DE1620863B2

DE1620863B2 - Verwendung von Alkoxysilanderivaten zur Verbesserung der Haftung von Polysulfldpolymeren au» Unterlagen

Info

Publication number: DE1620863B2
Application number: DE1620863A
Authority: DE
Inventors: George Fedir Levittown Pa. Bulbenko (V.St.A.)
Original assignee: Thiokol Corp
Current assignee: ATK Launch Systems LLC
Priority date: 1964-01-02
Filing date: 1964-12-28
Publication date: 1976-01-02
Also published as: DE1594281A1; DE1594281B2; DE1620863A1; GB1098672A; US3297473A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Mercaptoalkylamino-alkoxysilans zur Verbesserung der Haftung von Polysulfidpolymeren auf Unterlagen, wie Holz, Glas oder Metall.

Härtbare Polymermassen auf der Grundlage von flüssigen Polysulfidpolymeren sind seit längerem bekannt. Diese Polysulfidpolymermassen werden etwa als Dichtungsmassen verwendet. Ein Nachteil dieser Dichtungsmassen besteht jedoch darin, daß sie auf Unterlagen nur bei Verwendung eines zusätzlichen Klebstoffes haften, der nach dem Stand der Technik phenolischer Natur ist. Derartige Klebstoffe liefern jedoch nur polare Bindungen der gehärteten Isoliermasse auf der Unterlage, die gegen den Angriff polarer Lösungsmittel, wie Wasser, empfindlich sind, so daß bei Feuchtigkeitseinwirkung die Haftung solcher bekannter Dichtungsmassen auf der Unterlage sich verschlechtert.

Weiterhin ist es bekannt, Silane, wie y-Aminopropyläthoxysilan, zur Verbesserung der Haftung von Polysulfidpolymeren an Unterlagen zu verwenden. Diese Haftvermittler ergeben jedoch in vielen Fällen noch keine befriedigende Verbindung des Polysulfidpo-Iymers mit der Unterlage und sind ebenfalls empfindlich gegenüber dem Angriff polarer Lösungsmittel, wie Wasser.

Aufgabe der Erfindung war es daher, die Haftung von Polysulfidpolymeren auf Unterlagen, wie beispielsweise Holz, Glas oder Metall, im Vergleich mit den bereits verwendeten Alkoxysilanderivaten weiter zu verbessern und eine Haftung zu erhalten, die auch durch die Einwirkung polarer Lösungsmittel, wie Wasser, nicht verschlechtert wird.

Erfindungsgemäß verwendet man ein Mercaptoalkylamino-alkoxysilan zur Verbesserung der Haftung von Polysulfidpolymeren auf Unterlagen, wie Holz, Glas oder Metall.

Die nach der Erfindung verwendeten Mercaptoalkylamino-alkoxysilane besitzen vorzugsweise die allgemeine Formel:

(OR)„

R"

Si — (CH₂)„NH — CH-CH₂-SH

worin R eine niedermolekulare Alkylgruppe, wie die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl- oder Butylgruppe, R' ein Wasserstoffatom oder eine niedermolekulare Alkylgruppe, a eine ganze Zahl von 1 bis 3, b eine ganze Zahl von 0 bis 2 und a + b = 3, η eine ganze Zahl von 1 bis 6 und R" ein Wasserstoffatom oder eine niedermolekulare Alkylgruppe, wie die Methyl- oder Äthylgruppe, bedeutet. Wenn nicht R' ein Wasserstoffatom bedeutet, können R und R' gleiche oder verschiedene Alkylgruppen sein. Zweckmäßig verwendet man ein ß-Mercaptoalkylaminoalkyl-trialkoxysilan, wie beispielsweise jS-Mercaptoäthylaminopropyl-triäthoxysilan.

Die Mercaptoalkylamino-alkoxysilane können nach der Erfindung entweder in der Form einer Grundie-

■ 5 rungsschicht vor Aufbringen des Polysulfidpolymers auf der Unterlage aufgetragen werden, oder sie können dem flüssigen Polysulfidpolymer zugemischt werden, worauf dann das Gemisch auf der Unterlage aufgetragen und gehärtet wird. Je nach dem speziellen Verwendungszweck kann die eine oder die andere Ausführungsform der Erfindung von Vorteil sein. Unabhängig davon, welche der beiden Ausführungsformen der Erfindung angewandt wird, ist es zweckmäßig,-das Mercaptoalkylamino-alkoxysilan in einer Menge von 1 bis 3,5 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des Polysulfidpolymers zu verwenden. Werden die nach der Erfindung verwendeten Mercaptoalkylamino-alkoxysilane den flüssigen Polysulfidpolymeren zugemischt, so können sie auch in einer Menge von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile des Polysulfidpolymers verwendet werden.

Die Mercaptoalkylamino-alkoxysilane können beispielsweise zur Verbesserung der Haftung von Polysulfidpolymeren verwendet werden, die in der US-PS 24 66 963 beschrieben sind. Zweckmäßig besitzen diese Polysulfidpolymere ein Molekulargewicht von etwa 500 bis 4000, da diese günstige Härtungszeiten ergeben. Die Härtung der flüssigen Polysulfidpolymere kann mit Hilfe von bekannten Härtungsmitteln, wie z. B. Bleiperoxid, Calciumperoxid, Bariumperoxid, Tellurdioxid oder der verschiedenen Chromate, die in der US-PS 29 64 503 beschrieben sind, erfolgen, wobei etwa 2,5 bis 10 Gewichtsteile Härtungsmittel je 100 Gewichtsteile Polysulfidpolymer eingesetzt werden. Die Härtung und Bindung der Polysulfidpolymere an den Unterlagen bei Verwendung der Mercaptoalkylamino-alkoxysilane nach der Erfindung erfolgt gewöhnlich in einer Zeit von 2 bis 24 Stunden bei etwa 25° C. Die Topfzeit beträgt gewöhnlich 0,5 bis 24 Stunden.

Außerdem können den Polysulfidpolymermassen vor der Härtung Füllstoffe, Weichmacher, Pigmente, Stabilisatoren gegen Ultraviolettlicht, Härtungsbeschleuniger und andere Stoffe zugesetzt werden.
Wenn die Mercaptoalkylamino-alkoxysilane nach der einen bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung als Grundierung aufgebracht werden, kann dies in Form einer Lösung, beispielsweise in Äthylalkohol, Toluol, Cellosolve, Methanol, n-Butanol, Isobutanol, Chloroform, Äthylacetat, Aceton oder Benzol erfolgen.

Nach der Erfindung kann die Haftung der Polysulfidpolymeren auf Unterlagen bei der Aufbringung von Schutzschichten, beim Ausfüllen von Fugen oder beim Laminieren mehrerer Schichten aus gleichem oder verschiedenem Materia! verbessert werden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, wobei die Beispiele zum Nachweis des technischen Fortschrittes einen Vergleich mit der Verwendung eines gemäß Stand der Technik bekann-

ten, ähnlich gebauten Alkoxysilanderivates enthalten.

Beispiel 1

Es wurden zwei Dichtungsmassen auf der Grundlage von härtbaren Polysulfidpolymeren hergestellt, die sich einzig darin unterschieden, daß die eine Dichtungsmasse (A) das nach dem Stand der Technik bekannte y-Aminopropyl-triäthoxysilan enthielt, während die andere Dichtungsmasse nach der Erfindung (B) die gleiche Menge jS-Mercaptoäthylaminopropyl-triäthoxysilan enthielt. Die Zusammensetzungen der beiden Dichtungsmassen waren folgende, wobei die Zahlenangaben Gewichtsteile bedeuten:

	A	B
Polysulfidpolymer*)	100	100
Calciumcarbonat	30	30
Titandioxid	10	10
Hydratisierte Kieselsäure	3	3
Calciumstearat	1	1
Stearinsäure	1	1
Schwefel	0,1	0,1

*) Das Polysulfidpolymer besaß im wesentlichen die Struktur HS(C₂H4-O-CH2-O-C2H4-S-S)23C2H4-O-CH2-O-C2H4-SH mit etwa 0,5% Quervernetzungen oder Verzweigungen durch Trichlorpropan.

y-Aminopropyl-triäthoxysilan
jJ-Mercaptoäthylaminopropyltriäthoxysilan

Härtungsmittel:	7,5	7,5
Bleidioxid	7,5	7,5
Chloriertes Biphenyl

IO Nach dem Vermischen der beiden Dichtungsmassen A und B mit den angegebenen Härtungsmitteln wurden Stücke von Segeltuch sorgfältig mit den Gemischen imprägniert. Auf Glas- und Aluminiumplatten wurde jeweils eine Dichtungsmittelschicht von 3 mm Dicke aufgebracht, und dann wurde jeweils eines der imprägnierten Segeltuchstücke aufgelegt und aufgepreßt.

Die Dichtungsmassen wurden in dieser Verbindung 1 Woche bei 23° C und einer relativen Feuchtigkeit von 50% gehärtet, und danach wurde ein Teil der Platten in Wasser eingetaucht und eine weitere Woche bei 23° C unter Wasser gehalten.

Sodann wurde bei allen Platten die Haftung der Dichtungsmasse auf der Unterlage durch Abschälen eines 2,5 cm breiten Streifens des imprägnierten Segeltuches von der Unterlage in einem Winkel von 180°C und Messung der hierfür erforderlichen Kraft getestet. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt:

Nach 1 Woche Härtung bei 23°C Nach 1 Woche Härtung bei 23° C und 1 Woche Eintauchen in Wasser

Unterlage

Dichtungsmasse A Dichtungsmasse B Dichtungsmasse A Dichtungsmasse B

Glas
Aluminium

2,7 kg 0,45 kg

29 kg 31kg keine Haftung
keine Haftung

30 kg
32 kg

Beispiel 2

Auf Unterlagen aus Glas und Aluminium wurden Grundierungen von jeweils 12 Gewichtsteilen y-Aminopropyl-triäthoxysilan (Probe C) bzw. j3-Mercaptoäthylaminopropyl-triäthoxysilan (Probe D) in 88 Gewichtsteilen Äthanol aufgebracht, indem man die Unterlage mit einem mit der Lösung getränkten Baumwollschwabbel bestrich. Danach wurden die so mit einer Grundierung versehenen Unterlagen wie in Beispiel 1 mit einer 3 mm dicken Schicht der dort angegebenen Polysulfidpolymermasse ohne das jeweilige Alkoxysilanderivat und einem mit der Polysulfidpolymermasse imprägnierten Segeltuchstück versehen. Sodann wurde bei 23° C eine Woche gehärtet, wonach gemäß den Angaben in Beispiel 1 die zum Abziehen eines 2,5 cm breiten Streifens erforderliche Kraft bestimmt wurde. Die Ergebnisse sind nachfolgend zusammengestellt:

Unterlage

Probe C

Probe D

Glas
Aluminium

20 kg
26 kg

23 kg 29 kg

Die Vergleichswerte zeigen, daß auch bei Verwendung als Grundierung die nach der Erfindung verwendeten Mercaptoalkylamino-alkoxysilane die Haftung von Polysulfidpolymermassen auf Unterlagen, wie Glas und Aluminium, wesentlich verbessern.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Mercaptoalkylamino-alkoxysilans zum Verbessern der Haftung von Polysulfidpolymeren auf Unterlagen.

2. Verwendung eines Mercaptoalkylamino-alkoxysilans nach Anspruch 1 in einer Menge von 1 bis 3,5 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteile Polysulfidpolymer.