
-
Zur
Herstellung der chemischen Zusammensetzungen wurden folgende Reagenzien
verwendet:
Vinyl1 Divinylpolydimethylsiloxan mit einer Viskosität
von etwa 25 mPa·s und einem Vinylgehalt von etwa 2 mmol/g
Vinyl2
Divinylpolydimethylsiloxan mit einer Viskosität von etwa
50 mPa·s und einem Vinylgehalt von etwa 0,645 mmol/g
Vinyl3
Divinylpolydimethylsiloxan mit einer Viskosität von etwa
200 mPa·s und einem Vinylgehalt von etwa 0,25 mmol/g
Vinyl4
Divinylpolydimethylsiloxan mit einer Viskosität von etwa
1000 mPa·s und einem Vinylgehalt von etwa 0,11 mmol/g
Vinyl5
Divinylpolydimethylsiloxan mit einer Viskosität von etwa
5000 mPa·s und einem Vinylgehalt von etwa 0,06 mmol/g
Vinyl6
Divinylpolydimethylsiloxan mit einer Viskosität von etwa
165 Pa·s und einem Vinylgehalt von etwa 0,015 mmol/g
Vinyl7
Mischung von Divinylpolydimethylsiloxanen und verstärkendem
Füllstoff mit einer Viskosität von etwa 1000 Pa·s,
einem Vinylgehalt von etwa 0,06 mmol/g und einem Füllstoffanteil
(SiO2) von etwa 24%
SiH1 Methylhydrogenpolysiloxan
mit einer Viskosität von etwa 50 mPa·s und einem
SiH-Gehalt von etwa 4,3 mmol/g
SiMe1 Dimethylpolysiloxan mit
einer Viskosität von 10 mPa·s
Pt-Kat Bis-(divinyltetramethyldisiloxo-)-Platin
Füllstoff
Christoballit mittlere Partikelgröße 3 μm
(nicht verstärkend)
Farbe Silopren® LSR
Farbpaste Dunkelgrün (Pigmentzubereitung in Polysiloxanen)
Pigment
Titaniumdioxide E171
Biozid 2-Hydroxy-4,2',4'-trichlor-diphenylether
-
In
den folgenden Beispielen wurden, wenn nichts anderes angegeben wird,
Substrate aus durch Hydrosilylierung vernetzten Silikonen verwendet,
die bei Raumtemperatur mit Hilfe einer dreiteiligen Form erzeugt
wurden. Die Form besteht aus 2 massiven Edelstahlplatten und einem
Abstandshalter, der die Dicke und die Maße der Probekörper
vorgibt. Die beiden Komponenten der Formulierungen wurden entsprechend
dem vorgegebenen Mischungsverhältnis entweder von Hand
oder mit Hilfe eines statischen Mischers gemischt und in die Form
gefüllt. Die Form wurde geschlossen und während
der gesamten Reaktionszeit unter Druck geschlossen gehalten. Nach
erfolgtem Abbinden wurden die Formteile getrennt und der Probekörper
herausgelöst. Die Dimensionen der Probekörper
betrugen etwa 3 mm × 20 mm × 50 mm. Die Lackierung
erfolgte durch kurzes Tauchen der Substrate in die erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen: Nachdem überschüssige Flüssigkeit
abgelaufen war (etwa 2 Minuten), wurden die Proben bei der entsprechenden
Temperatur für die entsprechende Zeit in einen Ofen gestellt.
Die Prüfung der Haftung erfolg te nach dem Abkühlen
(etwa 1 Stunde) und wurde manuell vorgenommen. Die Proben wurden
verstreckt, die Oberfläche mit dem Fingernagel gekratzt
und im verstreckten Zustand mit dem Finger gerubbelt.
-
Beispiele 1 bis 16:
-
Zur
Herstellung der chemischen Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis
16 wurden die Bestandteile gemäß der folgenden
Tabelle 1 eingewogen und mit Hilfe eines Laborrührers bzw.
Planetenmischers homogenisiert. Tabelle 1: chemische Zusammensetzungen
| Nr. | Bestandteile
A | Bestandteile
B | Zusätzliche
Komponenten |
| 1 | 90
Teile Vinyl3 | 5,23
Teile SiH1 | |
| 2 | 90
Teile Vinyl3 | 6,0
Teile SiH1 | |
| 3 | 40,8
Teile Vinyl1
130 Teile Vinyl3 | 24,0
Teile SiH1 | |
| 4 | 80
Teile Vinyl3
20 Teile Vinyl4 | 6
Teile SiH1 | |
| 5 | 10,0
Teile Vinyl1
70,19 Teile Vinyl3
10,25 Teile Vinyl4
10,0
Teile Vinyl5 | 6,5
Teile SiH1 | |
| 6 | 3,6
Teile Vinyl1
6,0 Teile Vinyl3
48 Teile Vinyl6 | 2,4
Teile SiH1 | 140
Teile SiMe1 |
| 7 | 3,08
Teile Vinyl1
5,0 Teile Vinyl3
40 Teile Vinyl7 | 1,13
Teile SiH1 | 147,6
Teile SiMe1 (verstärkender Füllstoff bereits in Vinyl1
enthalten) |
| 8 | 12
Teile Vinyl1
20,0 Teile Vinyl3
160 Teile Vinyl7 | 8,0
Teile SiH1 | (verstärkender
Füllstoff bereits in Vinyl7 enthalten) |
| 9 | 20,0
Teile Vinyl1
30,0 Teile Vinyl3
130 Teile Vinyl6 | 15,5
Teile SiH1 | |
| 10 | 12,3
Teile Vinyl1
20,0 Teile Vinyl3
160 Teile Vinyl7 | 4,5
Teile SiH1 | (verstärkender
Füllstoff bereits in Vinyl7 enthalten) |
| 11 | 12,0
Teile Vinyl1
20,0 Teile Vinyl3
160,0 Teile Vinyl6 | 8,0
Teile SiH1 | |
| 12 | 10,0
Teile Vinyl2
70,19 Teile Vinyl3
10,25 Teile Vinyl4
10,0
Teile Vinyl5 | 6,5
Teile SiH1 | 0,1
Teile Farbe |
| 13 | 10,0
Teile Vinyl2
70,19 Teile Vinyl3
10,25 Teile Vinyl4
10,0
Teile Vinyl5 | 6,5
Teile SiH1 | 1
Teil Pigment |
| 14 | 10,0
Teile Vinyl2
70,19 Teile Vinyl3
10,25 Teile Vinyl4
10,0
Teile Vinyl5 | 6,5
Teile SiH1 | 0,5
Teile Biozid |
| 15 | 10,0
Teile Vinyl2
70,19 Teile Vinyl3
10,25 Teile Vinyl4
10,0
Teile Vinyl5 | 6,5
Teile SiH1 | 10
Teile Füllstoff |
| 16 | 10,0
Teile Vinyl2
70,19 Teile Vinyl3
10,25 Teile Vinyl4
10,0
Teile Vinyl5 | 6,5
Teile SiH1 | 50
Teile Füllstoff |
-
Beispiele 17 bis 42:
-
Als
Substrate wurden ausgehärtete Probekörper aus
den 2 Komponentensystemen Mollosil
® Plus
und Bioplast
® 40 Shore (beides
durch Hydrosilylierung vernetzende Silikone) verwendet und unter
den in der Tabelle 2 angegebenen Bedingungen lackiert. Tabelle 2: Lackieren und Beschichten
| Nr. | Zusammensetzung
aus Beispiel | Substrat | Temperatur °C | Zeit
Minuten | Ergebnis |
| 17 | 1 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Glänzte,
gute Haftung, |
| 18 | 1 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | Glänzte,
gute Haftung, |
| 19 | 2 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht abrubbeln |
| 20 | 2 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht abrubbeln |
| 21 | 3 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Glänzte,
Haftung ausreichend, |
| 22 | 3 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | Glänzte,
Haftung ausreichend, |
| 23 | 4 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Glänzte,
gute Haftung, |
| 24 | 4 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich fast nicht abrubbeln |
| 25 | 5 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Glänzte,
gute Haftung, |
| 26 | 5 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich fast nicht entfernen |
| 27 | 6 | Mollosil® plus | 80 | 60 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 28 | 6 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 60 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 29 | 7 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 30 | 7 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 31 | 7 | Mollosil® plus | 23 | 16
Std. | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 32 | 7 | Bioplast® 40 Shore | 23 | 16
Std. | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 33 | 12 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Grüner
Lack, glänzte, sehr gute Haftung, Lack lässt sich
nicht entfernen |
| 34 | 12 | Bioplast® 40
Shore | 80 | 30 | Grüner
Lack, glänzte, sehr gute Haftung, Lack ließ sich
nicht entfernen |
| 35 | 13 | Mollosil® plus | 80 | 30 | weißer
Lack, glänzte, sehr gute Haftung, Lack ließ sich
nicht entfernen |
| 36 | 13 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | weißer
Lack, glänzte, sehr gute Haftung, Lack ließ sich
nicht entfernen |
| 37 | 14 | Mollosil® plus | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 38 | 14 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | Glänzte,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 39 | 15 | Mollosil® plus | 80 | 30 | trüb,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 40 | 15 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | trüb,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 41 | 16 | Mollosil® plus | 80 | 30 | trüb,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
| 42 | 16 | Bioplast® 40 Shore | 80 | 30 | trüb,
sehr gute Haftung, Lack ließ sich nicht entfernen |
-
Die
vorangehenden Beispiele belegen, dass mit den erfindungsgemäßen
chemischen Zusammensetzungen durch Hydrosilylierung vernetzte Silicone
mit haftfesten Lacken und Beschichtungen, als auch zusätzlichen
Eigenschaften (z. B. Farbe, Glanz, etc.) versehen werden können.
-
Beispiel 43:
-
Auf
Substrate aus Mollosil® plus wurde
die Zusammensetzung aus Beispiel 8 mittels Spatel auf 2 Mollosil® plus appliziert, die beiden Proben
wurden mit den beschichteten Seiten aufeinander gedrückt
und 1 Stunde bei 80°C erwärmt. Die Haftung war
so gut, so dass die beiden Teile nicht ohne Zerstörung
getrennt werden konnten.
-
Beispiel 44:
-
Auf
je ein Substrat aus Mollosil® plus
und Bioplast® 40 Shore wurde die
Zusammensetzung aus Beispiel 8 mittels Spatel appliziert, die beiden
Proben wurden mit den beschichteten Seiten aufeinander gedrückt und
1 Stunde bei 80°C erwärmt. Die Haftung war so
gut, so dass die beiden Teile teilweise nicht ohne Zerstörung
getrennt werden konnten.
-
Beispiel 45:
-
Auf
Substrate aus Mollosil® plus wurde
die Zusammensetzung aus Beispiel 8 mittels Spatel dick appliziert,
die beiden Proben wurden 30 Minuten auf 80°C gebracht,
mit den beschichteten Seiten aufeinander gedrückt und erneut
30 Minuten bei 80°C erwärmt. Die Haftung war so
gut, so dass die beiden Teile nicht ohne Zerstörung getrennt
werden konnten.
-
Beispiel 46:
-
Die
Zusammensetzung aus Beispiel 2 wurde sehr dick (> 1mm) auf Substrate aus Mollosil
® Plus und Bioplast
® 40
Shore appliziert, die zuvor mit Isopropanol gereinigt wurden. Danach
wurden die Proben 1 Stunde bei 80°C erwärmt. Nach
dem Abkühlen wurde nicht vernetztes Material mit einem
weichen Tuch abgewischt, die Probe gründlich mit Isopropanol
gespült und getrocknet. Von den auf die Proben aufgewachsenen
Schichten wurde die mittels Bügelmessschraube die Schichtdicke
(durch Differenzmessung zwischen beschichteter und unbeschichteter
Probe) gemessen und die Schicht charakterisiert: Tabelle 3
| Substrat | Schichtdicke | Haftung |
| Mollosil® plus | 100 μm | Sehr
gute Haftung |
| Bioplast® 40 Shore | 100 μm | gute
Haftung |
-
Die
Schichtdicke war durch die niedrige Viskosität der Zusammensetzung
begrenzt. Das unvernetzte Material floss und bildete eine Schicht
von etwa 100 μm aus.
-
Beispiel 47:
-
Die
Zusammensetzung aus Beispiel 3 wurde sehr dick (> 1 mm) auf Substrate aus Mollosil® Plus und Bioplast® 40
Shore appliziert, die zuvor mit Isopropanol gereinigt wurden.
-
Danach
wurden die Proben 1 Stunde bei 80°C erwärmt. Nach
dem Abkühlen wurde nicht vernetztes Material mit einem
weichen Tuch abgewischt, die Probe gründlich mit Isopropanol
gespült und getrocknet. Von den auf die Proben aufgewachsenen
Schichten wurde die mittels Bügelmessschraube die Schichtdicke
gemessen und die Schicht charakterisiert: Tabelle 4
| Substrat | Schichtdicke | Haftung |
| Mollosil® plus | 120 μm | Haftung
sehr gut |
| Bioplast® 40 | 120 μm | Haftung
sehr gut |
-
Die
Schichtdicke war durch die niedrige Viskosität der Zusammensetzung
begrenzt, das unvernetzte Material floss und bildete eine Schicht
von etwa 100 μm aus.
-
Beispiel 48:
-
Die
Zusammensetzung aus Beispiel 9 wurde sehr dick (> 1 mm) auf mit Isopropanol gereinigte
Substrate aus Mollosil® Plus und
Bioplast® 40 Shore appliziert,
die zuvor mit Isopropanol gereinigt wurden. Danach wurden die Proben
1 Stunde bei 80°C erwärmt.
-
Nach
dem Abkühlen wurde nicht vernetztes Material mit einem
weichen Tuch abgewischt, die Probe gründlich mit Isopropanol
gespült und getrocknet. Von den auf die Proben aufgewachsenen
Schichten wurde die mittels Bügelmessschraube die Schichtdicke
gemessen und die Schicht charakterisiert: Tabelle 5
| Substrat | Schichtdicke | Haftung |
| Mollosil® plus | 210 μm | Haftung
sehr gut |
| Bioplast® 40 | 190 μm | Haftung
sehr gut |
-
Die
Zusammensetzung war ähnlich flexibel wie die Substratmaterialien
und zeigte sehr gute Haftungseigenschaften.
-
Beispiel 49:
-
Die
Zusammensetzung aus Beispiel 10 wurde sehr dick (> 1 mm) auf mit Isopropanol
gereinigte Substrate aus verschiedenen, durch Hydrosilylierung vernetzten
Silikonen appliziert, die zuvor mit Isopropanol gereinigt wurden.
Danach wurden die Proben 1 Stunde bei 80°C erwärmt.
Nach dem Abkühlen wurde nicht vernetztes Material mit einem
weichen Tuch abgewischt, die Probe gründlich mit Isopropanol
gespült und getrocknet. Von den auf die Proben aufgewachsenen
Schichten wurde die mittels Bügelmessschraube die Schichtdicke
gemessen und die Schicht charakterisiert: Tabelle 6
| Substrat | Schichtdicke
(μm) | Haftung |
| Flexitime
Heavy Tray® (Heraeus Kulzer)* | 250 | Sehr
gut |
| Affinis
MonoBody® (Coltene Whaldent)* | 270 | Gut |
| Affinis
Precious light body® (Coltene Whaldent) | 230 | Gut |
| Aquasil
ultra XLV® (Dentsply) | 270 | Ausreichend |
| Elite
HD light body regular® (Zhermack) | 430 | Gut |
| Express
light body regular® (3M-ESPE) | 150 | Gut |
| Otoform
AK® (Dreve) | 440 | Sehr
gut |
| Biopor
AB 40® (Dreve) | 280 | Sehr
gut |
| Mollosil® plus | 130 | Sehr
gut |
| Bioplast® 40 | 400 | Sehr
gut |
-
- Anmerkung: * additionsvernetzende Silikonmassen
-
Auf
allen Substraten polymerisierte eine Schicht auf, die in den meisten
Fällen auch sehr gut haftete. Bei einigen Materialien war
die Haftung schlechter, was eventuell auf den Einsatz von Hydrophilierungsmitteln zurückgeführt
werden kann, die eine Art Trennschicht ausbilden.
-
Beispiel 50:
-
Die
Zusammensetzung aus Beispiel 11 wurde auf mit Isopropanol gereinigte
Substrate aus Mollosil® plus und
Bioplast® 40 appliziert und die
Proben 1 Stunde bei 80°C erwärmt.
-
Nach
dem Abkühlen wurde frisch gemischtes, unvernetztes Mollosil® plus
bzw. Bioplast® 40 Shore aufgetragen
und aushärten lassen. Die Haftung nach einer Stunde war
so gut, dass erhöhter Kraftaufwand nötig war,
um die beiden Teile zu trennen.
-
Beispiel 51:
-
Die
Zusammensetzung aus Beispiel 11 wurde auf mit Isopropanol gereinigte
Substrate aus Mollosil® plus und
Bioplast® 40 appliziert und die
Proben 20 Minuten bei 80°C erwärmt. Nach dem Abkühlen
wurde frisch gemischtes, unvernetztes Mollosil® plus bzw.
-
Bioplast® 40 Shore aufgetragen und aushärten
lassen. Anschließend wurden die Proben erneut für
20 Minuten auf 80°C erwärmt. Die Haftung nach
einer Stunde war so gut, dass sich die beiden Teile nicht ohne teilweise
Zerstörung trennen ließen.
-
Beispiel 52:
-
In
Substrate aus Mollosil® Plus wurden
mit der Schere Vertiefungen geschnitten. Diese Vertiefungen wurden
mit der Zusammensetzung aus Beispiel 11 bestrichen und 1 Stunde
bei 80°C erwärmt. Nach dem Abkühlen wurde
frisch gemischtes, unvernetztes Mollosil® plus
in die Vertiefungen eingebracht und aushärten gelassen.
Anschließend wurden die Proben erneut für 20 Minuten
auf 80°C erwärmt. Die Haftung des Reparaturmaterials
an den Probekörpern ist so gut, dass sich die reparierten
Stellen auch unter starker Dehnbelastung nicht abtrennen ließen.
-
Beispiel 53:
-
Substrate
aus Mollosil
® plus und Bioplast
® 40 wurden in die Zusammensetzung
aus Beispiel 11 getaucht. Einige der beschichteten Probekörper
wurden anschließend kurz in eine Lösung aus Petrolether
40–60 mit 0,0074% Pt-Kat getaucht. Die restlichen Probekörper
wurden nicht mit der Katalysatorlösung behandelt. Nach
dem Abtrocknen des Lösungsmittels wurden alle Proben für
30 Minuten bei 60°C gelagert. Tabelle 7
| | Mollosil® plus | Bioplast® 40 |
| Ohne
Katalysatorlösung | Nicht
wischfest, ein Großteil der Beschichtung ließ sich
abreiben, etwa 25 μm wurden gehärtet | Nicht
wischfest, ein Großteil der Beschichtung ließ sich
abreiben, etwa 30 μm wurden gehärtet |
| Mit
Katalysatorlösung | Wischfest,
glänzte, sehr gute Haftung, ließ sich nicht abrubbeln,
etwa 200 μm wurden gehärtet | Wischfest,
glänzte, sehr gute Haftung, ließ sich nicht abrubbeln,
etwa 200 μm wurden gehärtet |
-
Beispiel 54:
-
Low-Density
Polyethylenfolienstücke wurden in die Zusammensetzung aus
Beispiel 5 getaucht. Die beschichteten Substrate wurden anschließend
kurz in eine Lösung aus Petrolether 40–60 mit
0,0074% Pt-Kat getaucht. Nach dem Abtrocknen des Lösungsmittels
wurden alle Proben für 30 min bei 80°C gelagert.
Es wurde ein wischfester, transparenter Film mit guter Haftung erhalten.
-
Beispiel 55:
-
Folienstücke
aus Low-Density Polyethylen wurden in eine Lösung aus Petrolether
40–60 mit 0,0074% Pt-Kat getaucht und trocknen gelassen.
Die so beschichteten Substrate wurden anschließend in die
Zusammensetzung aus Beispiel 5 getaucht. Anschließend wurden die
Proben für 30 min bei 80°C gelagert. Es wurde ein
wischfester, transparenter Film mit sehr guter Haftung erhalten.
-
Beispiel 56:
-
Folienstücke
aus Low-Density Polyethylen wurden in eine Lösung aus Petrolether
40–60 mit 0,0074% Pt-Kat getaucht und trocknen lassen.
Die so beschichteten Substrate wurden anschließend in die
Zusammensetzung aus Beispiel 5 und danach noch einmal in die Katalysatorlösung
getaucht. Anschließend wurden die Proben für 30
min bei 80°C gelagert. Es wurde ein wischfester, transparenter
Film mit sehr guter Haftung erhalten.
-
Beispiel 57:
-
Substrate
aus Papier (weiß, 80 g/m2) wurden
in eine Lösung aus Petrolether 40–60 mit 0,0074%
Pt-Kat getaucht und trocknen gelassen. Anschließend wurden
sie in die Zusammensetzung aus Beispiel 5 getaucht und für
30 min bei 80°C gelagert. Nach dem Abkühlen wurden
die Proben charakterisiert:
Es wurde eine wisch- und haftfeste
Beschichtung erhalten, auf der handelsübliche Klebe-Etiketten
nicht hafteten.
-
Beispiel 58:
-
Substrate
aus Edelstahl wurden in eine Lösung aus Petrolether 40–60
mit 0,0074% Pt-Kat getaucht und trocknen gelassen. Anschließend
wurden sie in die Zusammensetzung aus Beispiel 5 getaucht und für
30 min bei 80°C gelagert. Nach dem Abkühlen wurden
die Proben charakterisiert:
Es wurde eine wischfeste Beschichtung
mit ausreichender Haftung erhalten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102006001126 [0023]
- - US 4657959 [0023]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - W. Noll „Chemie
und Technologie der Silicone", Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1968 [0003]
- - M. A. Brook „Silicon in organic, organmetallic and
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- - W. Noll „Chemie und Technologie der Silicone", Verlag
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- - W. Noll „Chemie und Technologie der Silicone", Verlag
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