DE1494867A1

DE1494867A1 - Gleitmittel auf Grundlage von Organopolysiloxanen fuer Fasern und Gewebe aus silicatischen Werkstoffen

Info

Publication number: DE1494867A1
Application number: DE19661494867
Authority: DE
Inventors: Clark Harold Arthur; Campbell James Kermit
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1965-10-22
Filing date: 1966-10-21
Publication date: 1969-12-11
Also published as: BE688672A; US3460216A; SE315566B; NL6614831A; DE1494867B2; AT266031B; NL139729B; CH487291A; GB1139147A

Description

».'.Pass, Rechisa. IV, Vi-

in Gea VoIIm. (HL-Nr. 5l-'/h ' München, 2h. JuIl 1,96-9

der Fa. DOW CORNlNG Cutr 1494867 ^Dr · ^V/S * A'° Midland/Mich. Π. «τ:α;

DC.I290/7GO

Gleitmittel auf Grundlage von Organopolystloxanen für Fasern und Gewebe aus silicatisehen Werkstoffen

Glas- oder Quarzfasern müssen nach dein Verlassen der Spinndüse mit einem Schlichtematerial beschichtet v/erden, bevor nie zu Garn aufgewickelt werden. Die Schlichtemittel müssen im all gemeinen zwei Aufgaben erfüllen: Sie müssen die Glasfasern des Garnes aneinander binden und müssen die Glasfasern bei der Garnaufwicklung gleitfähig machen, damit ein Brechen der Fasern durch Abrieb vermieden wird. Die Schlichte kann auch zum Gleitfähigmachen des Garnes verwendet werden, wenn dies25 zu Strängen aufgewickelt oder zu Geweben verarbeitet -wird.

Eine übliche Form von Schlichten für Glasfasern besteht aus einer wäßrigen Dispersion, die Stärke als Bindemittel und ein öl auf Kohlenwasserstoffgrundlage, ein Glykol oder ein Fettsäureamid als Gleitmittel enthält. Diese Schlichten haben den Vorzug, daß sie in der Hitze entfernt werden können unter Zurüeklassung des reinen Glasgewebes oder Glasseidenstranges.

909850/0 170 BADORiGlNAL

Unterlagen (Art.7 SI Abs.Ζ nr. l Satz 3 des Änderungsaes. w*4.

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Klcli'ü in lvc:'.^:xd..":<User..ä-:;?.i IkSe sti e:iOf^z⁵Bi:u Außer-aeu GJ. t-it-rdvtol :αη'ϊθ:Γ%ΐ> entha

iifid durch. Kita©

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C..Tciti:i:L"Gt*öl-Tü:e Glas rüiitrion ferner clasu vuA-r

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Brcc3'ion der Glaf;£;oidowr:

verJiiDcleÄi, das

Generictenct άοϊ¹ νDrIi^j₅ =iidcn Eri'iruli·" vor. 0ι\';.^!>ΐ!.ορ·ί>'.1;ν.^ί!.Λ3οΓΛ':ΛΓ-'α für }?fc£t\V.a i ßtc-.i'feil» die ilc'.lv -ch f-,iv:v.-oi'^icl^:ii:yl; llircl'-.iic.lyv.c^n.-'ia'bo n±b einer ö v

?; ni^r.u ölcitnittel auf Or^uvCü o iI Ccn Ae ana r.:lli catisoh:^. VJc clnd, d^K alfj Oi-^anopol-vEilo
äA; von Aiiclit ί^^'ϋ· als 10.000
tlichc χ aus 3";i:u::.iv0ii 'dor"Toriii

wli%l;;3tes.G ri.;ce Bvlnlioxt; dor Γο::·Ώ€:1

(2)

öbaul; sind, i/üj?in JX Allgrlrecte nit 1 "bin 6 C-Atonaa, Ii' A31:;y3enreiite tut 1 biß 6-C-A-fcorieii, E^f' Uassorstorracono, Ali^- .1 bis 6 0~Λχο:λοζ). oiler ilininoalkylrönt;o dsr Pori

— ί

BAD

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wobei Ci ein Waßocrc-toffatcM oder oln JLllrj'lrcct nit 1 Ijis C-Atoiaeii ist und ΐ eine »>'.Vure doy Γοΐ-iücl ■

"bccleutcn, v.Obei X ein l/usserestofiatom odci\ ein AUrylrcDt niüi Λ "bis 8 C-Atonci)- iet, ii Durchechnititsvterijc von 1 biß 3, a ßchnitte\/eiⁱt;a von O bin 2 und £ Pivf-'cliFchiiittiwcrt-e ν cn Q hat_t wobei * Mc 500 ral toviol JiiiTltoitcR (1) wio JihiheH-c*», (<0

sind, (

Die criSraduniiOGc-riifion Prodiü?i?Q sc*i«;c-p concn, u3.e Iii^othylpolynilirra^en hArHilclit'ixc'i iltrcii Ycrh ,J ton .(.Its'

irt vc-r-nr.^3 ich n\?f cig

die di(3 Jleftujiß ουΧ dem Glas

PIo "besten Ex^ol·?.·:· i:zo \:trJnn iii u>1:; . ,ciaon J.::lt ncl o':en ersiolt, Öi9 durcimclinittiich ^O l^id -"«50 iiiii^thylfili o:: ^o MolqküJ. auiv;oircn imd jait pplehan Gleitnittfjl», dio

lc:-ti: g βίνΛ "boliclii^c 7-⁵U^IiCr₁Lo n3.1i 1 "biß oji, vie iieöiyi«·, jL^vvl»» ΐρορχ. pyl-^ ' D±a& WJicl>igQ AWs)XeWCK''''? flit 1 wio tle^hylcn», pitioi-hyl«s».-_f wid der Reat; tier Pora

BAD ORIGINAL

Π¹ ' kann ην.Bor yaüßcrstoifatcnon ein Allrylrcst wit 1 bis 6 C-Atoticn dor bei H aufgeführten Art εοίη, oder c;in Aminoalkyl· rest, z, B. der Formeln

,, -CIIpITCH,, oder -CHpCHJi H

Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Schmiermittel sind«

(α)

c. ti.

CIL

SiO

CH,

CHJiCH₂CII₂CHGiO H

(c)

II+

XX f

0.05

,SiC

I5 0.95

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BAD ORIGINAL

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3^Si01/2

Die erf indungsgeiaäßen Gleitmittel können geringe Mengen ändert) ßiloxanoinheiten enthalten, z« B. Methylailoxon-, Phenyleiloxan», und Triiaetlislöiloxon-Einheiton, ohne daß liierdurch ihr Verhalten beeinträchtigt; wird.

Die orfiiidunssseiiüüßen Gleitmittel können nach bekannten Verfahren durch llydrolyo© und Kondensat ion der entsprechenden Silane hergestellt worden*

Dio £>äiireaddition3salise der Aminoallqrlpolysiloxane könne» durch einfache Zugabe der entsprechenden molaren ffenge der entsprechenden Säure unter Rühren erhalten werden·

Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Gleitmittel besteht darin» daß sie als Schlichten für Glas- oder Quarzfasem formuliert werden können, die durch Erhitzen auf Temperaturen von 31^° O oder höher entfernt werden können, ohne einen erkennbaren Bückstand asu hinterlassen· Es war bithor nicht möglich gewesen, Gleitmittel auf Siliconbasis durch Erhitzen auf Glas zu entfernen , ohne daß hierbei

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BAD ORSQiNAL

ein dunklex* unlöslicher Rückstand aiii doa Glcg aui-ückblieb·

Als Schlichton für Fasern aus silicabißcbon Werkstoffen hoben eich folgende ZuBfzmcnaetzvr^en mit Cen erfindunc3genäßon Gleit« mitteln besonders bewährt: _{

(a) 100 Gewicht st eile der Or&miosilo^rmuischpolysierisate. mit einer

- t

Viskosität von nicht wehr al8 10.000 cSt/2>° 0, die eus don _fc Einheiten. (1) und (2) auf gebaut sind,

(b) 0,05 bia 5 Gew.-Soil© einer Alkalii-;otallve??Mndiins_t einor Erd-

alkalim©tallverbindung oder einor quateraären dung, die in einor 0,1 n-uäßrifsen Lösung einon pH-\.^rerfc von destcns 6 erreicht,

(c) 0 bis 4,000 Gew.-OJoile Stärke und

(&) 0 bis 20,000 Gew„-0?eile einas flü:;htiGcn

Die Zusammensetzungen sit dem erfindurK^gcmäßen Zusatz können in reiner Fora oder in Fona von Emulsionen, Lösungen oder einfachen Dispersionen verwendet werden· Wasser ist ale flüchtiges Verdünnuneo- »ittel bevorzugt} einige der Zusasnaencetaungen sind wasserlöslich,

gegebenenfalls können auch organische Lösunssraittel, wie Benzol, ?_% Syclohoran, Diäthylketon, Cyclohexanon, Biäthyläthcr, Dibutyl-Ether, 1,1,1-Üirichloräthan, Diacetonalkohol, ß-!1etho3tyäthanol, ß-itho-SEyfithanol, und Isopropanol verwendet v/erden·

j Die Menge des flüchtigen Verdünnungsmittels liegt üblicherweise im

Bereich von 20 bis 99 Gew,«#· -

BAD ORIGINAL

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Wie aus don c-uijofiUirjiJu /junrjir.;;;;.^otz.uv:;;on ersichtlich, ist Ecstandteil (a) des erXindun^scjc^ifcQ Gleitmittel, öi'Z bereits ausführlich beschrieben -wurde·

Y kann eino beliebige Bäure, wie oben definiert, bedeuten, z· B· ;-, Propion-, Butter-, Pent&iicarbon-, Hoxancncbon-, Hoptarscar-Ootancaröon-, und HonancarbonsUui'e·

Es Bei darauf hingewiesen·! daß i^ Fallo Y Essigßäuro oder Proj?ionfliiure iut, vox^usDv/eioe Mindc3tcnD 30 Einheiten (1) pro Einheit (2) in Bestandteil (a) vorhanden ocln solion, da ponot eier nach der Ilitse cntfernuns zupückbleibcncle Rüc3.:3i;rjrid unerwünscht ci^;!-'°--i eein 3r.önnte·

Die besten Ergebnisse hinsichtlich dor Glcitfäliickoit v/erden erlialteii wenn raindo3tens 10 Einheiten von (1) pro.Einheit (-) vorhanden πind und bc-r»onders bevor-su^t ist ein Verhältnis von 1-0 hu 1 und

Bestajidteil (b) hann eine beliebige AlkcJitietGllvcrbindunG sein, wie Lithiumhydroxid, llatriiuucarbonab, Hatriv:-.:bicGrbo.nut_f iratriumbcrat, Trikaliuaphonphat, Clxi'unliydro::id, Kubidiuncyajiid tLud n~Buty!l3:a1 ium. Beispiel ο Xür Erdalkaj iverbindunjen sind Cr.lciusliydroxid, Bariumhydroxid, Calciirncca-'bonat und H?ijrosiuiahydro:cid oder quaternürc uiaverbinduncen, \.-ie Tctrabutyla»:i".oniAiti!iydroxid, 'frip uflcarbonat, Bcrj'lpj.-opyltdiriethylrr'vioniwinr.dro-cid, Rranoniunliydrcyid, und andere allialicch icii^iercnde Vei'bindun;;cri,:dic; ein I1,₊N Kotion enthalten, vof-ln H^: ein cc.novclentei· Kohlenwasserstoff-

**■ ^;" ' 9 0 9 8 5 0/0170

«- 8 — BAD ORIGINAL

Einige der aufgeführten Erdalkalimetallverbiridungen sind für die Herstellung einer 0,1 n-wclßrigen Lünung zu unlöslich, aber ihre gesättigten Losungen haben einen pH-Vert von über 8, deshalb sind sie erfindunsBGemäß wirksam. Als Bestandteil (b) ißt Natriumbicarbonat "■ bevorzugt.

Bestandteil (c), die Stärke, ißt daß Bindemittel für die erfir.dun£S-gemäßen Schlichten. Dna Bindemittel int auf Stärke beschränkt, weil es das einzige bekannte Bindemittel ißt, das durch Erhitzen auf 9?ejaperaturcn unter ABO⁰ C ohne Rückstand zu entfernen int. Torzußfaweise ist die hier vext/endete Stärke f einteilig»

Gelegentlich bleibt auf dem Glas ein bchwachsefärbter liückstand, nachdem die Schlic5ito durch Erhitzen entfernt i/orden ist, Diecer Eückstand ist üblicherv/eise ein Überrest von Bestandteil (b) und kann daher im allgemeinen durch Vaochen mit V/asser entfernt werden. Eo ist wichtig» daß Bestandteil (a) iia wesentlichen keine Silanolgruppen oder hydrolycierbaren Gruppen, wie Si-gebundene Alkoxy-Acyloxygimppen oder HalcGenatome enthält. Die Abwesenheit derartiger Gruppen kann dadurch ßicher erroicht werden, daß dieee hydrolysiert und die restlichen ßilanolgruppen nit Hcsramethyldieilazan setzt werden unter Bildung von 2rimethylailoxyc;ruppen anstelle ßilanoleruppen,

mt Q «■

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BAD M

Γ-Ic ;::i-i'iad.'iiut;£-!_;!.i::jllßcn Schlichten kommen auf Ciie Glasfaser nach Üblichen »St andardvorf ehren aufGetragen v/ercUn,

i Proben dta Koaktion.*;produktes aus einem nolaren. Toil von

ι- u.

I /1-

CH₃

und 2 iiolaren Keilen Ho:raiicarboncäuro v/urdcn dur-cli Vornischen der bfiid'jü c:r.ni>iini;en Boötanclteile hei^%Qestallt. Zu ^jeder Pi-obo VAirdeii 1 Goi/«-·;·'» ö.ox* i.'o?_E;cnden Vc.fbiaduncen at.'secübeni Natriiimcarbonat, ITatriu::T)icai'bonal· lind Nab

.Von ,ji:i'?r Miscliii:):? vAird^ii »wei 2rop£cn auf eino Porzellönplatto go-C;u"bcii uruT. 20 Mir.-abün lanj au£ 480° C orhitiit, \sa dao ßilic ongeraisch von den G-Ias si» entiernori. Auf dor Stelle, vo die Hischtins mit NatriiJinbicr.-rr.onat ε;arr;oΙτα^οη xirurdo, blieben keino Rückstände tm£ döa? Poi¹-Kellcuvolatijc· Dort, wo die ojideren beiden Kiachungen auf getragen wurden» Miob eine· tehr schv;ache' Gpur einea hei lon Bückst andes haften·

Vurdo eins der oben genannten Mischungen auf Glasfasern aufgetragen, erhielten die Tasern eine ausgeseichnote Gleitfähigkeit von Glas auf Stahl \md Glas &uf Glas.

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- 10 -

-ίο-

Bolr^icl 2 ■'"■'■ ~

Aua don unten aufgeführt oil Beatandteilon wurden vier Znsarjaenoetzüh·- .n hergestellt. Jeder ZuoaninenGetzung vraröo ein Gcvi.-# Katriumbi-

at angegeben« Aiiücliließend v/ui-dexi die Zusmjmimo&tzxixigü-.i auf ihre. Etv&ferribarkeit von Porzellan durch Erhitzen, v;io in Beispiel 1, inü.'t. Dabei v"ard©a folgendo Ercobnißüö erhalten:

Hcn'-;e in reolnrc.n/J oil cn

Ai.iii'.ctilkylpoljüilöxan awu Bc-ir.piel 1

Ancißensüuro

pygy ätliylcnutUei¹

vorbloibender Iiückßtirnd nach, dei.i r.j>> hivzen

ic-nr; CtS¹Un^₁ (a )_t

1
2.82

1.8
keine

3.29

1.8

1
3.06

1.8

2.85

leicht leicht sehr

Dio Formulierunr^cn (b), (c) und (d) waron vyassorlößlich und es -v/urde feßtsGfcitellt, daß die besten Erocbnisoo eis Schlichten für Caciasern erhielt vrurdon, wenn die Pomuliorungen als 5 Gev/.-^-ige Dispersion in Waiter, vemischt r-iit 5 Gev/.-J» Stärke, auf Glas aufsötratjen v/urden«

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Beif:r»ial %

Zu einem Hdartoil der Verbindung der Formel

CH_x CH,

ι 3 ι 3

vrurdon swei Holarteile Hexancarbono&ure jßugegeben. Zusätzlich wurde noch ein Gev.~% Hatriumbicarbonat beigegeben. (

Sie Fornulierung wurde, vie in Boispiel 1 becchrioben, auf ihre Entfcrrbarkei;; von Porzellan durch Erhitzen geprüft. !lach dem Erhitzen imrden auf dem Porzellan keino Rückstände festgestellt.

Beispiel ft CH,

Aus 10 β ₂22_?2₄

CH₅ ^4^9

0,01 Q PentoncarbonsUure und 0,3 g fein verteilten Calciunhydroxyd di£jpcrüi«rt in 100 g' Aceton, vnirde ein Schlichtmittel für Quarzfa-Bcrn hergestellt, das hervorragende Gleitfähigkeit aufwieo und durch Erhitzen nuf 371° C vollctändig von den Fasern entfernt werden kennte

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BAD

Zu zwei Proben, die ;}evei!ri oinen Holnrtcil

CIU CIL₇

CH, CH,

enthielten, vurden zu der einen zwei Holarteile Hexancarbonoöure Und zu der anderen Probe zvoi Molart eil ο Ameisensäure gegeben.

Jede Probe wurde mit ein Gev/.-% llQtriumbicai?bonat vernetzt· Nach überprüfung der beiden Proben mittels des Erliitsunsetestes euo Beiopiel 1, wurden bei der Entfernuns von der Poraollanplatte keine sichtbaren Rt.ckatLbide f e3tßestollt.

Beide Proben wurden in etv:a der 9-£*--cheii Hen^e ihres Gewichten in Isopropanol disporGicrt und anschließend ati£ Glasaarn auigetr^Gen, Das behandelte, Getrocknete Garn zeigte gegenüber Glas und Stahl, eine auuEozcicJineto Gleitfähigkeit; bei Erllitzen auf 371° C verschv/ond die ijchlichte von dem Garn, ohne einen sichtbaren Rückßtand zu hinterlaooen.

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-0OCCpIL

GiU

0,1 Q Kaliumcarbonat, 10 g Stärke und 200 g V/assor mu'den unter BiI-dunE eines SciiliclitnittclB £\b? Glasfasern emulßiert, das don /Tasern eino auüßoseichnote Gloitfühigkeit; verlieh nn.d die Pacei^n nach ihrem Aufopti^cn r«u Gern zuaaKnenhiolt, jedoch duroh Erhitaon auf 3^;5° C
vollständig τοπ den Faflei*n entfonit vjcrden Irormte,

Zu einen Molart eil eineo in den en&atimdison Einheiten
gripper! nufweicendeii Dtoethylpoiyoiloxans mit d^orchschnittlich
230 Siliciiamaboiaen Je Kolclrül vrurclcn in dor {insegcbonen Heihonfol&-o zv/ei Kc] art eil ο

XSi(OCH₅).
CIU

2 Hol art oile einer 90 frigon AneslsenaüurelÖsuns» bezogen auf Ameisensäure, üu^egeben und nach einer kurzon Untorbrochung noch ewei Holartoilo IIcxajnethyldisilaEan

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BAD

al a Ere at a für arcct] icho hj'&rolyf.sicx-'bare Gruppen. Das erhalten« Produkt cutBprach dor DurcuEchtiittofprrjel

Hierzu wurde ein Gew«-?j Tetrojaetliylajaaionim-ihydroxid zugegeben«

Eine Probe dieses Gemisches vavrdo auf eine For;jollanplattiQ ße-Geben und 20 Jlinuton auf ^80° G erhitzt· Es bliob mxv cino schwache Spur eine» woißen EückstaudcG nach des Erhitzen auf dor Porzellanplatte.

Die oben genannte Ilischung iöfc ein auöiiczeichnutoa Schlichtmittol für Glarjraöerji, in Foiii oinor ?. Gev;.--?'l[;en Emulsion in einyr VariSci lösung» clie 5 Gev:.~/u Stärke enthielt» bezogen auf das Gev/icht den V/acsers.

EkD OFl'GINAL

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Claims

1. Gleitmittel nuf Grundlose von Organopolyniloxancn für Faoern ^J Gewebe aus cil.icatißchon Werkstoffen, dadurch coken zeichnet , daß als Orcanopolyoiloxane Iiiachpolynarisate mit einer VinkooivHt von nicht mehr ala 10«000 c8t/2>° C vorwondefc v/erdon, die ita v.'onfjntlichon quo £inhe:itc2"v der Forncl

(1)

Blinde at ano einer Einheit der ForreÜ

und

C-O

aufgebaut oind, worin K AJkylroete mit 1 "bis 6 C-Atomen, Ei Alkyl en roste mit 1 biß 6 C-Atomen, R'¹ Waütierst off atome, /.Ikylrooto nit 1 biu 6 C-Atonon oder /aninoalkylroote der Formel

*2,' , wobei Q ein V/aooei'stoffntom oder ein

l^3ipoßt mit 1 bie 6 C-Atomen iet und Y eine Säure der Formel

XCOOH

bedeuten, vobei X ein Vosserstoffatom oder ein AlScylreet nit 1 bia 8 C-Atomen iot, £. Durchßchnittswerte von 1 bis 3, m Durchschnittcwertc

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- 16 -

Unterlagen (Ar.. ? ^ ·, /·■.--■.. :.. ; ·-; -, Aid-... s'-jti. v.4.9.i96?i ,^

von 0 bis 2 und ja DurchochHittevorto von 0 bis Λ hat, wobei 4 bie JOO mal ooviel Einheiten (13 wie Einheiten (2) vorhanden eind.

Gleitmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß als Organopolysiloxane Mischpolymerisate verwendet werden, die aus Dimethylsiloxaneinheiten (1) und Einheiten der Formel

NH₂CH₂CH₂NH (CH₂)^₁
W. <*>« CH

(2)

aufgebaut sind, worin Y eine Säure de:- Formel XCOOH bedeutet, wobei X ein Wasserstoffatom oder ein Alkylre " mit 1 bis 8 C-Atomen ist und a Durchschnittswerte von 0 biß 1 hat.

Gleitmittel nnch Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß ti]s Organpolysiloxane Mischpolymerisate der Formel

CH

verwendet werden, worin χ Durchschnittswerte von 50 bis ^50 hat

Gleitmittel nach Ansprucli ], <i ■ ei net, daß als Organopolysj ]<~<:τι·ι<· ■■',

CH ι

NH

₂CH₂CH₂NH(CH₂) ^K LO_1/g

v. h eckennzeich Ί-polynerisate der Formel

CH, SiO CH,

verwendet werden, worin χ Durchschnittswerte von 50 bis ^50 hat.

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