DE1814823C3 - In Abwesenheit von Wasser lagerfähige, bei Zimmertemperatur zu Elastomeren härtbare Diorganopolysiloxanformmassen - Google Patents
In Abwesenheit von Wasser lagerfähige, bei Zimmertemperatur zu Elastomeren härtbare DiorganopolysiloxanformmassenInfo
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Description
α | R' | b | R' | |
- C | ||||
O | R'" | |||
R' | ||||
C | Y | |||
O | ||||
R" | ||||
oder (B) eine Mischung aus (i) einem Alkoxycyclopolysiloxan der Formel
R' I |
d | R' I |
R' ι |
|
_ | SiO- | SiO- | 1 SiO |
|
t | ! | |||
O | O | R'" | ||
R" | I | |||
Y | ||||
und (ii) 0,01 bis 1,5 Gewichtsprozent eines Metalls der Gruppe IVa des Periodischen Systems der
Elemente in Form eines Komplexes ist, wobei sich diese letzte Gewichtsangabe auf das Gewicht an
silanolendblockiertem Polydiorganosiloxan bezieht, und in den vorgenannten Formeln R einen
einwertigen Kohlenwasserstoffrest, einen halogenieren
einwertigen Kohlenwasserstoffrest oder einen Cyanalkylrest, R' einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest,
R" einen Alkylrest oder einen halogenierten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
R'" einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, nämlich einen Alkyl-
oder Alkarylrest, Y dsn Morpholin-, Piperidin- oder
den Pyrrolidinrest bedeutet, a einen Mittelwert von 0,5 bis einschließlich 6,5, b einen Mittelwert von 1,5
bis einschließlich 3,5, c einen Mittelwert von 0 bis einschließlich 5 besitzt, die Summe von a + b einen
Mittelwert von 3 bis einschließlich 8 hat und in Kombination mit c, die Summe von a + b einer.
Mittelwert von zumindest 3 und die Summe von a + b + ceinen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8
aufweist, i/einen Mittelwert von 0,5 bis einschließlich 8. e einen Mittelwert von 0 bis einschließlich 3, f
einen Mittelwert von 0 bis einschließlich 5 besitzt, die Summe von d + e einen Mittelwert von 3 bis
einschließlich 8 und in Kombination mit f, die Summe von d + e einen Mittelwert von zumindest 3 und die
Summe von d + e + f einen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8 aufweist
2. In Abwesenheit von Wasser lagerfähige Formmassen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Alkoxycyclopolysiloxanhärter aus einer Mischung von 1,3,5,7-Tetramethyl, 1,3,5,7-tetra-methoxycyclotetrasiloxan
und Zirconpentandionat- Komplex besteht
3. In Abwesenheit von Wasser lagerfähige Formmassen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Alkoxycyclopolysiloxanhärter aus einer Mischung von 1,3,5,7-Tetramethyl, 1,3,5,7-tetramethoxycyclotetrasiloxan
und einem Titanacetylacetonat-Komplex besteht
Die Erfindung bezieht sich auf in Abwesenheit von Wasser lagerfähige, bei Zimmertemperatur zu Elastomeren
härtbare, silanolendblockierte Diorganopolysiloxane enthaltende Formmassen, die gegebenenfalls
ferner Füllstoffe und gegebenenfalls Metallkomplexverbindungen enthalten.
Dem Stand der Technik sind verschiedene, bei Zimmertemperatur härtbare bzw. vulkanisierbare Organopolysiloxanmassen
bekannt, die als Härter Acyloxysilane, wie beispielsweise Methyltriacetoxysilan,
enthalten. Bei Verwendung als Versiegelungsmittel bzw.
jo Abdichtungsmittel entstehen aus diesen bei Zimmertemperatur
vulkanisierbaren Organopolysiloxanmassen, wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift
32 93 204, deren Inhaberin die Anmelderin vorliegender Offenbarung ist, Organopolysiloxanelastomere, die
j-, einen befriedigenden Grad an Adhäsion bezüglich
verschiedener nicht mit einem Grundierlack versehener Unerlagen bzw. Substrate aufweisen. Die Praxis hat
jedoch gezeigt, daß diese bekannten bei Zimmertemperatur härtbaren bzw. vulkanisierbaren Massen bei ihrer
•ίο Anwendung in Kontakt mit Betonoberflächen oder den
Oberflächen natürlicher Steine keine befriedigende Bindung ergeben. Demzufolge wurden bei Zimmertemperatur
härtbare bzw. vulkanisierbare Organopolysiloxanmassen, die einen Acyloxy-Härter beinhalten,
■τ, bisher nur in geringerem Maße zur Behandlung von
Beton- oder Steinoberflächen verwendet.
Zum nächstkommenden Stand der Technik ist ferner die deutsche Auslegeschrift 12 44 400 zu nennen, die sich
auf unter Ausschluß von Feuchtigkeit lagerfähige, an der Luft bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbare
Einkomponentenmassen aus einer Mischung von bestimmten Organopolysiloxanen mit bestimmten SiIanen,
bezieht, wobei diese Einkomponentenmassen organische Titanesterverbindungen als Härtungskatalysatoren
und gegebenenfalls Füllstoffe enthalten und von diesen Härtungskatalysatoren mindestens 0,1%, bezogen
auf das Gewicht der Organopolysiloxane, an Organosiloxytitanverbindungen, worin die siliciumgebundenen
organischen Reste einwertige, gegebenenfalls
bo halogenierte Kohlenwasserstoffreste sind, von denen
ein Teil über Sauerstoff an das Si-Atom gebunden sein kann, und die Organosiloxyreste mit dem Titanatom
über TiOSi-Bindungen verknüpft sind, wobei die gegebenenfalls vorhandenen restlichen Valenzen der
hi Ti-Atome mit organischen Resten über TiOC-Bindungen,
Hydroxylgruppen und/oder Sauerstoff in Form von TiOTi-Bindungen abgesättigt sind, in den Massen
zugegen sind.
Diese Massen gemäß DE-Auslegeschrift 12 44 400 sind als Dichiungs- oder Verschlußmassen und ferner als
Überzugsmassen zur Isolierung elektrischer Vorrichtungen geeignet
Demgegenüber liegt der Erfindung eine andere Aufgabenstellung, wie dies weiter unten noch im
einzelnen aufgeführt wird, nämlich das technische Problem, solche bei Abwesenheit von Wasser lagerfähige, bei Zimmertemperatur zu Elastomeren härtbare
Formmassen zu schaffen, die einen unerwartet hohen Adhäsionsgrad bezüglich nichtgrundierter Beton- und
Steinoberflächen besitzen. Weiter unten wird nachgewiesen, daß die erfindungsgemäßen Formmassen ein
sogenanntes 100%iges kohäsives Reißen aufweisen. Ein Verbundkörper, der ein 100%iges kohäsives Reißen
aufweist ist ein solcher, bei dem das verbleibende Elastomere völlig die ursprünglich behandelte Oberfläche des Betonblocks bedeckt Dies bedeutet also, daü
ein vollständiges Reißen des Elastomeren früher erfolgt, als ein Abtrennen desselben von der Betonoberfläche.
Dieser überraschende und sprunghafte Fortschritt wird erstmals mit den erfindungsgemäßen Formmassen
erzielt
Die oben aufgezeigte technische Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß solche eingangsgattungsmäßig beschriebene Formmassen beansprucht
werden, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus (1) 100 Teilen silanolendblockiertem Polydiorganosiloxan,
das im wesentlichen aus chemisch verknüpften Einheiten der Formel
R,SiO
(D
R'
-SiO+ -(
I
I
O
R"
R'
-SiCH
R' ι
i
SiO
SiO
R'"
(2)
R'
-SiO ΊΟ
R"
R"
R'
SiO
ο
I
γ
(3)
aufgebaut ist und (2) aus 0,5 bis 20 Teilen eines Alkoxycyclopolysiloxanhärters bestehen, der seinerseits
entweder (A) ein Alkoxy-Aminoxycyclopolysiloxan der Formel
oder (B) eine Mischung aus (i) einem Alkoxycyclopolysiloxan
der Formel
einen Alkyl- oder Alkarylrest, Y den Morpholin-, Piperidin- oder den Pyrrolidinrest bedeutet, a einen
Mittelwert von 0,5 bis einschließlich 6,5, b einen Mittelwert von 1,5 bis einschließlich 3,5, c einen
Mittelwert von 0 bis einschließlich 5 besitzt, die Summe von a + b einen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8 hat
und in Kombination mit c, die Summe von a + b einer. Mittelwert von zumindest 3 und die Summe von
a + b + c einen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8 aufweist, d einen Mittelwert von 0,5 bis einschließlich 8,
e einen Mittelwert von 0 bis einschließlich 3, / einen Mittelwert von 0 bis einschließlich 5 besitzt, die Summe
von d + e einen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8 und in Kombination mit f, die Summe von d + e einen
Mittelwert von zumindest 3 und die Summe von d + e + f einen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8
aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formmassen ist dadurch gekennzeichnet daß
der Alkoxycyclopolysiloxanhärter aus einer Mischung von 1,3,5,7-Tetramethyl, 1,3,5,7-tetra-methoxycyclotetrasiloxan und Zirconpentandionat-Komplex besteht
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formmassen ist schließlich dadurch
gekennzeichnet, daß der Alkoxycyclopolysiloxanhärter aus einer Mischung von 1,3,5,7-Tetramethyl, 1,3,5,7-tetramethoxycyclotetrasiloxan
und einem Titanaceiyiacetonat-Komplex hestehL
Von den Alkoxycyclopolysiloxanen der Formel (3)
werden Cyclopolysiloxaneder Formel
und (ii) 0,01 bis 1,5 Gewichtsprozent eines Metalls der
Gruppe IVa des Periodischen Systems der Elemente in Form eines Komplexes ist, wobei sich diese letzte
Gewichtsangabe auf das Gewicht an silanolendblockkiertem Polydiorganosiloxan bezieht, und in den
vorgenannten Formeln R einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest, einen halogenieren einwertigen Kohlenwasserstoffrest
oder einen Cyanalkylrest. R' einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest, R" einen Alkylrest
oder einen haiogenierten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, R'" einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, nämlich R'
SiO
SiO
I
ο
R"
rSiO
M !
! R'" U
Ii umfaßt, in denen R', R" und R'" die oben angegebene
Bedeutung besitzen, g einen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8, A einen Mittelwert von 0 bis
einschließlich 5 besitzt und die Summe von g + h einen Mittelwert von 3 bis einschließlich 8 hat.
j Die Alkoxycyclopolysiloxane der Formel (4) lassen
sich dadurch herstellen, daß man einen einwertigen aliphatischen Alkohol der Formel
ROH (5)
mit einem Cyclopolysiloxanhydrid der Formel
I ? Y (6)
R' j |
H | R' I |
—' |
SiO- | SiO ι |
I, | |
H | I R'" |
||
in Anwesenheit eines Platinkatalysators umsetzt, wie
dies beispielsweise in der USA-Patentschrift 33 13 773, deren Inhaberin die Anmelderin vorliegender Offenba
rung ist, beschrieben wird.
Eine andere Herstellungsweise besteht darin, daß man das entsprechende Alkoxydihalogensilan, beispielsweise
Methyläthoxydichlorsilan, hydrolysiert oder eine
Cohydrolyse eines solchen Alkoxydihalogensilans mit einem Diorganodihalogensilan. wie beispielsweise Di-
methyldichlorsilan, durchführt. Zu den einwertigen aliphatischen Alkoholen der Formel (5) gehören
beispielsweise Methanol, Äthanol, Propanol, Chlorpropanol,
Isopropanol, Trifluoräthanol, Butanol, Amylalkohol oder Isoamylalkohol.
Zu den Alkoxycyclopolysiloxanen der Formel (4)
gehören beispielsweise
CH3
C4U
CH,
SiO SiO —
OC2H5
oder
CV1H5
SiO-
OCH,
CH3
■-j-sio
! OC2H4CIi4
Die von der Formel (2) umfaßten Aminoxycyclopolysiloxane lassen sich auf verschiedene Art und Weise
herstellen. Eine Herstellungsweise ist in der USA-Patentschrift 34 84 471 beschrieben und besteht darin, daß
man einen einwertigen aliphatischen Alkohol der
r | R' | |
ΒίΟ- Ι |
||
O Y |
||
R' I |
||
SiO | ||
R'" | ||
(7)
in der R'-, R'", Y und cdie oben angegebene Bedeutung
besitzen und j eine ganze Zahl von 3 bis einschließlich 8 bedeutet, ferner die Summe von cund j einen Wert von
3 bis einschließlich 8 hat, umsetzt. Die Aminoxycyciopolysiloxane der Formel (7), sowie Verfahren zu deren
Herstellung sind in der USA-Patentschrift 34 41583 beschrieben.
Einige Aminoxycyclopolysiloxane, die in den Umfang der Formel (2) fallen, werden im folgenden angegeben:
! CII, | . CH3 |
'SiO | • SiO ■<■■ |
ONl(MIc), | ,, ' O |
1IKK H3I2
CH3
SiO-H-SiO
CftH13 OCH,
CftH13 OCH,
CH,
-SiO
-SiO
CH,
CH,
i "
CH2
CH2
oder
CH,
C5H11
SiO SiO
CH,
ON(GH7);
CH3
4-SiO-
4-SiO-
HC(CHj)2Cl
_J
Einige Komplexe von Metallen der Gruppe IVa des
y, Periodischen Systems der Elemente, die gemäß der Erfindung anwendbar sind, werden im folgenden
beispielhaft aufgeführt: Zircondibenzoylmethan, Zirconoxalat,
Zirconpentandionat, Titanacetylacetonat, Titandibenzoylmethan, Hafniummandelat oder Hafnium-
j(i hydroxyanthrachiononat.
Zu den silanolendblockierten Organopolysiloxanen, die im wesentlichen aus chemisch verknüpften Einheiten
der Formel (1) gebildet werden, gehört beispielsweise ein linear gebautes Diorganopolysiloxan der Formel
HO— t-
SiO
— H
in der R die oben angegebene Bedeutung besitzt und η eine ganze Zahl eines mittleren Werts von etwa 5 bis
3000 einschließlich ist. Diese linearen Diorganopolysiloxane haben vorzugsweise eine Viskosität im Größenordnungsbereich
von 500 bis 500 000 cP, gemessen bei 25° C. Diese silanolendblockierten Flüssigkeiten lassen
sich dadurch herstellen, daß man Organopolysiloxane höheren Molekulargewichts, beispielsweise Dimethylpolysiloxan,
mit Wasser in Anwesenheit eines Mineralsäure-Katalysators oder eines basischen Katalysators
behandelt.
Verfahren zur Herstellung solcher Organopolysiloxane mit höherem Molekulargewicht, die dann zur
Gewinnung von silanolendblockierten Diorganopolysiloxanen der Formel (8) dienen, sind gut bekannt.
Beispielsweise führt die Hydrolyse von Diorganohalo-
bo gensilan, wie Dimethyldichlorsilan, Diphenyldichlorsilan
oder Methylvinyldichlorsilan oder deren Mischungen, zu Hydrolysaten mit niedererem Molekulargewicht. Die
Äquilibrierung des Hydrolysats führt sodann zu Or^anopolysiloxan höheren Molekulargewichts. Die
ι,-, Äquilibrierung von Cyclopuiysiloxan, wie beispielsweise
von Octamethylcyclotetrasiloxan, Octaphenylcyclotetrasiloxan oder deren Mischungen, führt ebenfal's zu
Polymeren mit höherem Molekulargewicht. Vorzugs
weise werden solche Polymere vor ihrer Verwendung vom Äquilibrierungskatalysator auf bekannte Art und
Weise befreit, v/ie dies beispielsweise in der USA-Patentschrift
31 53 007, deren Inhaberin die Anmeldlerin vorliegender Offenbarung ist, beschrieben wird.
Silanolendblockierte Organopolysiloxane mit Viskositäten unterhalb 120OcP können dadurch hergestellt
werden, daß man Organopolysiloxane, die im wesentlichen aus chemisch verknüpften Einheiten der Formel (1)
bestehen, unter Druck mit Dampf behandelt Andere anwendbare Herstellungsweisen für silanolendblockierte
Organopolysiloxane sind ausführlicher in der USA-Patentschrift 26 07 792, sowie in der britischen
Patentschrift Nr. 8 35 790 beschrieben.
Es können zahlreiche Füllstoffe und Pigmente in den silanolendblockierten Organopolysiloxanen eingearbeitet
sein, wie beispielsweise Titandioxyd, Zirconsilikat, Silicaaerogel, Eisenoxyd, Diatomeenerde, Rauchsilika
(= aus der Gasphase gewonnenes Siliciumdioxyd), Ruß, ausgefälltes Siliciumdioxyd, Glasfasern, Polyvinylchlorid
oder gemahlener Quarz. Die Menge an verwendetem Füllstoff kann je nach der gewünschten Verwendungsweise
innerhalb weiter Grenzen schwanken. So können die erfindungsgemäßen härtbaren Formmassen
bei gewissen Anwendungsweisen als Dichtungsmassen auch keinerlei Füllstoff enthalten. Bei anderen Anwendungsweisen,
beispielsweise bei der Verwendung als Bindematerialien können bis zu 400 Teilen und mehr an
Füllstoff pro 100 Teile Organopolysiloxan verwendet werden. Bei solchen Anwendungsweisen kann der
Füllstoff aus einer größeren Menge an Streckmaterial bestehen, wie beispielsweise aus gemahlenem Quarz
oder Polyvinylchlorid oder deren Mischungen, wobei die Füllmaterialien vorzugsweise eine durchschnittliche
Partikelgröße im Bereich von 1 bis 10 besitzen.
Die erfindungsgemäßen Formmassen werden vorzugsweise als Versiegelungsmittel bzw. Abdichtungsmittel verwendet. Die genaue Menge an eingesetztem
Füllstoff hängt daher von solchen Faktoren, wie der jeweiligen Anwendungsweise der Organopolysiloxanformmassen
und dem Füllertyp, d. h. beispielsweise der Dichte des Füllstoffs, seiner Partikelgröße usw. ab.
Vorzugsweise wird eine anteilige Menge von 10 bis 300 Gewichtsteilen Füllstoff, der bis zu etwa 35 Teilen an
verstärkendem Füllstoff, wie etwa Rauchsilika-Füllstoff, enthält, pro 100 Teile an silanolendblockiertem Organopolysiloxan
eingesetzt.
Bei der praktiscnen Durchführung der Erfindung können die bei Zimmertemperatur vulkanisierbaren
bzw. härtbaren Organopolysiloxanformmassen dadurch hergestellt werden, daß man unter praktisch wasserfreien
Bedingungen entweder das Aminoxycyclopolysiloxan der Formel (2) oder das Alkoxycyclopolysiloxan
der Formel (3), die im folgenden als Aminoxy- bzw. Alkoxy-Härter bezeichnet werden, oder auch das
silanolendblockierte Organopolysiloxan, das im wesentlichen aus Einheiten der Formel (1) besteht und im
folgenden als Silanolpolymeres bezeichnet wird, mit
dem Füllstoff vermischt Die Reihenfolge der Zugabe der Inhaltsstoffe ist dabei nicht von kritischer
Bedeutung. Beispielsweise kann man zunächst den Aminoxyhärter mit dem Silanolpolymeren vermischen
und dann den Füllstoff zugeben oder den Aminoxyhärter zur Mischung aus Füllstoff und Silanolpolymeren
hinzufügen. Bezüglich des Alkoxyhärters kann die gleiche Verfahrensweise durchgeführt werden, wobei
man als Alkoxyhärter entweder eine Mischung aus einem Salz eines Metalls der Gruppe IVa des
Periodischen Systems der Elemente mit dem Alkoxycyclopolysiloxan einsetzt oder das Metallsalz und das
Alkoxycyclopolysiloxan getrennt hinzufügt. Die Praxis hat ergeben, daß die besten Resultate dann erhalten
werden, wenn das entstandene Gemisch nicht mehr als 100 Teile Wasser pro 1 Million Teile-Gemisch enthält.
Vorzugsweise wird das Mischen bei einer Temperatur zwischen 20° C und 80° C durchgeführt.
Nachdem die bei Zimmertemperatur vulkanisierbare (härtbare) Organopolysiloxanformmasse hergestellt ist,
kann man sie lange Zeit aufbewahren, wenn sie vor jeglichem Feuchtigkeitszutritt geschützt ist. Die härtbare
Organopolysiloxanformmasse kann beispielsweise 2 oder mehr Jahre in flüssigem und härtbarem Zustand
verbleiben, wenn sie bei einer Temperatur unterhalb 50° C und unter praktisch wasserfreien Bedingungen
gehalten wird.
B e i s ρ i e I 1
Die Verbindung Hexyl-tris-(diäthylaminoxy)cyclotetrasiloxan
der Formel
CH3
SiO-
SiO-
ON(C2H5J2
wurde gemäß der Verfahrensweise des Beispiels 7 der US-PS 34 41 583 hergestellt. Dieses Verfahren besteht
darin, daß man 1 Mol 1,3,5,7-Tetramethyl-l-hexyl-3,5,7-trihydrocyclotetrasiloxan
innerhalb von 2 Stunden bei einer Temperatur zwischen 0°C und 700C unter einer
Stickstoffatmosphäre zu 3,3 Mol Ν,Ν-DiäthylhydroxyI-amin
hinzugibt. Sodann wird die entstandene Mischung bei reduziertem Druck destilliert, wodurch der Überschuß
an N,N-Diäthylhydroxylamin entfernt wird. Man erhält hierbei das vorgenannte aminoxysubstituierte
Cyclopolysiloxan mit dem Brechungsindex η ■:' 1,4314. Seine Identität wurde durch die Elementaranalyse
bestätigt. Das aminoxysubstituierte Cyclopolysiloxan wurde hierauf unter praktisch wasserfreien Bedingungen
mit einer äquimolaren Menge an Isopropanol vermischt und die Mischung 24 Stunden lang bei 25°C
Zwecke der Erreichung eines Gleichgewichtes stehengelassen. Unter Zugrundelegung der Herstellungsweise
ist eine Mischung entstanden, die im wesentlichen aus Aminoxycyclotetrasiloxan der Durchschnittsformel
5n zum
CH1
SiO-
C6H13
CH,
SiO-
SiO-
ON(C2H5)
O
HC(CH3)
HC(CH3)
es besteht
Die Identität dieser Mischung wurde durch ihre Elementaranalyse bestätigt; die Ergebnisse dieser
Elementaranalyse lauten in Gewichtsprozent:
Berechnet: C 46,4, H 9,8, N 6,5, Si 17,4;
gefunden: C 44,95, H 9,69, N 6,30, Si 18,82.
gefunden: C 44,95, H 9,69, N 6,30, Si 18,82.
Es wurde eine Mischung aus 100 Teilen silanolendblockiertem
Polydimethylsiloxan einer Viskosität von 90 000 Cp bei 25°C, 10 Teilen hydriertem Rizinusöl-Verdicker,
2 Teilen Rauchsiiika-Füllstoff und 5 Teilen des oben beschriebenen Aminoxycyclotetrasiloxans unter
praktisch wasserfreien Bedingungen hergestellt und in einem verschlossenen Behälter zum Schutz vor dem
Zutritt atmosphärischer Feuchtigkeit aufbewahrt. Nach einer Lagerzeit von 7 Tagen formte man aus einem Teil
dieses Gemisches einen Streifen und ließ diesen unter normalen atmosphärischen Bedingungen aushärten. Die
Oberfläche dieses Teststückes war nach 24 Stunden frei von Klebrigkeit; nach 48 Stunden war die Härtung
vollständig verlaufen. Der gehärtete Teststreifen hatte eine Zugfestigkeit von 6,3 kg/cm2 und eine Dehnbarkeit
von 1200%. Es wurde ferner ein Teststreifen nach einer
Lagerzeit gon 28 Tagen hergestellt Dieser hatte eine Zugfestigkeit von 5,3 kg/cm2 und eine Dehnbarkeit von
1100%.
Diese härtbare Formmasse wurde sodann als Versiegelungsmittel eines Formats 1,25 cm χ
1,25 cm χ 5 cm zwischen den nichtgrundierten Oberflächen zweier Betonblöcke des Formats 5 cm χ
7,5 cm χ 2,5 cm, hergestellt aus Type I Portlandzement, Standard-Mason-Sand und Wasser, im Gewichtsverhältnis
1:2: 3/4, verwendet. Das Versiegelungsmaterial ließ man dann zwischen diesen Betonblöcken 10 Tage
bei 25° C und einer relativen Feuchtigkeit von 55% und anschließend durch völliges Eintauchen des entstandenen
Verbundkörper in Wasser innerhalb von 4 Tagen bei 25° C aushärten.
Der entstandene Verbundkörper wurde sodann in einer Geschwindigkeit von etwa 1,25 cm pro Minute in
einem Zugfestigkeitsmeßgerät so lange auseinandergezogen, bis ein Auseinanderreißen erfolgte. Es wurde die
größte Zugfestigkeit in kg/cm2 und die prozentuale Dehnbarkeit bis zum Reißen, sowie das kohäsive Reißen
in Prozent gemessen. Ein Verbundkörper, der ein 100%iges kohäsives Reißen aufweist, ist ein solcher, bei
dem das verbliebene Elastomere völlig die ursprünglich behandelte Oberfläche des Betonblocks bedeckt. Dies
bedeutet, daß ein vollständiges Reißen des Elastomeren früher erfolgt als eine Abtrennung des Elastomeren von
der Betonoberfläche. Ein Verbundkörper, der ein 0%iges kohäsives Reißen aufweist, ist ein solcher, bei
dem eine klare Abtrennung des Elastomeren von der Betonoberfläche stattfindet; d.h. die Betonoberfläche
ist in diesem Fall frei von verbliebenem Elastomeren.
Außer dieser oben beschriebenen härtbaren Formmasse, die im folgenden als »Aminoxycyclopolysiloxan«
bezeichnet wird, wurden noch einige andere handelsübliche Bindemittel, und zwar sowohl solche, bei denen
Lösungsmittel frei wird, als auch solche, die bei
Zimmertemperatur vulkanisieren bzw. aushärten, bezüglich ihrer Eigenschaften als Bindemittel für Beton,
dem gleichen oben erwähnten Test unterworfen. Die folgende Tabelle gibt die hierbei erhaltenen Ergebnisse
an. Die Bezeichnung »Acetoxy« gilt für das Versiegelungsmittel auf einer bei Zimmertemperatur vulkanisierbaren bzw. härtbaren Masse gemäß französischer
Patentschrift 14 08 66Z Die Bezeichnung »Urethan« bezieht sich auf ein bei Zimmertemperatur vulkanisierbares bzw. härtbares Polyätherurethan. Die Bezeichnung »acylartig« steht für eine Lösungsmittel abgebende Masse, die im wesentlichen aus einem aromatischen
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel und einem Acrylterpolyineren
aufgebaut ist, die nach dem Abdampfen des Lösungsmittels ihre Adhäsivwirkung ausübt.
Dehnbar | Zugfestig | Kohäsives | |
keit | keit | Reißen | |
in% | in kg/cm2 | in% | |
Aminoxycyclo | 348 | 2,87 | 100 |
polysiloxan | |||
Acetoxy | 20 | 3,29 | 0 |
Urethan | 120 | 3,71 | 0 |
Acrylartig | 100 | 0,07 | 0 |
Unter praktisch wasserfreien Bedingungen gab man innerhalb von 2 Stunden unter Einhaltung einer
Reaktionstemperatur von 25° C bis 70° C 182 Teile 1,3,5,7-Tetrahydro-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxan
zu einem Gemisch aus 225 Teilen N,N-Diäthylhydroxylamin und 51 Teilen an trockenem Isopropanol. Man
rührte sodann das Gemisch unter Hindurchleiten von Stickstoff 16 Stunden lang und gab sodann nochmals 11
Teile N,N-Diäthylhydroxylamin hinzu, um Spuren an nicht umgesetzter Siliciumwasserstoffverbindung zu
entfernen. Anschließend wurde das überschüssige Hydroxylamin innerhalb von 2 Stunden durch Erhitzen
auf 100° C bei 30 mm Hg abdestilliert Man erhielt in
95%iger Ausbeute ein Produkt, das unter Zugrundelegung seiner Herstellungsweise ein Aminoxycyclopolysiloxan
der Formel
CH,
SiO-
SiO-
O
HC(CH3),
HC(CH3),
CH3
-SiO-
-SiO-
ON(C2H5),
ist; sein Brechungsindex beträgt η ■: 1,4292. Die
Identität dieses Produkts wurde durch seine Elementaranalyse bestätigt, deren Ergebnisse lauten in Gewichtsprozent:
■""' Berechnet: C 40,70, H 8,85, N 8,33, Si 19,70%;
gefunden: C 39,86, H 8,68, N 7.61, Si 20,25%.
gefunden: C 39,86, H 8,68, N 7.61, Si 20,25%.
Ein zweites Aminoxycyclopolysiloxan wurde auf ähnliche Weise hergestellt: Innerhalb von 6 Stunden gab
ήί man bei einer Reaktionstemperatur von weniger als
70°C 182 Teile UAZ-Tetrahydro-U^J-tetramethylcyclotetrasiloxan zu einem Gemisch aus 152 Teilen
trockenem Isopropanol und 75 Teilen N,N-Diäthylhydroxylamin. Sodann wurde das Reaktionsgemisch unter
bo Hindurchleiten eines Stickstoffstroms 16 Stunden lang
gerührt und anschließend zum Zwecke der Erreichung eines vollständigen Reaktionsverlaufs weitere 48,4 Teile
eines Gemisches aus Isopropanol und Diäthylhydroxylamin im Gewichtsverhältnis 2 :1 hinzugegeben. Hierauf
b5 wurde der Oberschuß an Diäthylhydroxylamin durch
2stündiges Erhitzen auf 1000C bei 30 mm Hg abdestilliert. Das Infrarotspektrum des solchermaßen entstandenen Produkts zeigte, daß es frei von Hydroxylgrup-
pen ist. Man erhielt in 95%iger Ausbeute ein Produkt
der Formel
O7 | 2.64 | |
CH3 | ||
-SiO- I |
||
I O HC(CH |
||
-SiO
ON(C2H5),
1.36
2 | CH3 | 2 | |
I | |||
j | |||
O HC(CH3), |
|||
CH3 | |||
I | |||
olU
I |
|||
I O N(C2H,), |
|||
CH3
C4H
CH3
ON(C2H5)2
20
5 Teile dieses Härters wurden unter praktisch wasserfreien Bedingungen mit 100 Teilen einer Mischung
aus silanolendblockiertem Dimethylpolysiloxan einer Viskosität von 93 000 cP bei 25°C und Calciumcarbonat,
das pro Teil Calciumcarbonat etwa 2 Teile Dimethylpolysiloxan enthält, vermischt. Die entstandene
härtbare Formmasse wurde durch Aussetzen der Atmosphäre (Luft) gehärtet. Man erhielt hierdurch ein
Elastomeres einer Shore-A-Härte von 8, einer Zugfestigkeit von 12,11 kg/cm2 und einer Dehnbarkeit von
1100%.
Die Verbindung Butyl-tris-(N,N-diäthylaminoxy)cyclotetrasiloxan der Formel
wurde nach der Verfahrensführung des Beispiels 1 hergestellt, wobei man 1 Mol l-Butyl-l,3Ä7-tetramethyl-, 3,5,7-trihydrocyclotetrasiloxan und 3,3 Mol
N,N^liäthylhydroxylamin verwendete. Das überschüssige Diäthylhydroxylamin wurde aus dem entstandenen
Gemisch abdestilliert
1 Mol ButyI-tris-(N,N-diäthyIaminoxy)cyclotetrasiloxan wurde bei Zimmertemperatur unter praktisch
wasserfreien Bedingungen mit 0,5 MoI Isopropanol vermischt und die Mischung 48 Stunden unter
Feuchtigkeitsausschluß stehengelassen; anschließend wurde das gesamte vorhandene freie Diäthylhydroxylamin
bei reduziertem Druck abdestilliert. Unter Zugrundelegung seiner Herstellungsweise handelt es
sich bei diesem Produkt um ein Aminooxycyclotetrasiloxan der Durchschnittsformel
mit einem Brechungsindex von η ■/; 1,4130. Seine
Identität wurde durch die Elemantaranalyse bestätigt, deren Ergebnisse in Gew.-% folgendermaßen lauten: ι ·>
Berechnet: C 40,70, H 8,67, N 3,73, Si 21,95%;
gefunden: C 39,77, H 8,69, N 3,11, Si 22,61%.
gefunden: C 39,77, H 8,69, N 3,11, Si 22,61%.
Man stellte einen Härter dadurch her, daß man bei Zimmertemperatur unter praktisch wasserfreien Bedingungen
3 Teile (0,00526 Mol) des oben zuerst beschriebenen Aminoxycyclopolysiloxans und 7 Teile
(0,01372 Mol) des an zweiter Stelle beschriebenen Aminoxycyclopolysiloxans vermischte. Unter Zugrundelegung
der Herstellungsweise erhielt man einen Härter der Durchschnittsformel
CH3
SiO-
i
C4H5
C4H5
CH!., j : CH.,
4 SiO 1 f-SiO
ON(C2H5
HC(CH3),
Die Elementaranalyse dieses Produkts ergibt, ausgedrückt in Gew.-%, folgende Resultate:
Berechnet: C 43,9, H 9,18, N 6,44, Si 20,75%;
gefunden: C 41,91, H 9,15, N 5,90. Si 22.82%.
gefunden: C 41,91, H 9,15, N 5,90. Si 22.82%.
Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde eine härtbare Formmasse aus 5 Teilen dieses Aminoxycydotetrasiloxans,
sowie aus 100 Teilen einer Mischung aus silanolendblockiertem Polydimethylsiloxan, hydriertem
Rizinusöl-Verdickerund Rauchsilika hergestellt.
Eine andere härtbare Formmasse wurde nach der gleichen Verfahrensweise hergestellt, mit der Abänderung,
daß anstelle des oben beschriebenen Alkoxygruppen enthaltenden Aminoxycydotetrasiloxans diesmal 5
Teile 2,4,6,8-Tetramethyl-2-hexyl-4,6,8-tris(diäthylaminoxy)cyclotetrasiloxan verwendet wurden.
Es wurden anteilige Mengen der härtbaren Formmasse auf eine Zinnplaite gegossen und unter atmosphärischen
Bedingungen aushärten gelassen. Nach 24 Stunden erhielt man klebfreie Folien, die in Teststreifen
geschnitten wurden. Durch entsprechende Tests wurde festgestellt, daß der Streifen, der aus der Komposition,
die Aminoxycyclotetrasiloxan mit chemisch verknüpften Isopropoxyresten enthielt, eine wesentlich höhere
prozentuale Dehnbarkeit aufwies, als der Streifen, der aus dem Aminoxycyclotetrasiloxan, das keine Isopropoxyreste
besitzt, hergestellt wurde.
1 Mol (CH3(H)SiO)4 wurde mit 20 Teilen eines aus
Butanol und Chlorplatinsäure hergestellten Platinkomplexes vermischt und die Mischung sodann auf 500C
erhitzt Anschließend gab man 6 Mol Methanol mit einer solchen Geschwindigkeit hinzu, daß die Temperatur
stets etwa bei 8O0C blieb. Anschließend wurde das Produkt destilliert. Man erhielt in 69%iger Ausbeute die
Verbindung l^.S
clotetrasiloxan der Formel
60
OH,
SiO-
OCH3
65 wie durch das Infrarotspektrum und unter Zugrundelegung der Herstellungsweise sichergestellt ist Diese
cyclische Verbindung destilliert bei 90 bis 1000C und
0,25 mm Hg
Unter Befolgung der Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde eine härtbare Formmasse unter Verwendung von
5,0 Teilen des eben beschriebenen 1,3,5,7-Tetramethoxy.l.3.5.7-teirumethylcyclotetrasiloxans
und 0,23Teilen Zirrnn in l-nrin «on Zirconpentandionat Zr2O(Cs^O2)G.
pro 11»0 Teile an silanolendblockiertem Polydimethylsiloxan
mil einer Viskosität von 3100 op bei 25CC
hergestellt. Sodann ließ man diese härtbare Formmasse 24 Stunden unter atmosphärischen Bedingungen aus-'■är'cn,
wonach ein kiebfroics Elastomeres entstanden
war.
Man sieille ein Alkoxycycloteirasiloxan dadurch her,
daß man unter praktisch wasserfreien Bedingungen 0,6 Mol Trifluoräthanol mit 1 Mol
l-Buty],l,3,5,7-tetramethyl-3,5.7-tris(N,N-diäthylarninoxy)cyclotetrasiloxan
vermischte und die entstandene Mischung sodann 48 Stunden stehenließ. Unter Zugrundelegung der Herstellungsweise erhielt man
hierbei einen Härter der Formel
CH, | CH, | 0.(1 |
SiO- | SiO I |
|
C4H« | OC2H2F, | |
CH1
i
SiO-
i
SiO-
ON(C2H5)
entstandene Alkoxycyclotetrasiloxan die Formel
CiI3
SiO-
SiO-
Man verwendete 5 Teile dieses Härters pro 100 Teile der Mischung des Beispiels 1 aus silanolendblockiertem
Polydimethylsiloxan, hydriertem Rizinusöl-Verdicker und Rauchsilika. Es wurde ein klebfreies Elastomeres
dadurch erhalten, daß man die Formmasse 24 Stunden in Kontakt mit atmosphärischer Feuchtigkeit beließ.
Es wurde ein Alkoxycyclotetrasiloxan dadurch hergestellt, daß man 1 Mol Butyl-tris-(N,N-diäthylaminoxy)cyclotetrasiloxan
mit 1,5 Mol Isopropanol unter praktisch wasserfreien Bedingungen vermischte. Sodann
ließ man das entstandene Gemisch unter praktisch wasserfreien Bedingungen 48 Stunden stehen und
verdampfte sodann die flüchtigen Bestandteile. Unter Zugrundelegung der Herstellungsweise besitzt das
CH, | H5), | - - | CH, |
SiO ι |
1.5 | SiO ι |
|
ON(C2 | I O HC(CH,), |
||
C4H.
Fünf Teile des vorerwähnten Alkoxycyclotetrasilüxans wurden mit 1 Teil Zirconpentandionat zum
Zwecke der Herstellung eines Härters, der 3,83 Gew.-°/o Zircon enthält, gemischt. Eine härtbare Formmasse
wurde dadurch hergestellt, daß man unter praktisch wasserfreien Bedingungen 6 Teile des eben beschriebenen
Zircon enthaltenden Härters mit 100 Teilen der in Beispie! 1 beschriebenen Mischung aus silanolendblokkiertem
Polydimethylsiloxan, hydriertem Rizinusöl und Rauchsilika vermischte.
Wenn man diese härtbare Formmasse der atmosphärischen Feuchtigkeit aussetzt, erhält man nach etwa
60 Stunden ein klebfreies Elastomeres.
Es wurde eine härtbare Formmasse nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 unter Verwendung von
1,5 Teilen des in Beispiel 4 beschriebenen Alkoxycyclotetrasiloxans, nämlich l,3,5,7-Tetramethoxy-l^,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxan,
das 2 Gew.-% Titan in Gestalt von Titanacetylacetonat enthielt, sowie von 100
Teilen silanolendblockiertem Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 310OcP bei 25°C hergestellt. Die
härtbare Formmasse wurde nach 72stündigem Einfluß r, atmosphärischer Bedingungen zu einem klebfreien
Elastomeren.
Es wurde eine härtbare Formmasse gemäß der Verfahrensweise des Beispiels 1 hergestellt, wobei man
pro 100 Teile an silanolendblockiertem Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 3100 cP bei 25°C 0,5 Teile
des in Beispiel 4 beschriebenen Alkoxycyclotetrasiloxans, nämlich des l^ÄZ-Tetramethoxy-l^.Sy-tetramethylcyclotetrasiloxans,
und 1,51 Teile Zircon in Gestalt eines Zirconkomplexes der Durchschnittsformel
Zr2CKOCH3MC2H7O2),
einsetzte.
so Diese härtbare Formmasse härtet innerhalb 48 Stunden durch Zutritt von atmosphärischer Feuchtigkeit
zu einem klebfreien Elastomeren.
Claims (1)
1. In Abwesenheit von Wasser lagerfähige, bei Zimmertemperatur zu Elastomeren härtbare, silanolendblockierte
Diorgauopolysiloxane enthaltende Formmassen, gegebenenfalls mit Füllstoffen und
gegebenenfalls mit Metallkomplexverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus (1)
100 Teilen silanolendblockiertem Polydiorganosiloxan,
das im wesentlichen aus chemisch verknüpften Einheiten der Formel
R2SiO
aufgebaut ist und (2) aus 0,5 bis 20 Teilen eines Alkoxycydopolysiloxanhärters bestehen, der seinerseits
entweder (A) ein Alkoxy-Aminoxycyclopolysiloxan der Formel
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