DE1081663B

DE1081663B - Verfahren zur Herstellung elastischer Formkoerper und UEberzuege

Info

Publication number: DE1081663B
Application number: DEF24037A
Authority: DE
Inventors: Dr Albrecht Zappel
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1957-09-26
Filing date: 1957-09-26
Publication date: 1960-05-12

Description

Verfahren zur Herstellung elastischer Formkörper und Uberzüge Es ist bekannt, aus kohlenwasserstoffsubstituierten Organopolysiloxanen durch Zumischen von organischen Peroxyden, Kieselsäurealkylestern, Schwermetaliverbindungen oder Aminen, auch unter Zusatz von Füllstoffen, flüssige oder plastische Massen herzustellen, die sich durch Gießen, Streichen oder Kneten verformen lassen und durch Wärmebehandlung, in einigen Fällen auch durch einfaches Lagern bei Raumtemperatur, zu elastischen Körpern, Überzügen, Imprägnierungen, Einbettungen, Abdichtungen, Verklebungen, Verkittungen und ähnlichem verfestigt werden.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, im wesentlichen aus Organopolysiloxan bestehende, zur Verbesserung der mechanischen Werte der Endprodukte in bekannter Weise Füllstoffe enthaltende Stoffgemische herzustellen, welche die Eigenschaft haben, anfänglich plastisch zu sein, sich aber bei gewöhnlicher Temperatur innerhalb von weniger als 10 Minuten zu elastischen Körpern zu verfestigen, die außerdem aber auch aus lagerbeständigen Komponenten unmittelbar vor ihrer Anwendung unter Verformung in einfacher Weise zusammengestellt werden können, keinen ätzenden oder durch Geruch oder Geschmack lästigen Stoff enthalten und - vornehmlich nach Eintritt des endgültigen, elastischen Zustandes - in Berührung mit Wasser nicht für ihren weiteren Verwendungszweck unbrauchbar werden.
Die bisher bekannten Organopolysiloxanmassen weisen in bezug auf diese Bedingungen Mängel auf. Nach der deutschen Patentschrift 916 587 lassen sich aus bestimmten Dialkylsiloxanen durch Zusatz von Füllstoffen und Kieselsäurealkylestern Massen gewinnen, die sich zwar bei mäßigen Temperaturen verfestigen, dazu aber bei 300 C noch mindestens 1 Tag benötigen und außerdem den Nachteil haben, daß sich die Viskosität der dabei anzuwendenden sauren Organosiloxanpolymerisate bei deren Lagerung um Zehnerpotenzen ändern kann. Aus der deutschen Patentschrift 949604 ist ein Gemisch bekannt, das im wesentlichen aus Dialkylsiloxan besteht und dessen Verfestigung bei Raumtemperatur durch Zumischen von feindispersem, durch Verbrennung gewonnenem Siliciumdioxyd und Einwirkung von Ammoniak oder Aminen günstigstenfalls nach einigen Minuten bewirkt wird. Auch eine solche Masse ist jedoch für viele der eingangs erwähnten Verwendungszwecke unbrauchbar, einesteils wegen der Alkalität und Flüchtigkeit des Ammoniaks und der Amine, anderseits weil das nur fabrikmäßig herstellbare Gemisch eines Siloxans von mindestens 100000 cSt Viskosität und dem hier anzuwendenden äußerst feindispersen Siliciumdioxyd-Aerogel nur beschränkte Zeit im plastischen Zustand bleibt, also nicht lagerfähig ist.
Ferner lehrt die deutsche Patentschrift 888 614 die Herstellung von Gemischen, die ungefähr 40 bis 6001o Methylwasserstoffsiloxan enthalten und durch Zusatz von Metallverbindungen, wie Seifen von Blei, Eisen, Zink oder sonstigen bekanntermaßen Siloxan vernetzenden Metallen, zur Verfestigung bei Raumtemperatur gebracht werden. Die Verfestigungszeit solcher Massen beträgt bei dieser Temperatur auch noch mehrere Stunden; außerdem aber sind die dort vorgeschlagenen Methylwasserstoffsiloxane in Gegenwart von Wasser leicht zersetzlich, wobei sich Wasserstoff entwickelt, so daß die eine Mischungskomponente nicht beliebig lagerfähig ist und auch das Endprodukt bei Berührung seiner Oberfläche mit Wasser noch Gasblasen in solchem Ausmaß erzeugt, daß dadurch beispielsweise keine oberflächengetreuen Abgüsse mit Gipsbrei möglich sind.
Neuerdings ist es aus der französischen Patentschrift 11264in bekanntgeworden, daß von Säure- und Triorganosilylgruppen freie Diorganosiloxanpolymere im Gemisch mit Kieselsäureestern und Metallcarboxylaten bei Raumtemperatur in den elastisch festen Zustand übergehen, jedoch erst im Laufe von 1 bis 3 Tagen.
Es wurde nun gefunden, daß sich Gemische der letztgenannten Art nach Zusatz von wenigen Gewichtsprozent eines Monomethyldialkoxysilans, dessen Alkylgruppen weniger als 5 C-Atome enthalten, beispielsweise in außerordentlich kurzer Zeit verfestigen.
Diese überraschend hohe Wirksamkeit ermöglicht es nun, wie weiterhin gefunden wurde, den Mengenanteil dieser Zusätze so gering zu halten, daß die bei Berührung mit Wasser auch hier an sich gegebene Möglichkeit der Wasserstoffentwicklung durch Hydrolyse der Si-H-Bindungen nicht mehr in störendem Ausmaß zu der im vorangehenden erwähnten Gasblasenbildung führt.
Um die kleinen Anteile solcher Zusätze gleichmäßig einmischen zu können, ohne daß schon in den ersten Sekunden des Mischvorganges die Reaktion lokal abläuft, werden sie zweckmäßig vor -dem-Zumischen verdünnt, und zwar mit Flüssigkeiten, die gegenüber dem Gemisch inert sind, am einfachsten und sichersten mit gewöhnlichen, niederviskosen Organopolysiloxanölen, wie Dimethylpolysiloxan.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung elastischer Polysiloxanformkörper und Überzüge besteht also darin, daß man folgende Komponenten miteinander vermischt und gleichzeitig verformt: a) eine Paste aus bekannten Füllstoffen und flüssigen Diorganosiloxanpolymeren, deren Hydroxylgruppen an den Kettenenden noch frei sind, vorzugsweise solchen von einer Viskosität zwischen 1000 und 100 000 cSt bei 200C, b) eine organische Zinnverbindung, vorzugsweise ein Dialkylzinndicarboxylat, wie Dibutylzinndilaurat, in einer Menge zwischen 1 und 3 Gewichtsprozent der vorbezeichneten Paste und vorzugsweise gemischt mit Orthokieselsäureäthylester bis zur Hälfte des Gemischanteiles der Zinnverbindung, c) ein Monomethyldialkoxysilan, vorzugsweise in einer Menge zwischen 0,1 und 1 Gewichtsprozent der vorbezeichneten Paste und vorzugsweise gelöst in der drei- bis fünffachen Menge eines niederviskosen Dimethylpolysiloxanöles.
Durch Variation der Mengenanteile der unter b) und c) aufgeführten vernetzungsfördernden Komponenten der erfindungsgemäßen Polysiloxanmassen hat man es in der Hand, die für den jeweiligen Anwendungszweck vorteilhafteste Verfestigungszeit einer solchen Masse einzustellen.
Beispiele 1. Als Hauptkomponente wird eine Paste aus 100 g eines aus offenen Dimethylsiloxanketten mit endständigen HOSi(CH3)2-Gruppen bestehenden Öles von etwa 20 000 cSt Viskosität bei 20"C verwendet, ferner 60 g natürlich vorkommende Kieselkreide und 50g Zinkoxyd, im folgenden kurz als »A« bezeichnet.
Als zweite Komponente wird ein im folgenden kurz als »B« bezeichnetes Gemisch aus 15 g Dibutylzinndilaurat und 5 g Orthokieselsäureäthylester hergestellt.
Die dritte Komponente ist eine Lösung von Monomethyldi-i-propoxysilan in der vierfachen Gewichtsmenge eines handelsüblichen stabilen Methylpolysiloxanöles von ungefähr 40 cSt Viskosität, das im wesentlichen aus Dimethylsiloxanketten mit endständigen Trimethylsilylgruppen besteht.
1 g dieser Lösung, 2 g des Gemisches »B« und 100 g der Paste xiA« werden von Hand mit einem Spachtel möglichst schnell und gleichmäßig durchmischt und ergeben dabei eine zunächst noch beliebig verformbare Paste. Diese ist nach einer Zeit zwischen 4 und 5 Minuten nach dem Vermischen in den elastischen festen Zustand übergegangen und läßt sich nun um ungefähr 2000/o dehnen, ohne zu reißen oder plastisch deformiert zu werden. An Si-H-Bindungen enthaltendem Silanderivat sind nur 0,2 Gewichtsprozent zugemischt; daher bleibt die Wasserstoffbildung in Berührung mit Wasser so unbedeutend, daß die Verwendung der Masse zum Abformen nicht beeinträchtigt wird.
Die äußerst intensive Wirkung der erfindungsgemäßen Vernetzungskomponente läßt sich mit folgenden Mischungen demonstrieren: 2. 10 g >)A« + 0,2 g »B« + 0,1 g Monomethyldi-i-propoxysilan wie im vorigen Beispiel, aber ohne Verdünnung mit Organopolysiloxanöl: Verfestigung innerhalb 20 Sekunden.
3. 10 g »A« + 0,2 g »B« + 0,1 g Monomethyldiäthoxysilan: Verfestigung innerhalb 25 Sekunden.
4. 10 g »A« + 0,2 g »B« + 0,02 g Monomethyl-n-propoxysilan: Verfestigung innerhalb 40 Sekunden.
5. 10 g »A« + 0,25 g Dibutylzinndilaurat (ohne Orthokieselsäureäthylester) + 0,02 g Monomethyldi-i-propoxysilan: Verfestigung innerhalb 35 Sekunden.
6. Vergleichsweise 10 g »A« + 0,2 g »B« ohne weiteren Zusatz: Verfestigung erst nach ungefähr 15 Minuten.
Weitere Vergleichsversuche mit 10 g »A« + 0,02 g »B« und 0,2 g eines durch Hydrolyse von Monomethyldichlorsilan gewonnenen Öles oder 0,1 bis 0,2 g eines analogen Methylwasserstoffpolysiloxans mit endständigen Monoäthoxymonomethylsilylgrnppen ergeben zwar günstige Verfestigungszeiten zwischen 2 und 5 Minuten, das Endprodukt bedeckt sich aber unter Wasser vollständig mit Gasblasen, so daß es zur Abformung unter Verwendung von wäßrigem Gipsbrei wegen der Mitabformung der Blasen vollständig unbrauchbar ist.

Claims

PATENTANSPRUCHE 1. Verfahren zur Herstellung von elastischen Formkörpern und Überzügen durch Härtung bei Raumtemperatur bei gleichzeitiger Verformung aus Gemischen von flüssigen a,w-Dioxypolydimethylsiloxanen und Füllstoffen in Gegenwart eines in der I(älte wirkenden Vernetzungsmittels, einer organischen Zinnverbindung und gegebenenfalls eines Orthollleselsäurealkylesters, dadurch gekennzeichnet, daß als Vernetzungsmittel ein Monomethyldialkoxysilan, dessen Alkylreste weniger als 5 Kohlenstoffatome enthalten, verwendet wird.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Monomethyldi alkoxysilan zusammen mit einer größeren Menge eines inerten Lösungsmittels verdünnt angewendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, däß als inertes Lösungsmittel ein stabiles Organopolysiloxanöl verwendet wird.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 003441.