DE102011111757A1 - Sealant and its use and sealed metallic substrate - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Versiegelungsmittel für metallische Substrate, das eine wässrige Dispersion enthält, die aus einem Oligosiloxan von einem Glycidoxysilan oder einem Epoxyalkylsilan oder einem Epoxycycloalkylsilan sowie mindestens einer kolloidalen Kieselsäure und gegebenenfalls weiteren Additiven sowie Wasser besteht. Ebenso betrifft die Erfindung ein hiermit versiegeltes metallisches Substrat. Verwendung findet das erfindungsgemäße Versiegelungsmittel als Korrosionsschutz von metallischen Substraten.The invention relates to a sealant for metallic substrates, which contains an aqueous dispersion which consists of an oligosiloxane of a glycidoxysilane or an epoxyalkylsilane or an epoxycycloalkylsilane and at least one colloidal silica and optionally further additives and water. Likewise, the invention relates to a metallic substrate sealed therewith. The sealant according to the invention is used as corrosion protection of metallic substrates.
Description
Die Erfindung betrifft ein Versiegelungsmittel für metallische Substrate, das eine wässrige Dispersion enthält, die aus einem Oligosiloxan von einem Glycidoxysilan oder einem Epoxyalkylsilan oder einem Epoxycycloalkylsilan sowie mindestens einer kolloidalen Kieselsäure und gegebenenfalls weiteren Additiven sowie Wasser besteht. Ebenso betrifft die Erfindung ein hiermit versiegeltes metallisches Substrat. Verwendung findet das erfindungsgemäße Versiegelungsmittel als Korrosionsschutz von metallischen Substraten.The invention relates to a sealant for metallic substrates, which contains an aqueous dispersion which consists of an oligosiloxane of a glycidoxysilane or an epoxyalkylsilane or an epoxycycloalkylsilane and at least one colloidal silica and optionally further additives and water. Likewise, the invention relates to a metallic substrate sealed therewith. The sealant according to the invention is used as corrosion protection of metallic substrates.
Die galvanische Verzinkung wird schon lange für diverse Bauteile, welche vor Korrosion geschützt werden sollen, angewendet. Hierbei war es lange üblich, die verzinkten Teile u. a. mit Chrom-VI-haltigen Lösungen zu chromatieren, da hierdurch der Korrosionsschutz signifikant gesteigert wurde. Aufgrund der krebserregenden Wirkung und den strengeren Umweltschutzrichtlinien wird nun auf Chrom(VI) verzichtet. Stattdessen werden Chrom(III)-haltige Lösungen in Verbindung mit Versiegelungsmitteln eingesetzt, um den Korrosionsschutz zu erhöhen.Galvanizing has long been used for various components that are to be protected against corrosion. It was a long time, the galvanized parts u. a. Chromated with chromium-VI-containing solutions, as this significantly increased the corrosion protection. Due to the carcinogenic effect and the stricter environmental protection guidelines, chromium (VI) is now dispensed with. Instead, chromium (III) -containing solutions are used in conjunction with sealants to increase corrosion protection.
Derartige Versiegelungsmittel zur Nachbehandlung von Zink und Zinklegierungsschichten sind aus der
Der Nachteil dieser Art der Formulierung sind zum einen der teilweise schlechte Korrosionsschutz und zum anderen das Vorhandensein von organischen Lösungsmitteln, welche aufgrund von Umwelt- und Arbeitsschutz nachteilig sind.The disadvantage of this type of formulation are on the one hand the sometimes poor corrosion protection and on the other hand the presence of organic solvents, which are disadvantageous due to environmental and occupational safety.
Des Weiteren beschreibt die
Die
Anzustreben ist jedoch gerade für stark beanspruchte Bauteile, einen möglichst hohen Korrosionsschutz zu erzielen, damit die Funktion der beschichteten und versiegelten Bauteile nicht beeinträchtigt wird. Außerdem sollte der Korrosionsschutz auch nach einer anschließenden Wärmebehandlung der versiegelten Bauteile nicht drastisch beeinflusst werden. Maßgeblich für diese korrosionsschützende Eigenschaft ist die Ausbildung eines kompakten, haftfesten und dichten Versiegelungsfilms, welcher schnell trocknet, ohne dass die Formulierung leicht flüchtige oder nur wenig leicht flüchtige Alkohole enthält. Des Weiteren wird durch Hydrolyse bei der Verwendung von 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan in wässriger Lösung Methanol frei, welches giftig und leicht flüchtig ist.However, it is desirable to achieve the highest possible corrosion protection, especially for components subject to heavy wear, so that the function of the coated and sealed components is not impaired. In addition, the corrosion protection should not be drastically influenced even after a subsequent heat treatment of the sealed components. Decisive for this anti-corrosive property is the formation of a compact, adherent and dense sealing film which dries quickly, without the formulation contains volatile or only slightly volatile alcohols. Furthermore, by hydrolysis using 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane in aqueous solution, methanol is released, which is poisonous and volatile.
Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein chromfreies Versiegelungsmittel mit hohem Korrosionsschutz bereitzustellen, das zusätzlich eine gute Lager- und Langzeitstabilität bietet.Based on this, it was an object of the present invention to provide a chromium-free sealer with high corrosion protection, which also offers good storage and long-term stability.
Diese Aufgabe wird durch das Versiegelungsmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das versiegelte metallische Substrat mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. In Anspruch 14 wird eine erfindungsgemäße Verwendung angegeben. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.This object is achieved by the sealing means having the features of claim 1 and the sealed metallic substrate having the features of claim 12. In claim 14, a use according to the invention is given. The other dependent claims show advantageous developments.
Erfindungsgemäß wird ein Versiegelungsmittel für metallische Substrate bereitgestellt, das eine wässrige Dispersion enthält, die aus folgenden Komponenten besteht:
- a) mindestens einem Oligosiloxan von mindestens einem Glycidoxyalkylsilan und/oder mindestens einem Epoxyalkylsilan und/oder mindestens einem Epoxycycloalkylsilan,
- b) mindestens einer kolloidalen Kieselsäure sowie
- c) Wasser.
- a) at least one oligosiloxane of at least one glycidoxyalkylsilane and / or at least one epoxyalkylsilane and / or at least one epoxycycloalkylsilane,
- b) at least one colloidal silica and
- c) water.
Es konnte erfindungsgemäß überraschenderweise festgestellt werden, dass mit diesem Versiegelungsmittel ein kompakter, haftfester und dichter Film auf Substraten ausgebildet werden kann, welcher auch nach Wärmebehandlung der versiegelten Teile einen sehr guten Korrosionsschutz bietet. Die Haftfestigkeit der Schichten wird unter anderem maßgeblich durch die molare Menge der Epoxy-Funktionen des eingesetzten Silanderivates beeinflusst. Je mehr Epoxy-Gruppen in einem Molekül zur Verfügung stehen, desto besser ist die Haftung auf dem zu versiegelnden Bauteil und desto höher ist der Korrosionsschutz.It has surprisingly been found according to the invention that a compact, adherent and dense film can be formed on substrates with this sealant, which also after heat treatment of the sealed parts offers a very good corrosion protection. Among other things, the adhesive strength of the layers is significantly influenced by the molar amount of the epoxy functions of the silane derivative used. The more epoxy groups are available in a molecule, the better the adhesion on the component to be sealed and the higher the corrosion protection.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße Versiegelungsmittel eine sehr gute Lager-, und Langzeitstabilität auf.Furthermore, the sealant according to the invention has a very good storage and long-term stability.
Das erfindungsgemäße Versiegelungsmittel sollte kein oder nur wenig Methanol oder andere, durch Hydrolyse entstehenden Alkohole enthalten.The sealant of the invention should contain little or no methanol or other alcohols formed by hydrolysis.
Vorzugsweise weist das Glycidoxyalkylsilan und/oder das Epoxyalkylsilan und/oder das Epoxycycloalkylsilan die allgemeine Formel I auf: mit
X unabhängig voneinander mit
R unabhängig voneinander H oder C1-C6-Alkyl,
m unabhängig voneinander 0 bis 6, r unabhängig voneinander 0 bis 6 und p = 2 bis 6.Preferably, the glycidoxyalkylsilane and / or the epoxyalkylsilane and / or the epoxycycloalkylsilane has the general formula I: With
X independently With
R independently of one another are H or C 1 -C 6 -alkyl,
m are independently 0 to 6, r are independently 0 to 6 and p = 2 to 6.
Hierbei können die Einheiten X unabhängig von einander und innerhalb des Vielfachen von p in regelmäßiger oder unregelmäßiger Abfolge die angegebenen Funktionen bedeuten, und m kann für jede Monomereinheit unabhängig im angegebenen Bereich eingestellt sein.Here, the units X may independently of each other and within the multiple of p in regular or irregular sequence mean the indicated functions, and m may be set independently for each monomer unit in the specified range.
Besonders bevorzugt ist das Glycidoxyalkylsilan ausgewählt aus der Gruppe γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan und Kombinationen hiervon und/oder das Epoxyalkylsilan ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus terminalen und nicht-terminalen Epoxyalkylsilanen und/oder das Epoxycycloalkylsilan ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4,5-Epoxypentyltrimethoxysilan, 5,6-Epoxyhexyltriethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxy-silan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-ethyltriethoxysilan und Kombinationen hiervon.The glycidoxyalkylsilane is particularly preferably selected from the group gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane, gamma-glycidoxypropyltriethoxysilane, gamma-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane and combinations thereof and / or the epoxyalkylsilane selected from the group consisting of terminal and non-terminal epoxyalkylsilanes and / or the epoxycycloalkylsilane selected from the group consisting from 4,5-epoxypentyltrimethoxysilane, 5,6-epoxyhexyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, and combinations thereof.
Das mindestens eine Glycidoxysilan und/oder das mindestens eine Epoxyalkylsilan und/oder das mindestens eine Epoxycycloalkylsilan ist dabei vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 6,5 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 6 Gew.-% und besonders bevorzugt von 2 bis 5 Gew.-%, enthalten.The at least one glycidoxysilane and / or the at least one epoxyalkylsilane and / or the at least one Epoxycycloalkylsilan is preferably in an amount of 0.5 to 6.5 wt .-%, preferably from 1 to 6 wt .-% and particularly preferably of 2 to 5 wt .-%, contained.
Vorzugsweise ist die Dispersion im Wesentlichen frei von Monomeren des mindestens einen Glycidoxysilans und/oder des mindestens einen Epoxyalkylsilans und/oder des mindestens einen Epoxycycloalkylsilans. Preferably, the dispersion is substantially free of monomers of the at least one glycidoxysilane and / or the at least one epoxyalkylsilane and / or the at least one epoxycycloalkylsilane.
Die mindestens eine kolloidale Kieselsäure ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Kieselsäuresole und -gele, Polysilikatsole und -gele sowie Mischungen hiervon.The at least one colloidal silica is preferably selected from the group of silica sols and gels, polysilicate sols and gels, and mixtures thereof.
Kolloidale Kieselsäuren in der Form von Solen oder Gelen, insbesondere von Solen, sind im Handel erhältlich, wie beispielsweise unter dem Handelsnamen Ludox oder Levasil.Colloidal silicas in the form of sols or gels, especially sols, are commercially available, such as under the trade names Ludox or Levasil.
Diese kolloidalen Kieselsäuren sind Salze der Kieselsäuren, bevorzugt Lithiumsalze, welche auch unter dem Namen Lithiumpolysilikat bekannt sind. In diesen kolloidalen Kieselsäure-Lithiumsalzen ist das Molverhältnis von SiO2/Li2O zweckmäßig im Bereich von 4,0 bis 5,5 und bevorzugt im Bereich von 4,6 bis 5,0.These colloidal silicas are salts of silicas, preferably lithium salts, which are also known under the name of lithium polysilicate. In these colloidal silica lithium salts, the molar ratio of SiO 2 / Li 2 O is suitably in the range of 4.0 to 5.5, and preferably in the range of 4.6 to 5.0.
Die Verwendung derartiger Lithiumpolysilikat-Sole ergibt einen pH Wert von 9 bis 11 des Versiegelungsmittels. Hierbei kann der kolloidale Stoff zur pH-Wert-Einstellung herangezogen werden. Durch die Verwendung von kolloidalem kationischem SiO2 stellt sich ein saurer pH-Wert ein. Durch gezielte Mischung von Lithiumpolysilikat und/oder anionischen Polysilikaten und/oder kationischem SiO2 kann ein beliebiger dazwischen liegender pH-Wert eingestellt werden.The use of such lithium polysilicate sols gives a pH of 9 to 11 of the sealant. Here, the colloidal substance can be used for pH adjustment. The use of colloidal cationic SiO 2 sets an acidic pH. By specific mixing of lithium polysilicate and / or anionic polysilicates and / or cationic SiO 2 , any intermediate pH can be set.
Vorzugsweise ist die mindestens eine kolloidale Kieselsäure in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt von 8 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt von 9 bis 13 Gew.-%, enthalten.The at least one colloidal silica is preferably present in an amount of from 5 to 20% by weight, preferably from 8 to 15% by weight and more preferably from 9 to 13% by weight.
Es ist weiter bevorzugt, dass das Versiegelungsmittel mindestens ein weiteres co-polymerisierbares und/oder co-hydrolysierbares Silan enthält, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Vinylmethyldimethoxysilan, Vinyltriisopropoxysilan, Octyltriethoxysilan, Propyltriethoxysilan, Propyltrimethoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Polyalkylenoxid-trimethoxysilan, Methacryl-trimethoxysilan, Methacryltriethoxysilan, Methacryltriisopropoxysilan oder Mischungen hiervon.It is further preferred that the sealant contains at least one further co-polymerisable and / or co-hydrolyzable silane, in particular selected from the group vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, octyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, polyalkylene oxide-trimethoxysilane, Methacrylic trimethoxysilane, methacryltriethoxysilane, methacrylic triisopropoxysilane, or mixtures thereof.
Es ist weiter möglich, dass das Versiegelungsmittel weitere Additive oder Zusätze enthält. Diese sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Korrosionsinhibitoren, insbesondere aus der Klasse der Talgalkylaminoethoxylate und Oleoylsarcosinsäuren, welche die Filmbildung, den Verlauf auf der Bauteiloberfläche und den Korrosionsschutz verbessern.It is also possible that the sealant contains other additives or additives. These are preferably selected from the group of corrosion inhibitors, in particular from the class of Talgalkylaminoethoxylate and Oleoylsarcosinsäuren which improve the film formation, the profile on the component surface and the corrosion protection.
Als Korrosionsinhibitoren kommen organische Verbindungen mit mindestens einer Amingruppe, einer Ethergruppe, einer Hyroxylgruppe, einer Carboxylgruppe, einem Ester oder einem Salz hiervon oder eine stickstoffhaltige heterozyklische Gruppe in Frage. Beispiele umfassen somit Fettamine, wie Oleylamine, Hydroxyamine (z. B. Isopropanolamin), Kondensate von Hydroxyaminen mit Fettsäuren (z. B. Produkte von Talgölfettsäuren mit Diethanolamin oder mit N-Hydroxyethylethylendiamin), Carbonsäuren, Ester und Salze hiervon (insbesondere als alkylsubstituierte Bernsteinsäuren, Ester und Amine oder Ammoniumsalze, z. B. Mono- oder Diester von Bernsteinsäure und Propylenoxid) sowie Verbindungen mit mehreren Funktionalitäten. Ein Beispiel für letztere sind Sarcosinderivate mit Amid- und Säure-Funktionalität. Substanzen mit stickstoffhaltigen Heterozyklen schließen Triazol-Verbindungen, wie Tolyltriazol und Triazinsalze ein. Weitere Korrosionsinhibitoren umfassen ethoxylierte Phenole sowie verschiedene oxygenierte Materialien, die durch partielle Oxidation von Wachsen oder Ölen, insbesondere von Paraffinölen, Wachsen und Petroleum, hergestellt werden. Weitere Korrosionsinhibitoren sind organische Bor-Verbindungen, wie z. B. langkettige Alkenylamidborate. Ebenso können als Korrosionsinhibitoren Alkalimetallsulfonate, wie Natriumsulfonat und Natriumalkylbenzolsulfonat, eingesetzt werden.Suitable corrosion inhibitors are organic compounds having at least one amine group, an ether group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester or a salt thereof or a nitrogen-containing heterocyclic group. Examples thus include fatty amines such as oleylamines, hydroxyamines (eg, isopropanolamine), condensates of hydroxyamines with fatty acids (eg, products of tallow oil fatty acids with diethanolamine or with N-hydroxyethylethylenediamine), carboxylic acids, esters and salts thereof (especially as alkyl-substituted succinic acids , Esters and amines or ammonium salts, eg mono- or diesters of succinic acid and propylene oxide) as well as compounds with multiple functionalities. An example of the latter are sarcosine derivatives with amide and acid functionality. Substances containing nitrogen-containing heterocycles include triazole compounds such as tolyltriazole and triazine salts. Other corrosion inhibitors include ethoxylated phenols as well as various oxygenated materials prepared by the partial oxidation of waxes or oils, particularly paraffin oils, waxes and petroleum. Other corrosion inhibitors are organic boron compounds, such as. B. long-chain alkenyl amide borates. Likewise, corrosion inhibitors which can be used are alkali metal sulfonates, such as sodium sulfonate and sodium alkylbenzenesulfonate.
Weitere mögliche Korrosionsinhibitoren sind Ester von Hydroxysäuren, wie Weinsäure, Zitronensäure, Maleinsäure, Milchsäure, Oxalsäure, Glycolsäure, Hydroxypropionsäure und Hydroxyglutarsäure. Beispiele für diese sind Ester, insbesondere Weinsäureester von C6- bis C12- oder C6- bis C10- oder C8- bis C10-Alkoholen, z. B. Isotridecyltartrat, 2-Ethylhexyltartrat und Gemische von linearen C12- bis C14-Alkoholen oder verzweigten C13-Alkoholen. Amide und Bimide dieser Substanzen sind ebenso einsetzbar.Other possible corrosion inhibitors are esters of hydroxy acids, such as tartaric acid, citric acid, maleic acid, lactic acid, oxalic acid, glycolic acid, hydroxypropionic acid and hydroxyglutaric acid. Examples of these are esters, in particular tartaric acid esters of C 6 - to C 12 - or C 6 - to C 10 - or C 8 - to C 10 -alcohols, eg. As isotridecyl tartrate, 2-ethylhexyl tartrate and mixtures of linear C 12 - to C 14 -alcohols or branched C 13 -alcohols. Amides and bimides of these substances are equally applicable.
Das Versiegelungsmittel weist vorzugsweise einen pH-Wert im Bereich von 8,5 bis 12 auf. Besonders bevorzugt ist ein pH-Wert im Bereich von 9 bis 11.The sealant preferably has a pH in the range of 8.5 to 12. Particularly preferred is a pH in the range of 9 to 11.
Das Versiegelungsmittel weist vorzugsweise folgende Zusammensetzung auf:
- a) 3
bis 5 Gew.-% des mindestens einen Oligosiloxans von mindestens einem Glycidoxysilan und/oder des mindestens einen Epoxyalkylsilans und/oder des mindestens einen Epoxycycloalkylsilans, - b) 6 bis 12 Gew.-% der mindestens einen Kieselsäure,
- c) 0 bis 1 Gew.-% Talgalkylaminoethoxylate, sowie Oleoylsarcosinsäure
- d) 82 bis 91 Gew.-% Wasser.
- a) 3 to 5% by weight of the at least one oligosiloxane of at least one glycidoxysilane and / or the at least one epoxyalkylsilane and / or the at least one epoxycycloalkylsilane,
- b) 6 to 12% by weight of the at least one silica,
- c) 0 to 1 wt .-% Talgalkylaminoethoxylate, and Oleoylsarcosinsäure
- d) 82 to 91% by weight of water.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein versiegeltes metallisches Substrat bereitgestellt, das mit dem zuvor beschriebenen Versiegelungsmittel behandelt wurde.Also provided in accordance with the present invention is a sealed metallic substrate that has been treated with the sealant described above.
Das Substrat ist dabei vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Aluminium, Zink, Eisen sowie dessen Legierungen.The substrate is preferably selected from the group aluminum, zinc, iron and its alloys.
Verwendung findet das erfindungsgemäße Versiegelungsmittel als Korrosionsschutz Beschichtung von metallischen Substraten.The sealant of the invention is used as a corrosion protection coating of metallic substrates.
Das erfindungsgemäße Versiegelungsmittel weist den Vorteil auf, dass es keinen oder nur einen sehr geringen Anteil an Alkoholen aufweist, der auf die Hydrolyse der entsprechenden Funktionalitäten der Oligosiloxane zurückzuführen ist. Auch bei einem weiteren hydrolytischen Aushärten wird die Freisetzung von Alkohol aufgrund der sehr geringen Anzahl an Alkoxygruppen nahezu vollständig unterdrückt. Dies ist im Hinblick auf die im Stand der Technik eingesetzten Monomere ein wesentlicher Vorteil.The sealant according to the invention has the advantage that it has no or only a very small proportion of alcohols, which is due to the hydrolysis of the corresponding functionalities of the oligosiloxanes. Even with a further hydrolytic curing, the release of alcohol is almost completely suppressed due to the very low number of alkoxy groups. This is a significant advantage in view of the monomers used in the prior art.
Die erfindungsgemäßen Versiegelungsmittel zeichnet weiter die hohe Haftfestigkeit der Schichten aus, die durch die molare Menge der Epoxy-Funktionalitäten bzw. Glycidoxy-Funktionalitäten der eingesetzten Oligosiloxane beeinflusst wird. Je höher die Anzahl der Epoxy- bzw. Glycidoxy-Gruppen in einem Molekül, desto besser ist die Haftung auf dem zu versiegelnden Substrat, was den Korrosionsschutz erhöht.The sealant according to the invention further distinguishes the high adhesive strength of the layers, which is influenced by the molar amount of the epoxy functionalities or glycidoxy functionalities of the oligosiloxanes used. The higher the number of epoxy or glycidoxy groups in a molecule, the better the adhesion to the substrate to be sealed, which increases the corrosion protection.
Die erfindungsgemäßen Versiegelungsmittel sind über Monate stabil und zeigen eine hohe Toleranz gegenüber der Arbeitstemperatur, so können derartige Versiegelungsmittel bei Temperaturen von 10 bis 90°C, vorzugsweise bei 20 bis 30°C, betrieben werden.The sealants of the invention are stable for months and show a high tolerance to the working temperature, so such sealants at temperatures of 10 to 90 ° C, preferably at 20 to 30 ° C, operated.
Anhand der nachfolgenden Beispiele und Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier gezeigten Ausführungsformen beschränken zu wollen.Reference to the following examples and figures, the subject invention is to be explained in more detail, without wishing to limit this to the embodiments shown here.
In
Das 29Si-NMR-Spektrum zeigt einen scharfen Peak bei δ 42,79 ppm, der 3-Glycidyloxy-propyltrimethoxysilan zuzuordnen ist.The 29 Si NMR spectrum shows a sharp peak at δ 42.79 ppm attributable to 3-glycidyloxy-propyltrimethoxysilane.
In
Das 29SI-NMR-Spektrum zeigt zwei Hauptpeaks bei δ 51,25 ppm und δ 60,25 ppm, die dem Oligosiloxan zuzuordnen sind.The 29 SI NMR spectrum shows two major peaks at δ 51.25 ppm and δ 60.25 ppm attributable to the oligosiloxane.
Weiterhin sind zwei breite Signale bei δ 59,05 ppm und δ 69,91 ppm zu erkennen, die auf die Anwesenheit von verzweigtkettigen Polysiloxanen schließen lassen.Furthermore, two broad signals can be recognized at δ 59.05 ppm and δ 69.91 ppm, which indicate the presence of branched-chain polysiloxanes.
Ebenso ist ein scharfer Peak bei δ 42,79 ppm, der 3-Glycidyloxy-propyltrimethoxysilan zuzuordnen ist. Dies zeigt, dass das Oligosiloxan nur geringe Reste des Monomers aufweist.Similarly, a sharp peak at δ is 42.79 ppm attributable to 3-glycidyloxy-propyltrimethoxysilane. This shows that the oligosiloxane has only small residues of the monomer.
Beispiel 1 example 1
Erfindungsgemäße ZusammensetzungenCompositions according to the invention
Die folgenden Zusammensetzungen stellen Ausführungen gemäß der vorliegenden Erfindung dar.The following compositions are embodiments according to the present invention.
Zusammensetzung 1
Zusammensetzung 2
Zusammensetzung 3
Zusammensetzung 4
Beispiel 2Example 2
Herstellung des VersiegelungsmittelsPreparation of the sealant
Das Versiegelungsmittel besteht aus mehreren Rohstoffen welche teilweise einen bestimmten Prozessablauf während des Produktionsprozesses durchlaufen müssen.The sealant consists of several raw materials which in part have to go through a certain process during the production process.
Das Silan Oligomer MP 200 muss vor der eigentlichen Formulierung in eine wasserlöslich Form gebracht werden. Hierfür werden z. B. 50 g MP 200 unter Rühren mit 1 g Phosphorsäure 85% gemischt. Danach werden 49 g Wasser zugegeben und ca. 3 h gerührt. Es muss so lange gerührt werden, bis die Lösung komplett klar ist und eine homogene Mischung erreicht ist. Danach muss das hydrolisierte MP 200 innerhalb von 24 h weiter verarbeitet werden, da das System mit der Zeit komplett polymerisiert. Bei der Weiterverarbeitung ist folgender Verfahrensablauf einzuhalten:
Die benötigten Mengen an hydrolisiertem MP 200 wird langsam unter Rühren mit 85% Triethanolamin auf pH 7,5 eingestellt. Diese Menge wird dann unter Rühren in die benötigte Menge Lithiumpolysilikat gegeben und so lange gerührt, bis sich alles komplett ineinander gelöst hat. Diese Lösung wird im folgenden als Lösung 1 benannt. The Silan Oligomer MP 200 must be brought into a water-soluble form before the actual formulation. For this purpose, for. B. 50 g MP 200 with stirring with 1 g of phosphoric acid 85% mixed. Thereafter, 49 g of water are added and stirred for about 3 h. It must be stirred until the solution is completely clear and a homogeneous mixture is achieved. Thereafter, the hydrolyzed MP 200 must be processed within 24 hours, as the system polymerizes completely over time. For further processing, the following procedure must be followed:
The required amounts of hydrolyzed MP 200 are slowly adjusted to pH 7.5 with stirring with 85% triethanolamine. This amount is then added with stirring to the required amount of lithium polysilicate and stirred until everything has completely dissolved each other. This solution will be referred to as solution 1 below.
Lösung 2 wird durch einfaches Zusammenrühren aus der zu benötigten Menge Wasser und den ggf. benötigten Mengen der Hilfsstoffe aus der Gruppe Talgalkylaminoethoxylate und/oder Oleoylsarcosinsäure hergestellt.Solution 2 is prepared by simply stirring together from the required amount of water and the possibly required amounts of excipients from the group Talgalkylaminoethoxylate and / or Oleoylsarcosinsäure.
Nun wird Lösung 2 langsam mit Lösung 1 unter Rühren vermischt. Die entstehende Lösung ist das Versiegelungsmittel.Now solution 2 is slowly mixed with solution 1 with stirring. The resulting solution is the sealant.
Das Versiegelungsmittel wird filtriert um evtl. entstandene Ausfällungsprodukte abzutrennen. Das Versiegelungsmittel hat nun einen Feststoffgehalt zwischen 14 und 15% und einen pH Wert zwischen 9 und 11.The sealant is filtered to separate any resulting precipitated products. The sealant now has a solids content between 14 and 15% and a pH between 9 and 11.
Beispiel 3Example 3
Verfahrensablauf zur Versiegelung von Bauteilen mit dem erfindungsgemäßen VersiegelungsmittelProcedure for the sealing of components with the sealant according to the invention
In Tabelle 1 sind die einzelnen Verfahrensschritte bei der Versiegelung von Bauteilen mit den entsprechenden Verfahrensparametern kurz aufgeführt.In Table 1, the individual process steps in the sealing of components with the corresponding process parameters are briefly listed.
Dieser Verfahrensablauf ist exemplarisch und muss auf die jeweiligen Grundmaterialien bzw. Anlageneigenschaften abgestimmt werden.This procedure is exemplary and must be adapted to the respective basic materials or system properties.
Die Angabe der Konzentration des Versiegelungsmittels bezieht sich auf den eingesetzten Feststoffgehalt im Arbeitsbehälter. Die anzuwendenden Konzentrationen sind abhängig von den Einsatzbedingungen wie z. B. Trommelware oder Gestellware. Gestellware wird bevorzugt im Bereich von 3–9% Feststoff beschichtet. Trommelware im Bereich 7–14 Der höhere Feststoffanteil muss hier verwendet werden, da Trommelware üblicherweise in Zentrifugen getrocknet wird, wo das Versiegelungsmittel abgeschleudert wird. Um hier einen ausreichenden Korrosionsschutz zu gewährleisten muss deshalb mit höheren Konzentrationen gearbeitet werden, um hier noch genügend Versiegelungsmittel auf der Oberfläche zu behalten.The indication of the concentration of the sealant refers to the solids used in the working container. The applicable concentrations are dependent on the conditions of use such. B. drum product or rack goods. Racks are preferably coated in the range of 3-9% solids. Drum product in the range 7-14 The higher solids content must be used here as drumware is usually dried in centrifuges where the sealant is spun off. In order to ensure adequate corrosion protection, it is therefore necessary to work with higher concentrations in order to retain enough sealant on the surface.
In bestimmten Fällen wird eine Temperaturbehandlung der fertig versiegelten Bauteile gefordert. Hierfür werden die fertigen Bauteile nochmals in einem Ofen für mehrere Stunden (1–24 h) Temperaturen von 100–250°C ausgesetzt.In certain cases, a temperature treatment of the finished sealed components is required. For this purpose, the finished components are again exposed in an oven for several hours (1-24 h) temperatures of 100-250 ° C.
Beispiel 4 Example 4
Vergleich Oligosiloxan mit monomerem Silan-DerivatComparison of oligosiloxane with monomeric silane derivative
In Tabelle 2 werden anhand eines Vergleichs die unterschiedlichen Eigenschaften des Oligosiloxans (MP 200) mit dem monomeren Silan-Derivat (3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan) aufgeführt. Tabelle 2
Der Methanolgehalt bei 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan wurde über die theoretische Menge an Methanol aus den molaren Verhältnissen errechnet. Die Werte für MP 200 (Oligosiloxan) wurden nach Hydrolyse in Wasser über Gaschromatographie bestimmt(Entnommen aus Coat-O-Sil MP 200 Product characteristics).The methanol content of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was calculated from the molar ratios over the theoretical amount of methanol. The values for MP 200 (oligosiloxane) were determined after hydrolysis in water by gas chromatography (taken from Coat-O-Sil MP 200 Product characteristics).
Der Korrosionstest nach
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