DE1162560B - Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren erhoehter Hitzebestaendigkeit - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren erhoehter HitzebestaendigkeitInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: C 08 g
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutschem.: 39 b-22/10
F 36763 IV c/39 b
10. Mai 1962
6. Februar 1964
10. Mai 1962
6. Februar 1964
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der elastischen Vernetzungsprodukte auf Basis von Diorganosiloxanpolymeren,
denen üblicherweise Füllstoffe und zur Vernetzung in der Wärme organische Peroxyde zugesetzt werden.
Eine wertvolle Eigenschaft solcher Elastomeren ist ihre Beständigkeit in trockener Hitze, doch mangelt
es ihnen an dieser Beständigkeit in sogenannten geschlossenen Systemen (vgl. zum Beispiel B ο b e a r
in »Rubber Age«, N. Y., 84, Dezember 1958, S. 448 bis 450). Systeme solcher Art liegen immer dann vor,
wenn die Elastomeren so weit eingekapselt sind, daß keine hinreichende Möglichkeit zum Entweichen der
bei Hitzeeinwirkung entstehenden Spaltprodukte besteht, und ebenso, wenn in der Hitze nicht gleichzeitig
Sauerstoff auf die Elastomeren einwirken kann. Diese Verhältnisse ergeben sich beispielsweise bei elektrischen
Kabeln mit einer Isolation aus Organopolysiloxanelastomeren und mit einer Ummantelung aus
Metall oder dichtem Glasfasergeflecht. Ähnlich verhält es sich oftmals bei Dichtungskonstruktionen, so
etwa in Fällen, wo das Material unter Öl gehalten und dadurch weitgehend vom Zutritt des Luftsauerstoffs
abgeschlossen ist.
Es wurde nun gefunden, daß man den geschilderten Mangel weitgehend durch einen Zusatz von niedrigschmelzendem Metall zu dem vernetzungsfähigen Gemisch
beheben kann. Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren
erhöhter Hitzebeständigkeit aus Gemischen, die langkettige Diorganosiloxanpolymere,
übliche Füllstoffe und organische Peroxyde sowie Metalle enthalten, unter Wärmebehandlung und Formgebung,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Metalle im Gemisch einen zwischen 0,5 und 50 g,
vorzugsweise zwischen 5 und 25 g, auf je 100 g des Diorganosiloxanpolymeren betragenden Anteil von
unterhalb der zur Vernetzung angewendeten Temperatur schmelzendem Schwermetall bzw. eutektischem
Gemisch von Schwermetallen verwendet.
Die vernetzungsfähigen Diorganosiloxanpolymeren und ihre Herstellung sind bekannt. Sie bestehen meist
aus Dimethylsiloxaneinheiten, doch kann auch ein Teil ihrer Methylreste durch Vinyl- oder Phenylreste
ersetzt sein.
Von den die Vernetzung vermittelnden Peroxyden bevorzugt man im allgemeinen Dialkyl-, Di-(arylalkyl)-,
Alkyl-(arylalkyl)-peroxyde oder Peroxyalkane, da sie eine bessere Beständigkeit der Vernetzungsprodukte ergeben als die von Säuren abgeleiteten Peroxyde.
Aus Gründen der Verarbeitungstechnik verwendet man jedoch in manchen Fällen neben den
Verfahren zur Herstellung von
Organopolysiloxanelastomeren erhöhter
Hitzebeständigkeit
Organopolysiloxanelastomeren erhöhter
Hitzebeständigkeit
Anmelder:
Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,
Leverkusen
Als Erfinder benannt:
Wilfried Kniege, Köln-Mülheim
Wilfried Kniege, Köln-Mülheim
erstgenannten zusätzlich geringe Anteile von Aroylperoxyden.
Als Füllstoff ist vornehmlich feindisperse Kieselsäure zu nennen, die vorteilhaft weitgehend wasserfrei ist und darüber hinaus durch Behandlung mit Alkylchlorsilan hydrophobiert sein kann. Es können ferner die auch sonst üblichen Pigmente zugesetzt werden. Ebenso kann man weitere bekannte Zusatzstoffe mitverwenden, wie Diphenylsilandiol gegen die Verstrammung des Stammgemisches und Si — O — C-Gruppen enthaltende Verbindungen, die bekanntermaßen die Beständigkeit der Siloxanelastomeren erhöhen.
Als Füllstoff ist vornehmlich feindisperse Kieselsäure zu nennen, die vorteilhaft weitgehend wasserfrei ist und darüber hinaus durch Behandlung mit Alkylchlorsilan hydrophobiert sein kann. Es können ferner die auch sonst üblichen Pigmente zugesetzt werden. Ebenso kann man weitere bekannte Zusatzstoffe mitverwenden, wie Diphenylsilandiol gegen die Verstrammung des Stammgemisches und Si — O — C-Gruppen enthaltende Verbindungen, die bekanntermaßen die Beständigkeit der Siloxanelastomeren erhöhen.
Der erfindungsgemäße Metallzusatz kann aus einem Element, z. B. Zinn, oder aus der Legierung mehrerer
Elemente bestehen, vorzugsweise eutektischen Gemischen von Elementen aus der Reihe Zinn, Blei,
Wismut, Kadmium, Zink, Antimon, Kupfer.
Es sind zwar schon füllstoff haltige, in Elastomere umwandelbare Methylarylpolysiloxane mit einem
flammhemmend wirkenden Zusatz von Kupferpulver, also einem bei 1O83°C schmelzenden Metall, bekannt,
doch wird die erfindungsgemäß erzielte Hitzebeständigkeit damit nicht erreicht, wie es aus dem nachfolgend
im Anschluß an das Beispiel 9 angeführten Vergleichsversuch ersichtlich ist.
Auch die bekannte Verwendung eines Aroylperoxyds allein führt nicht zu der erfindungsgemäß erzielbaren
Hitzebeständigkeit in geschlossenen Systemen, wie unter nachfolgendem Beispiel 10 dargelegt.
Beispiele 1 bis 9
Unter Verwendung eines Polydiorganosiloxans mit einer Viskosität zwischen 10e und 107 cSt, das in bekannter
Weise durch alkalische Polymerisation aus einem Gemisch von 99,75 Gewichtsprozent Octa-
409 507/470
methylcyclotetrasiloxan und 0,25 Gewichtsprozent Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan
gewonnen worden ist, stellt man eine Reihe von Gemischen auf folgende Weise her (Teile bedeuten Gewichtsteile):
Jeweils 100 Teile des Polysiloxans mischt man mit 30 Teilen handelsüblicher feindisperser Kieselsäure,
0,4 Teilen Dicumylperoxyd und 10 Teilen gemahlenem Metall von jeweils der Zusammensetzung, wie in
nachfolgender Tabelle aufgeführt. Diese Gemische werden in herkömmlicher Weise in einer Vulkanisationspresse
6 Minuten lang bei 1700C vorvernetzt und anschließend durch 6 Stunden währendes Lagern
in Heißluft von 2500C fertigbehandelt.
Aus den so erhaltenen Elastomeren und einem zum Vergleich ohne Metallzusatz, sonst aber in analoger
Weise gewonnenen Elastomeren wurden je zehn Prüfkörper (Normstäbe St I gemäß DIN 53 504) gestanzt,
von denen die Hälfte zum Vergleich zurückbehalten wurde. Von den übrigen wurden je fünf gleiche Prüfkörper
gemeinsam in ein Reagenzglas eingeschmolzen und zur Hitzealterung 8 Tage lang bei 2000C gelagert.
Durch solche Lagerung wurde eine Hitzeeinwirkung in geschlossenem System in extremer Form nachgebildet.
Die folgende Tabelle zeigt die in üblicher Weise gemessenen Mittelwerte der verbliebenen Zugfestigkeit
der so gealterten Prüfkörper im Vergleich zu den nicht gealterten unter Angabe des jeweiligen Metallzusatzes
(% bedeutet Gewichtsprozent des Legierungsanteils).
Metall
Schmelz | Zugfestigkei | nicht | (kp/cm') | Zugfestigkeit (kp/cm2) | gealtert |
temperatur | gealtert | nicht gealtert | 8 | ||
(0C) | 75 | gealtert | 83 | 22 | |
— | 65 | Prüfkörper zerstört | 82 | i 38 | |
125 | 70 | 60 | 82 | i 70 | |
136 | 72 | 65 | 80 | : 75 | |
144 | 70 | 70 | 78 | 70 | |
145 | 73 | 65 | 72 | ||
180 | 75 | 67 | 65 | 65 | |
199 | 70 | 70 | |||
232 | 70 | 68 | |||
233 | 72 | 69 | |||
248 | 70 | 68 | |||
1083 | Prüfkörper zerstört | ||||
siloxans angewendeten Menge des aus Wismut und | |||||
Kadmium legierten Metalls. | |||||
Metallzusatz | |||||
(Teile) | |||||
0,0 | |||||
0,5 | |||||
1 | |||||
5 | |||||
10 | |||||
25 | |||||
50 | |||||
Vergleich ohne Metall
1. 56% Bi + 44% Pb
2. 58% Bi + 42% Sn
3. 62% Bi + 38% Cd
4. 50% Sn + 32% Pb + 18% Cd
5. 68% Sn + 32% Cd
6. 91% Sn+ 9% Zn
7. 100% Sn
8. 75% Sn + 12,5%Cu + 12,5% Sb
9. 82,5% Pb + 17,5% Cd
Zum Vergleich Cu
Unter Verwendung eines Polydiorganosiloxans mit einer Viskosität zwischen 106 und 107 cSt, das in bekannter
Weise durch alkalische Polymerisation aus einem Gemisch von 92 Gewichtsprozent Octamethylcyclotetrasiloxan,
7,5 Gewichtsprozent Tetramethyltetraphenylcyclotetrasiloxan und 0,5 Gewichtsprozent
Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan gewonnen worden ist, stellt man eine Reihe von Gemischen auf folgende
Weise her (Teile bedeuten Gewichtsteile):
Jeweils 100 Teile des Polysiloxans mischt man mit 40 Teilen einer gemäß der USA.-Patentschrift 2 993 809
hergestellten, mit Dimethyldichlorsilan hydrophobierten Kieselsäure, 0,5 Teilen Tetraäthoxysilan, 4 Teilen
Diphenylsilandiol, 8 Teilen Eisenoxyd und der in nachfolgender Tabelle aufgeführten Menge der aus
38 Gewichtsprozent Kadmium und 62 Gewichtsprozent Wismut bestehenden Metallegierung. Das Mischen
nimmt man in bekannter Weise auf einem Walzwerk bei 1600C vor. Nach Abkühlen des Gemisches fügt
man bei 250C Mischtemperatur weiterhin jeweils 0,35 Teile Cumyl-(tert.-butyl)-peroxyd und 0,1 Teil
Bis-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxyd hinzu. Die so erhaltenen Gemische werden in herkömmlicher Weise in
einer Vulkanisierpresse 10 Minuten lang bei 15O0C vorvernetzt und anschließend durch 2 Stunden währendes
Lagern in Heißluft von 200° C fertigbehandelt.
Diese Elastomeren und ein zum Vergleich ohne Metallzusatz, sonst aber in analoger Weise gewonnenes
Elastomeres wurden nach der im Beispiel 1 beschriebenen Methode geprüft und ergaben die in
folgender Tabelle zusammengestellten Werte der Zugfestigkeit, abhängig von der auf je 100 Teile des Poly-Die
elektrischen Eigenschaften der Elastomeren wurden bei Zusatzmengen bis zu etwa 25 Gewichtsteilen des Metalls nicht nennenswert beeinflußt.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren erhöhter Hitzebeständigkeit aus Gemischen, die langkettige Diorganosiloxanpolymere, übliche Füllstoffe und organische Peroxyde sowie Metalle enthalten, unter Wärmebehandlung und Formgebung, dadurch gekennzeichnet, daß man als Metalle im Gemisch einen zwischen 0,5 und 50 g auf je 100 g des Diorganosiloxanpolymeren betragenden Anteil von unterhalb der zur Vernetzung angewendeten Temperatur schmelzendem Schwermetall bzw. eutektischem Gemisch von Schwermetallen verwendet.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 918 898;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 051 001.409 507/470 1.64 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (5)
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Family Applications (1)
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