DE1900969B2 - Verzoegerung und oder verhinderung der haertung bei raum temperatur in massen auf grundlage von organosiliciumver bindungen - Google Patents
Verzoegerung und oder verhinderung der haertung bei raum temperatur in massen auf grundlage von organosiliciumver bindungenInfo
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Description
Viele der handelsüblichen Massen auf Organopolysiloxangrundlage können leicht in eine gewünschte
Form gebracht oder auf eine gewünschte Oberfläche aufgetragen und anschließend auf einfache Weise
unter Beibehaltung der gegebenen Form gehärtet werden. So werden beispielsweise zu Elastomeren
härtbare Organopolysiloxane als formbare Materialien geliefert, die von dünnflüssigen Pasten bis zu
steifen, teigähnlichen Produkten reichen. Diese Produkte werden durch Verpressen oder Extrudieren in
die gewünschte Form gebracht und anschließend durch Härten in den elastomeren Zustand übergeführt,
ein Vorgang, der im Zusammenhang mit Elastomeren häufig als »Vulkanisation« bezeichnet wird.
Der Formkörper behält seine gegebene Form bei oder versucht bei Deformierung in seine durch Vulkanisation
oder Härtung vorgegebene Form zurückzukehren. In gleicher Weise werden zu Harzen härtbare
Organopolysiloxane, die in Form von flüssigen Produkten, schmelzbaren Feststoffen oder Lösungen
zur Verfügung stehen, verformt oder aufgetragen und anschließend gehärtet.
Die für Organosiliciumverbindungen anwendbaren Härtungsverfahren können in zwei Gruppen eingeordnet
werden. Die erste Gruppe umfaßt solche, bei denen die Härtung spontan bei Raumtemperatur
erfolgt. Beispiele für derartige Härtungssysteme sind in den USA.-Patentschriften 2 833 742, 2 843 555 und
2 999 077 und den deutschen Patentschriften 1 104 176 und 1 158 651 beschrieben. Bei der zweiten Gruppe
ist hingegen Hitze zur Auslösung der Härtungsreaktion der Massen erforderlich; diese enthalten beispielsweise
organische Peroxide oder verschiedene Arten von Schwefel, die üblicherweise in Verbindung
mit organischen Kautschukarten Verwendung finden.
Auf dem Gebiet der kalthärtenden Systeme auf Organopolysiloxangrundlage wird zwischen den sogenannten
Mehrkomponentensystemen und den sogenannten Einkomponentensystemen unterschieden.
Unter den Einkomponentensystemen sind Mischungen zu verstehen, die bereits alle zur Härtung
erforderlichen Komponenten enthalten, aber erst durch Kontakt mit der Atmosphäre, insbesondere
durch deren Wasserdampfgehalt, zur Reaktion gebracht werden. Derartige Systeme sind unter Ausschluß
von Wasserdampf stabil und lagerfähig.
Unter den Mehrkomponentensystemen sind Mischungen aus α,ω-funktionellen Diorganopolysiloxanen
zu verstehen, die mit Hilfe polyfunktioneller Silane oder Siloxane als Vernetzer und bestimmten
Katalysatoren bei Raumtemperatur gehärtet werden können. Da diese Systeme aus -mindestens drei
Komponenten schon bei Raumtemperatur durchrcagieren (im angelsächsischen Sprachgebrauch als
sogenannte »RTV-Typen« bekannt = room temperature vulcanizable), werden diese aus praktischen
Gründen üblicherweise so vorgemischt, daß der Verbraucher zwei Komponenten erhält, die dann kurz
vor Gebrauch zu vereinigen sind. Dabei kann entweder das Diorganopolysiloxan mit dem Vernetzer
oder dem Katalysator oder aber der Vernetzer mit dem Katalysator gemischt werden. Derartige Systeme
sind also in getrennter Verpackung durchaus beständig und lagerfähig.
Da derartige RTV-Typen aber nach dem Vereinigen der Komponenten im allgemeinen nur eine
sehr kurze Topfzeit haben, das ist die Zeit, die dem Verbraucher für die Verarbeitung zur Verfügung steht,
wurden in der Zwischenzeit die sogenannten »LTV-Typen« (low temperature vulcanizable) entwickelt, die
erst bei schwach erhöhten Temperaturen durchhärten.
Zu dieser Klasse der LTV-Typen gehören auch Systeme aus Alkenylgruppen und Si — H-Bindungen
enthaltenden Polysiloxanen, die in Gegenwart von Platinkatalysatoren durch Erwärmen auf 50 bis 8O0C
vernetzt werden (vgl. »Chemie und Technologie der Silicone« von Walter Noil, Verlag Chemie, 2. Auflage
ίο 1968, S. 341, Absatz 3). Derartige Systeme sind beispielsweise
in der kanadischen Patentschrift 650 244 und der deutschen Auslegeschrift 1 219 676 beschrieben,
üblicherweise können diese Massen außer den genannten Bestandteilen noch eine Vielzahl von halb-
oder nicht verstärkenden Füllstoffen enthalten, unter anderem Metallsalze, wie Calciumcarbonat oder Zirkonsilikat.
Diese bekannten Füllstoffe haben jedoch keinen Einfluß auf die Härtungsgeschwindigkeit.
Obwohl derartige Systeme erst bei erhöhten Temperaturen
durchhärten, beginnt die Härtung selbstverständlich bereits bei Raumtemperatur, was sich
durch Zunahme der Viskosität äußert. Bei zahlreichen Anwendungsarten ist es aber außerordentlich
störend, wenn der Verbraucher mit einem während der Verarbeitung immer zäher werdenden Produkt
zu kämpfen hat.
Erfindungsgemäß wird daher die Verwendung von Metallsalzen, deren Metallionen Zinn(II)-, Quecksilber(II)-,
Wismut(III)-, Kupfer(I)- oder Kupfer(II)-ionen sind, in einer Menge von 2,61 bis 75 Gewichtsteilen Metallionen je Gewichtsteil Platin, als Mittel
zur Verzögerung und/oder Verhinderung der Härtung bei Raumtemperatur in Massen aus
1. polymeren Organosiliciumverbindungen mit durchschnittlich 1 bis 3 einwertigen Kohlenwasserstoffresten,
einwertigen Halogenkohlenwasserstoffresten ohne aliphatische Mehrfachbindungen oder Cyanalkylresten je Si-Atom,
wobei je Molekül durchschnittlich mindestens zwei einwertige Kohlenwasserstoffreste mit aliphatischer
Mehrfachbindung vorhanden sind und die restlichen Valenzen der Si-Atome mit Sauerstoffatomen,
zweiwertigen Kohlenwasserstoff-, Kohlenwasserstoffäther- oder Halogenarylenresten
abgesättigt sind, die mit ihrer zweiten Valenz an jeweils ein weiteres Si-Atom gebunden
sind,
2. Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen Wasserstoffatomen und zusätzlich durchschnittlich
bis zu zwei einwertigen Kohlenwasserstoffresten ohne aliphatische Mehrfachbindungen,
einwertigen Halogenkohlenwasserstoffresten ohne aliphatische Mehrfachbindungen oder Cyanalkylresten
je Si-Atom, wobei je Molekül durchschnittlich mindestens zwei Si-gebundene Wasserstoffatome
vorhanden sind und die restlichen Valenzen der Si-Atome mit Sauerstoffatomen, zweiwertigen
Kohlenwasserstoff-, Kohlenwasserstoffäther- oder Halogenarylenresten, jeweils ohne
aliphatische Mehrfachbindungen, abgesättigt sind, die mit ihrer zweiten Valenz an jeweils ein weiteres
Si-Atom gebunden sind, jedoch so, daß die Summe der durchschnittlichen Anzahl von ungesättigten
aliphatischen Resten je Molekül von 1 und der durchschnittlichen Anzahl von Si-gebundenen
Wasserstoffatomen je Molekül von 2 mindestens 4 beträgt.
3. Platinkatalysatoren in einer Menge von mindestens 0,1 ppm Platin, bezogen auf das Gesamtgewicht
von 1 und 2,
gegebenenfalls Füllstoffen und anderen üblichen Zusätzen beansprucht.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung von genau definierten Metallsalzen kann die dem Verbraucher
für die Verarbeitung zur Verfügung stehende Zeit beträchtlich verlängert werden, d. h., die Reaktion
der Komponenten wird bei Raumtemperatur verzögert bis ganz verhindert —je nach der eingesetzten Metallsalzmenge.
Die Massen auf Organopolysiloxangrundlage der definierten Art sind daher bei Raumtemperatur
inert oder härten hierbei beträchtlich langsamer. Sie werden durch Luft oder Bestandteile der
Luft nicht inhibiert, außerdem sind die gehärteten Produkte besonders stabil.
Die Organosiliciumverbindungen 1 können harzartige, flüssige oder praktisch nicht mehr fließfähige
Hochpolymere sein, die üblicherweise für die Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren Verwendung
finden. Beispiele für einwertige Kohlenwasserstoffreste hierin sind Alkylreste, wie Methyl-, Äthyl-,
Isopropyl-, tert.-Butyl-, Octadecyl- oder Myricylreste, Cycloalkylreste, wie Cyclopentyl- oder Cyclohexylreste,
Aralkylreste, wie Benzyl- oder 2-Phenyläthylreste, Arylreste, wie Phenyl-, Toluyl-, Xylyl-, Naphtyl-,
Xenyl- oder Anthracylreste, ferner Reste mit aliphatischen Mehrfachbindungen, wie Vinyl-, Allyl-, Methallyl-,
Äthinyl-, Butadienyl-, Cyclopentenyl- oder m-Vinylphenylreste.
Beispiele für einwertige halogenierte Kohlenwasserstoffreste ohne aliphatische Mchrfachbindungen und
für Cyanoalkylresle sind Chlormethyl-, 3,3,3-Trifluorpropyl-, 2,3-Dibromcyclopentyl-, Jodphenyl-, Dichlornaphthyl-,
2-Cyanoäthyl-, 2-Cyanopropyl- oder ω-Cyanooctadecylreste.
Definitionsgemäß müssen in der Komponente 1 je Molekül durchschnittlich mindestens zwei aliphatisch
ungesättigte Reste vorhanden sein. Diese Reste
ίο spielen bei der Härtungsreaktion eine entscheidende
Rolle, worauf weiter unten näher eingegangen wird. Es können auch mehr von diesen Resten vorhanden
sein, aber das Minimum von mindestens zwei (je Molekül durchschnittlich) ist für die Härtung unter
is Bildung eines zusammenhängenden Feststoffes unbedingt
erforderlich. Wenn die durchschnittliche Anzahl der aliphatisch ungesättigten Reste je Molekül größer
als zwei ist, wird eine entsprechend stärkere Vernetzung erzielt.
Die einwertigen organischen Reste in 1, einschließlich der aliphatisch ungesättigten Reste können gleich
oder verschieden sein. Die Komponente 1 kann ferner aus Mischpolymerisaten, Gemischen von Mischpolymerisaten,
Gemischen von Monomeren und PoIymerisaten sowie Gemischen von Monomeren und
Mischpolymerisaten bestehen.
Die restlichen Valenzen der Si-Atome in der Organosiliciumverbindung
1 können definitionsgemäß durch Sauerstoffatome, zweiwertige Kohlenwasserstoff-,
Kohlenwasserstoffäther- oder Halogenarylenreste abgesättigt sein, wobei beliebig ein oder mehr dieser
Reste vorhanden sein können.
Beispiele für zweiwertige Kohlenwasserstoffreste sind solche der Formeln
CH3 ,CH2CH2^
-CH2CH2- -CH2C- -CH2CH = CHCH2- -HC^ CH —
CH,
-C6H4-oder-CH2^
für Kohlenwasserstoffätherreste solche der Formeln
— CH2CH2OCH2CH2 — oder — C6H4OQH4 —
oder für Halogenarylenreste solche der Formeln Cl FF
oder für Halogenarylenreste solche der Formeln Cl FF
Wenn jedoch je Molekül durchschnittlich mehr als drei Si-Atome vorhanden sind, ist es vorteilhaft, wenn
mindestens 50% der zweiwertigen Reste Sauerstoffatome sind, insbesondere dann, wenn das fertige Produkt
sowohl extrem hohe als auch extrem niedrige Temperaturen aushalten soll. Das ist jedoch nicht
unbedingt erforderlich, insbesondere wenn die Komponente 1 ein cyclisches Produkt ist.
Die Herstellung von Organosiliciumverbindungen, die als Komponente 1 Verwendung finden, ist bekannt,
so daß sich eine Beschreibung im einzelnen hier erübrigt.
Die Organosiliciumverbindungen 2 können definitionsgemäß zwei oder mehr Si-gebundene Wasserstoffatome
je Molekül und zusätzlich durchschnittlich bis zu zwei einwertige Reste je Si-Atom enthalten.
Hierunter sind beispielsweise einwertige Kohlenwas-
SS serstoffe ohne aliphatische Mehrfachbindungen zu verstehen, wie bereits bei den Organosiliciumverbindungen
1 erläutert. Ferner einwertige halogenierte Kohlenwasserstoffreste, wie Chlormethyl-, 3,3,3-Trifluorpropyl-,
α,α,α-Trifluortolyl-, Bromphenyl- oder
2,3-Dibromcyclopentyl- bzw. Cyanoalkylreste, wie Cyanoäthyl- oder Cyanobutyk Außerdem können
die organischen Reste gleich oder verschieden sein. Die Komponente 2 kann aus Homopolymerisaten,
Mischpolymerisaten, Monomeren oder Gemischen aus zwei oder mehr dieser Produkte bestehen, sofern
sie frei von aliphatisch ungesättigten Bindungen sind und mindestens zwei Si-gebundene Η-Atome enthalten.
Wenn je Molekül durchschnittlich mehr als drei
Si-Atomc vorhanden sind, ist es für Komponente 2 ebenso wie für Komponente 1 vorteilhaft, wenn mindestens
50% der zweiwertigen Reste Sauerstoffatome sind. Das ist jedoch nicht unbedingt erforderlich,
insbesondere wenn die Komponente 2 ein cyclisches Produkt ist.
Die Herstellung von Produkten, die unter die für Komponente 2 gegebene Definition fallen, ist bekannt
und viele dieser Produkte sind handelsüblich, so daß sich ihre Beschreibung hier erübrigt.
Die Auswahl der Komponente 1 und 2 ist in geringem Maße voneinander abhängig. Wenn die durchschnittliche
Anzahl der aliphatisch ungesättigten Gruppen je Molekül in Komponente 1 beispielsweise
2,0 beträgt, sollte als Komponente 2 ein Produkt gewählt werden, dessen durchschnittliche Anzahl von
Si-gcbundencn H-Atomcn je Molekül mindestens 2,0 beträgt, so daß die Gesamtsumme dieser oben
definierten Mengen mindestens 4 ist. Der analoge Fall ist gegeben, wenn die ausgewählte Komponente 2
durchschnittlich zwei Si-gcbundene Η-Atome je Molekül enthält. Wenn jedoch eine der beiden Komponenten
eine größere Anzahl der genannten Gruppen besitzt, ist die Auswahl der anderen auf dieser Grundlage
nicht anwendbar. Selbstverständlich gilt, je größer diese Summe ist, um so stärker wird die Vernetzung
des Endproduktes sein, wie ebenfalls bereits erwähnt.
Das molare Verhältnis der aliphatisch ungesättigten Gruppen in I zu den Si-gebundenen H-Atomcn
in 2 kann in einigen Fällen von besonderer Bedeutung sein. Dann sollte das Verhältnis dieser
beiden Gruppen vorzugsweise zwischen 0,67 und 1,5 liegen. Es gibt jedoch viele Fälle, bei denen das
Gleichgewicht dieser beiden Gruppen keine entscheidende Rolle spielt. Wenn die Komponente 1 beispielsweise
durchschnittlich sechs aliphatisch ungesättigte Gruppen je Molekül aufweist, kann der Einsatz
von gleichen molaren Mengen an Si-gebundcnen H-Atomcn zu einer zu starken Vernetzung des gewünschten
Endproduktes führen. In diesem Fall ist es angebracht, weniger oder viel weniger als äquimolare
Mengen an Si-gcbundcnen Η-Atomen einzusetzen, um den gewünschten Härtungsgrad zu
erreichen.
Wenn jedoch ein Maximum an Stabilität gefordert wird, ist es vorteilhaft, die molaren Mengen von
Si-gcbundencn Η-Atomen in 2 den aliphatisch ungesättigten Gruppen in 1 anzugleichen.
Die Platinkomponente 3 kann in einer der beliebigen bekannten Formen eingesetzt werden, die vom
metallischen Platin per se oder Platin auf Trägerstoffen, wie Silicagcl oder gepulverte Kohle, bis Platinchlorid,
Platinsalze oder Hexachloroplatinsäure reichen. Alle diese Formen sind für das in Frage stehende
Härtungssystem brauchbar; Hexachlorplatinsäure in Form des üblicherweise verwendeten Hexahydrats
oder in wasserfreier Form ist jedoch bevorzugt, da sie in Organosiliciumverbindungen leicht dispergierbar
ist und keine Verfärbung des Gemisches hervorruft. Weitere Platinverbindungen sind
PtCI2[P(CH2CH2CH3)3]2,·
Platinbromide,
Komplexverbindungen von Platinhalogeniden
und Olefinen,
wie Äthylen, Propylen, Butylen,
Cyclohexen, Styrol,
Pt(CH3CN)2Cl2,
[Pt(CH3CN)2(CH3)JCl2,
Pt(NH3J2Cl2,
K[PtCl3CH2CH2CH2OH],
K[PtCl3CH2CH2CH2OH],
PtBr2(C2H4J2,
K[PtBr3(C2H4)],
PtCl2(C2H4),
(CH3)2C = CH2 PtCl2,
H2Pt(CN)4-5H2O,
H2Pt(CN)4-5H2O,
H[PtCl3(CH3CN)],
Pt(NH3J2(CNS)2,
[Pt(NH3)4] ■ [PtCU],
PtCl2[P(CH2CH3)3]2,
,5 PtCl2 · PCl3,
,5 PtCl2 · PCl3,
PtCl2 · P(OH)3,
PtCl2 · P(OCH2CH3J3,
PtCl2 ■ [P(OCH2CH3)3]2>
Pt(OOCCH2SCH2CHj)2,
Pt(CN)3, (CH3J4Pt, (CH3)3Pt - Pt(CH3)3>
(CH3J3Pt(CH3COCH = CCH3),
PtCl2CO oder PtBr2CO.
PtCl2CO oder PtBr2CO.
2s Definitionsgemäß müssen mindestens 0,1 Gewichtsteile Platin auf 1 Mill. Gewichtsteile von 1 und 2 verwendet
werden. Da jedoch Verunreinigungen in dem System derartig geringe Katalysatormengen leicht
vergiften können, werden vorzugsweise 1 bis 20 ppm Platin eingesetzt. Größere Platinmengen beeinträchtigen
die Reaktion nicht, machen jedoch entsprechend größere Mengen der Metallsalzkomponente erforderlich
und sind außerdem unwirtschaftlich.
Die Schlüsselkomponente in den Massen ist das Metallatom oder -ion, das in Form von Metallsalzen vorhanden ist. Derartige Metallsalze umfassen definitionsgemäß Zinn(II)-, Quecksilber^!)-, Wismut(III)-, Kupfer(I)- oder Kupfer(II)-salze. Zinn(IT)-salze, die auch als Stannosalze bezeichnet werden können, sind bevorzugt.
Die Schlüsselkomponente in den Massen ist das Metallatom oder -ion, das in Form von Metallsalzen vorhanden ist. Derartige Metallsalze umfassen definitionsgemäß Zinn(II)-, Quecksilber^!)-, Wismut(III)-, Kupfer(I)- oder Kupfer(II)-salze. Zinn(IT)-salze, die auch als Stannosalze bezeichnet werden können, sind bevorzugt.
Beispiele für Stannosalze sind Stannohalogenide, -sulfid, -sulfat, -nitrat oder Stannosalze von Carbonsäuren.
Beispiele Tür Quecksilber^!)- oder Mercurisalze sind Mercurihalogenide, -cyanid, -nitrat, -sulfat oder Mercurisalze von Carbonsäuren.
Beispiele Tür Quecksilber^!)- oder Mercurisalze sind Mercurihalogenide, -cyanid, -nitrat, -sulfat oder Mercurisalze von Carbonsäuren.
Beispiele Tür Wismut(III)-salze sind Wismut-trihalogenide, -sulfat, -nitrat oder Wismutsalze von
Carbonsäuren.
Beispiele für Kupfer(II)- oder Cuprisalze sind Cuprihalogenide oder Cuprisalze von Carbonsäuren.
Beispiele für Kupfer(I)- oder Cuprosalze sind Cuprohalogcnide,
-sulfit, -sulfat, -octoat, -palmitoleat, -cinnamat, -lactat, -acetat, -naphtoat, -hexoat, -benzoat,
-laurat oder -stearat.
Durch den Zusatz von Metallsalzen zu Massen aus den Komponenten 1, 2 und 3 wird die Härtungsgeschwindigkeit
bei Raumtemperatur verlangsamt oder über lange Zeitspannen, beispielsweise länger als
3 Monate, vollständig verhindert, aber bei Temperaturen oberhalb von 70°C wird diese Wirkung aufgehoben
und eine normale Härtungsgeschwindigkeit erreicht. Die Härtung der Massen kann bei Raumtemperatur
für kürzere oder längere Zeit in Abhängigkeit von der entsprechenden Menge an Metallionen
verzögert werden.
Für eine bestimmte Lagerbeständigkeit bei Raumtemperatur kann jedoch keine exakte Menge an
Metallionen angegeben werden. Die Härtungsgeschwindigkeit bis zu 6O0C ist nämlich von dem Verhältnis
der Metallionen zu Platin, der Form des Platinkatalysators, der Natur des Metallsalzes, der
Art und Menge der Bestandteile 1 und 2 und ferner von dem Vorhandensein oder NichtVorhandensein
weiterer, nicht unbedingt erforderlicher Bestandteile abhängig. Durch Zusatz von Metallsalzen in so geringen
Mengen wie etwa 2,61 Gewichtsteilen Metallionen je Gewichtsteil Platin wird die Topfzeit in allen
Systemen verlängert, aber in den meisten Fällen die Reaktion bei Raumtemperatur bis zu etwa 6O0C nicht
vollständig verzögert, und in größeren Mengen, wie etwa 40 Gewichtsteilen Metallionen je Mol Platin
wird die Härtung in allen Systemen bei Raum tempera- is
tür bis zu etwa 60° C vollständig verhindert. In einigen
Systemen wird jedoch mit geringeren Mengen an Metallionen je Gewichtsteil Platin die Härtung bei
Raumtemperatur bereits vollständig verhindert, während in anderen Systemen hierfür mehr Gewichtsteile
Metallionen je Gewichtsteil Platin erforderlich sind.
Die eingesetzte Menge an Metallionen ist daher von dem gewünschten Verwendungszweck und der
Zusammensetzung der Masse abhängig und kann vom Fachmann innerhalb der angegebenen Grenzen
leicht selbst ermittelt werden.
Bei Einsatz von weniger als 2,61 Gewichtsteilen Metallionen je Gewichtsteil Platin wird die Topfzeit
bei Raumtemperatur nicht mehr nennenswert verlängert. Bei Einsatz größerer Mengen im Bereich von
40 bis 75 Gewichtsteilen Metallionen je Gewichtsteil Platin kann die Härtung bei Raumtemperatur für
längere Zeitspannen vollkommen verhindert werden, wobei aber die spezielle Zusammensetzung der Masse
eine entscheidende Rolle spielt. Für einige Fälle sind 40 Gewichtsteile bereits als maximale Menge empfehlenswert,
wenn eine Verzögerung der Härtung oberhalb von 700C zu bemerken ist, während für
andere Systeme bis zu 75 Gewichtsteile ohne Nachteile empfohlen werden können. Der bevorzugte
Mengenbereich liegt bei 10 bis 60 Gewichtsteilen Metallionen je Gewichtsteil Platin.
Aus diesen Ausführungen ist ersichtlich, daß durch die Verwendung von Metallsalzen die Härtung der
Massen bei Raumtemperatur entweder vollständig verhindert oder die Härtungsgeschwindigkeit erniedrigt
werden kann. Eine Herabsetzung der Härtungsgeschwindigkeit bei Raumtemperatur ist beispielsweise
in solchen Fällen außerordentlich wertvoll, bei denen eine bestimmte Kombination der Bestandteile 1,
2 und 3 in 4 Stunden bei Raumtemperatur härten würde, dieselbe Kombination aber durch Zusatz der
entsprechenden Menge an Metallsalz eine Härtungszeit von 24 Stunden erfordert. Dadurch steht dem
Verbraucher der Massen für die Beschichtung oder für Tauchverfahren eine längere Verarbeitungszeit
zur Verfugung. Die Verhinderung der Härtung kann aber jederzeit durch Erhitzen der Massen auf über
700C aufgehoben werden, wobei dann eine normale Härtung erfolgt. Die Verwendung des Metallsalzes
kann daher als sogenannte »Schlüsselsubstanz« der Erfindung sowohl zur Verzögerung als auch zur Verhinderung,
worunter eine zeitlich unbegrenzte Verzögerung zu verstehen ist, von Massen bei Raumtemperatur
erfolgen, die durch eine platinkatalysierte Reaktion zwischen Si-gebundenen Wasserstoffatomen
und Si-gebundenen ungesättigten aliphatischen Gruppen härtbar sind. Wenn eine härtbare Masse für längere
Zeit gelagert werden soll, ist es vorteilhaft, Stannoionen zu verwenden.
Die einzelnen Bestandteile in den Massen der definierten Art können in beliebiger Reihenfolge miteinander
vermischt werden. Obgleich durch die Zugabe von Platin ohne Metallsalz die Reaktion zwischen
den Komponenten 1 und 2 ausgelöst wird, kann diese Reaktion im Zeitraum von wenigen Minuten, der
üblicherweise für die Einarbeitung des Metallsalzes erforderlich ist, vernachlässigt werden. Bei Systemen,
die durch diese geringfügige Reaktion bereits geschädigt werden, kann das Metallsalz vor dem Platin
eingearbeitet werden. Eine bevorzugte Methode besteht darin, Bestandteil 3 und das Metallsalz zu vermischen,
insbesondere, wenn letzteres ein Stannosalz ist. Dieses Katalysatorgemisch kann gelagert werden
und bei Bedarf entweder der Komponente 1 oder 2 oder einem Gemisch aus 1 und 2 zugegeben werden.
Die Vorteile des Vermischens von 3 und dem Metallsalz bestehen darin, daß das Metallsalz und der
Platinkatalysator in engem Kontakt stehen und somit der volle Effekt der Verzögerungswirkung auf den
Platinkatalysator verwirklicht wird, das Verhältnis leicht reguliert werden kann, die Mischung leichter
abgemessen werden kann, denn beide werden in geringen Mengen zugefügt, und somit eine größere
Genauigkeit der zugegebenen Mengen möglich ist, daß viele Vormischungen genau gleich katalysiert
werden können und daß eine Mischung leichter in ein kontinuierliches Verfahren eingefügt werden kann.
Die Gemische aus Platin und Metallsalz sollten in Abwesenheit von Hitze aufbewahrt werden, da Hitze
das System aktiviert, und auch unter Luftausschluß. Die Einhaltung einer bestimmten Vorschrift bei der
Zugabe ist jedoch für die Funktionsweise dieses Härtungssystems nicht von entscheidender Bedeutung.
Die Massen können kurz vor Gebrauch (beabsichtigte Härtung) vermischt werden oder auch in
vermischter Form für einen späteren Gebrauch aufbewahrt werden. Zur Erzielung der besten Ergebnisse
ist es vorteilhaft, die Massen nicht in Glasbehältern oder in Kontakt mit Glas aufzubewahren. Die Gemische
können auch getrennt gelagert werden. Wenn jedoch die Komponenten 1, 2 und 3 vorhanden sind,
muß auch das Metallsalz zugegen sein. Die Aufbewahrung von Gemischen aus 2 und 3 allein ist jedoch
wenig vorteilhaft, da bei Feuchtigkeitszutritt unerwünschte Zwischenreaktionen auftreten können.
Es können beispielsweise die Komponenten 1, 2 und das Metallsalz zusammen aufbewahrt und Komponente
3 später zugegeben werden oder 1, 3 und das Metallsalz zusammen und 2 später zugefügt werden.
Ferner können 2, 3 und das Metallsalz bequem zusammen aufbewahrt und 1 später zugefügt werden.
Das ist besonders vorteilhaft bei zu Elastomeren härtbaren Massen, worin die Diorganopolysiloxane im
wesentlichen jeweils die gleiche Anzahl an aliphatisch ungesättigten Resten besitzen und wobei die Zugabe
der Komponenten 2, 3 und das Metallsalz als Vormischung besonders günstig ist.
Wie bereits ausführlich erläutert, sind die Massen mit ausreichenden Mengen an Metallsalz stabil, d. h.,
bei Raumtemperatur wird keine Härtung ausgelöst. So zeigt beispielsweise eine flüssige Masse, deren
Einzelbestandteile im Rahmen der gegebenen Definition liegen, mit einer ausreichenden Menge an Stannosalz
selbst bei 490C nach 4 Tagen keine Viskositätsänderung.
Bei 7O0C hingegen wird die gleiche Mi-
109 534/365
schling innerhalb von 24 Stunden zu einem Elastomeren gehärtet und bei 15O0C innerhalb von 10 Minuten.
Daraus folgt, daß diese Masse bei Temperaturen von etwa 50 bis 60° C, die weit über den normalen
Lagertemperaturen liegen, vollständig stabil ist. ;
== SiH + CH2 = CHCH2Si =
Die Härtungsreaktion besteht darin, daß die Si-gebundenen Η-Atome von 2 an die ungesättigten
Gruppen von 1 addiert werden. Diese bekannte Reaktion wird durch folgende Gleichung am Beispiel
der Addition von SiH- an Allylgruppen verdeutlicht:
> = SiCH2CH2CH2Si ==
Es ist erwähnenswert, daß bei dieser Härtungsreaktion keine Nebenprodukte gebildet werden. Es ist
deshalb nicht notwendig, die Härtung unter Druck durchzuführen, was bei der Bildung von flüchtigen
Nebenprodukten zweckmäßig ist. Ferner ist eine sorgfältige nachträgliche Hitzebehandlung des gehärteten
Produktes überflüssig, die bei den meisten hitzeaktivierten Härtungssystemen auf dem Silicongebiet
notwendig ist. Es ist ferner bekannt, daß Für die Härtung auf Grundlage von SiH-Bindungen und ungesättigten
Resten kein geschlossenes System erforderlich ist, da weder der Härtungsgrad noch die Härtungsgeschwindigkeit durch Luft- oder Luftbestandteile
störend beeinflußt werden.
Außer den erwähnten Komponenten können in derartigen Härtungssystemen noch andere Bestandteile
enthalten sein, die üblicherweise auf dem Gebiet der Organopolysiloxane Verwendung finden, beispielsweise
Füllstoffe (Ruß, Kieselsäureaerogel, pyrogen gewonnene Siliciumdioxidarten, oberflächenbehandelte
Siliciumdioxidarten, Aluminiumoxid, Tone, Metalloxide, -carbonate, -silicate) oder Pigmente zur
Erzielung bestimmter Färbungen der Formkörper, Additive für Elastomere, wie Mittel zur Verhinderung
der bleibenden Verformung oder Weichmacher auf Grundlage von Organosiliciumverbindungen oder
rein organischen Verbindungen. Materialien, deren platinkatalysatorvergiftende Wirkung bekannt ist, sind
selbstverständlich auszuschließen.
Die Massen der definierten Art sind für alle Anwendungsarten auf dem Elastomeren- oder Harzgebiet
geeignet, bei denen eine hitzeaktivierte Härtung möglich ist. Die Massen können in geschlossenen oder
offenen Systemen, in dünnen oder dicken Schichten unter Druck oder unter Atmosphärendruck mit
gleicher Leichtigkeit durch Erhitzen auf über etwa 7O0C aktiviert werden, dabei tritt weder eine unerwünschte
Schwammbildung auf, die bei anderen Massen häufig mit der Nichtanwendung von Druck
verbunden ist, noch bleiben ungehärtete Oberflächen zurück, die besonders mit organischen Peroxiden zu
beobachten sind, wenn die Massen offen unter Luftzutritt gehärtet werden. Weitere Vorteile dieser Massen
sind eine ausgezeichnete Härtung auch in tiefen Schichten und das Fehlen von störender Lufteinwirkung,
so daß die fertigen Formkörper einheitlich durchgehärtet sind. Außerdem kann gewünschtenfalls
in den Massen die Härtungsgeschwindigkeit gesteuert verlangsamt werden.
Massen, die folgende Mengen der Einzelbestandteile enthalten, haben sich besonders bewährt:
45 bis 75 Gewichtsprozent 1,
0,5 bis 10 Gewichtsprozent 2,
20 bis 50 Gewichtsprozent Füllstoffe, wobei die Gewichtsmengen jeweils auf das Gesamtgewicht von 1 + 2 + Füllstoff bezogen sind, in Verbindung mit den ausführlich beschriebenen Mengen an Platinkatalysatoren und Stannosalz.
0,5 bis 10 Gewichtsprozent 2,
20 bis 50 Gewichtsprozent Füllstoffe, wobei die Gewichtsmengen jeweils auf das Gesamtgewicht von 1 + 2 + Füllstoff bezogen sind, in Verbindung mit den ausführlich beschriebenen Mengen an Platinkatalysatoren und Stannosalz.
B e i s ρ i e 1 1
Aus 52,79 Gewichtsprozent eines mit Methylphenylvinylsiloxygruppen
endblockierten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von etwa 2000 cP/25°C, 44,67 Gewichtsprozent Quarz mit einer Teilchengröße
von 5 Mikron, 0,45 Gewichtsprozent Zinkoxid, 1,11 Gewichtsprozent Eisenoxid, 0,97 Gewichtsprozent
eines Siloxanmischpolymerisats aus 19 Molprozent Dimethylhydrogensiloxan-, 1,0 Molprozent Trimethylsiloxan-,
49 Molprozent Dimethylsiloxan- und 31 Molprozent Methylhydrogensiloxaneinheiten und
1,5 ppm Platin in Form von Chlorplatinsäure wurde eine homogene Mischung hergestellt. Jeweils 440 g
dieser Mischung wurden mit unterschiedlichen Mengen an Stannoionen in Form von Stannooctoat versetzt,
wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich.
Probe | Stunnoioncn in Gramm | |
30A | 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 |
|
B .. | ||
C ... | ||
D ... | ||
35F |
Jede dieser Proben wurde mit 44 g eines Gemisches aus 77 Gewichtsprozent des oben beschriebenen, mit
Methylphenylvinylsiloxygruppen endblockierten Dimethylpolysiloxans,
15 Gewichtsprozent des oben beschriebenen Siloxanmischpolymerisats und 8 Gewichtsteilen
Eisenoxid vermischt. Dann wurde jede Probe in einen geschlossenen Behälter bei Raumtemperatur
gegeben und die Zeit bis zur Härtung beobachtet. Die Zeiten, die für die einzelnen Proben zur
Härtung unter Bildung eines Elastomers erforderlich waren, sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
50 | A ... | Probe | Härtungszeit in Tagen |
B ... | 7 8 9 10 12 |
||
55 C ... | |||
D ... | |||
E ... | |||
6o
Aus 47,62 Gewichtsprozent des im Beispiel 1 beschriebenen mit Methylphenylvinylsiloxygruppen endblockierten
Dimethylpolysiloxans, 47,62 Gewichtsprozent Quarz mit einer Teilchengröße von 5 Mikron,
3,81 Gewichtsprozent Titandioxid, 0,95 Gewichtsprozent
Zinkoxid und 10,5 ppm Platin in Form von Chlorplatinsäure wurde eine Mischung hergestellt.
Acht Proben von je 200 g dieser Mischung wurden
mit unterschiedlichen Mengen Stannoionen in Form von Stannooctoat versetzt. Die Mengen der Stannoionen
sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Probe
A (Vergleich)
B (Vergleich).
B (Vergleich).
C
D
E
F
G
H
I
0,000 0,004 0,008 0,012 0,016 0,020 0,025
0,029 0,033
Jede dieser Proben wurde mit 20 g eines Gemisches aus 77 Gewichtsprozent des im Beispiel 1 beschriebenen,
mit Methylphenylvinylsiloxygruppen endblokkierten Dimethylpolysiloxans, IS Gewichtsprozent des
im Beispiel 1 beschriebenen Siloxanmischpolymerisats und 8 Gewichtsprozent Eisenoxid versetzt und
bis zu einer einheitlichen Konsistenz vermischt. Dann wurde jede Probe geteilt und jeweils ein Teil in einem
offenen Behälter bei Raumtemperatur stehengelassen und der andere Teil in einem geschlossenen Behälter
auf 700C erhitzt. Anschließend wurde in jedem Fall
die Zeitspanne beobachtet, die zur Härtung unter Bildung eines Elastomers erforderlich war. Die Ergebnisse
sind in folgender Tabelle zusammengestellt.
Probe
A (Vergleich)
B (Vergleich)
B (Vergleich)
C
D
E
F
G
H
I
Härtungszcit
bei Raumtemperatur
1 Stunde
1 Stunde
1 Stunde
21 Stunden
3 Tage
5 Tage
3 Tage
5 Tage
12 Tage
1 Monat
1 Monat
1 Monat
und
3 Tage
1 Monat
1 Monat
1 Monat
und
3 Tage
Härtungszcit bei 700C
0,5 Stunden 0,5 Stunden 0,5 Stunden
2 Stunden
3 Stunden 21 Stunden 21 Stunden
2 Tage
3 Tage
Härtungszeit bei 1500C,
in Minuten
1 1 2 3 3 2 3 5 6
Berechnungsgrundlage für Beispiel 2
Das zu härtende System besteht aus zwei Komponenten, die die im folgenden als Polymerisat α und
Polymerisat β bezeichneten, mit Methylphenylvinylsiloxygruppen
endblockierten Dimethylpolysiloxane enthalten.
ίο 100 Gewichtsteile α 47,62
100 Gewichtsteile Quarz (Teilchengröße
5μ) 47,62
8 Gewichtsteile TiO2 3,81
2 Gewichtsteile ZnO 0,95
■5 1 Gewichtsteil Pt-Katalysator-
lösung
211 Gewichtsteile
Die Pt-Katalysatorlösung enthielt 10,5 Gewichtsteile Pt/1 Million Gewichtsteile der Mischung.
77 Gewichtsteile α 15 Gewichtsteile β 8 Gewichtsteile Fe2O3
30
35
100 Gewichtsteile
Das Verhältnis von Komponente 1 zu Komponente 2 ist 200:20 = 10:1; d. h., daß auf jeweils
Gewichtsteile 1, 21,1 Gewichtsteile 2 eingesetzt werden, daraus ergeben sich folgende Mengen an
einzelnen Bestandteilen, bezogen auf 100:
21,1 (= 10% von 1);
0,77 (= 10% α aus 2)
16,247 Gewichtsteile a
21,1
0,15(10% νοη/ϊ)
45
3,165 Gewichtsteile β
21,1
0,08 (10% Fe2O3)
1,688 Gewichtsteile Fe2O3
Gesamtmenge von
a | 100 |
Quarz | 100 |
TiO2 | 8 |
ZnO | 2 |
ß | 3,17 |
Fe2O3 | 1,69 |
16,247 116,25
O 100,00
0 8,00
0 2,00
0 3,17
0 1,69
Sa 231,11
Pt = 10,5/Million Gewichtsteile der Mischung
= 0,00105/100 Gewichtsteile = 0,0021/200 Gewichtsteile.
0,0021 Pt
200 Gewichtsteile Mischung 231,11 Gewichtsteile Mischung
= 0,0024 Gewichtsteile Pt/231,11 Gewichlsteilc Mischung
3,5 Gewichtsteile Sn χ
1 Gewichtsteil Pt 0,0024 Gewichtsteile Pt
= 0,0084Sn
Das bedeutet, daß zur Verzögerung der Härtung dieser Mischung ca. 0,0084 Gewichtsteile Sn erforderlich
sind. Die beginnende Verzögerung wird mit Probe (C) gezeigt, bei der 0,008 g Sn eingesetzt wurden.
Probe (A) ohne Zusatz von Sn und Probe (B) mit nur 0,004 g Sn zeigen bei den angegebenen Temperaturen
keine Verzögerung der Härtung.
Probe | Stannoverbindungen |
Stannoioncn
in Gramm |
A B C |
Stannooleat Stannochlorid Stannonaphthanat |
0,022 0,150 0,150 |
Probe |
Härtung bei 150° C
in Minuten |
Härtung
bei Raumtemperatur |
A B C |
4 5 4 |
> 1 Monat > 1 Monat > 1 Monat |
IO
Aus den gleichen Bestandteilen wie im Beispiel 2 angegeben, wurde eine Masse hergestellt, jedoch mit
folgenden Abänderungen: 400 g der ersten Mischung wurden mit folgenden Stannoverbindungen, angegeben
als Stannoionen, in Gramm versetzt. '5
20
25
Diese Mischung wurde mit 40 g der zweiten Mischung aus Beispiel 2 unter Bildung eines einheitlichen
Gemisches versetzt. Dann wurden Proben von jeweils 10 g in einer offenen Schale in einen Ofen bei
einer Temperatur von 1500C gestellt und die Zeit bis zur Bildung eines Elastomeren beobachtet. Die restlichen
Proben wurden bei Raumtemperatur stehengelassen und die Zeit bis zur Bildung eines Elastomeren
beobachtet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
40
45
Aus 0,0582 g Chlorplatinsäure und 1,133 g Stannooctoat wurde eine Mischung hergestellt, die 0,0277 g
Platin und 0,332 g Stannoionen enthielt.
Dann wurde eine Siloxanmischung hergestellt, die 72,4 Gewichtsprozent des im Beispiel 1 beschriebenen,
mit Methylphenylvinylsiloxygruppen endblockierten
Dimethylpoiysiloxans und 27,6 Gewichtsprozent eines mit Trimethylsiloxyverbindungen behandelten verstärkenden
Siliciumdioxids enthielt. 290 g der Siloxanmischung wurden mit 0,0361 g der Chlorplatinsäure-Stannooctoatmischung
versetzt und kräftig vermischt. Dann wurde aus diesem Gemisch und 29 g aus einer
Mischung von 87,82 Gewichtsprozent des im Beispiel 1 beschriebenen, mit Methylphenylvinylsiloxygruppen
endblockierten Dimethylpoiysiloxans, 11,98 Gewichtsprozent des im Beispiel 1 beschriebenen
Siloxanmischpolymerisats eine einheitliche Masse hergestellt. Die Anfangsviskosität betrug 572 P bei
25°C (B r ο ο k f i e 1 d, Spindelnummer 6, 5 UpM),
und die Viskosität nach ltägigem Stehen bei Raumtemperatur betrug 580 P/25°C. Die Masse härtete
nach 1 Monat bei Raumtemperatur zu einem Elastomeren.
A. Die folgende Siloxanmischung wurde als Grundkomponente für eine zu Elastomeren härtbare Masse
verwendet: 60,94 Gewichtsprozent des mit Methylphenylvinylsiloxygruppen
endblockierten Dimethylpoiysiloxans gemäß Beispiel 1, 26,42 Gewichtsprozent eines mit Trimethylsiloxyverbindungen behandelten
verstärkenden Siliciumdioxids, 9,26 Gewichtsprozent eines mit Methylphenylvinylsiloxygruppen endblokkierten
Dimethylpoiysiloxans mit einer Viskosität von 500cSt/25°C, 1,13 Gewichtsprozent Zinkoxid
und 2,25 Gewichtsprozent Titandioxid.
38Og dieser Siloxanmischung und 0,143 g des Chlorplatinsäure - Stannooctoatgemisches aus Beispiel
4 wurden kräftig miteinander vermischt und dann 38 g einer Mischung aus 22,75 Gewichtsprozent eines
benzollöslichen Harzes aus Vinyldimethylsiloxan-, Trimethylsiloxan- und SiO2-Einheiten, 42,75 Gewichtsprozent
des mit Methylphenylvinylsiloxygruppen endblockierten Dimethylpoiysiloxans aus Beispiel 1 und
35,00 Gewichtsprozent des Siloxanmischpolymerisats aus Beispiel 1 verarbeitet.
B. Auf dieselbe Weise wie unter A wurde eine Masse hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß 0,040 g des
Chlorplatinsäure-Stannooctoatgemisches verwendet wurden.
Gruppe B wurde in 4 Tagen bei Raumtemperatur und in 3 Minuten bei 1500C zu einem Elastomeren
gehärtet. Probe A erforderte mehr als 4 Tage bei Raumtemperatur für die Härtung. Probe B, 1 Stunde
bei 1500C gehärtet, hatte eine Shore-Härte von 35, eine Dehnung von 400%, eine Zugfestigkeit bis zum
Bruch von 52,4 kg/cm2 und eine Normkörper-»B«- Einreißfestigkeit von 16,56 kg/cm.
Auf dieselbe Weise wie im Beispiel 2 beschrieben, wurde eine Masse hergestellt, mit der Ausnahme, daß
0,00187 g Chlorplatinsäure und 0,01063 g Slannooctoat auf jeweils 100 g der ersten Mischung, gemäß
Beispiel 2, verwendet wurden. Die Anfangsviskosität der Masse betrug 112 P/25°C (B r ο ο k f i e 1 d, Spindelnummer
4, 5 UpM). Eine Probe härtete in 4 Minuten bei 150° C zu einem Elastomeren mit einer Shore-Härte
von 36. Nach 3 Wochen Stehen bei Raumtemperatur betrug die Viskosität der ungehärteten Masse
108 P/25°C, und eine Probe härtete in 4 Minuten bei 1500C zu einem Elastomeren mit einer Shore-Härte
von 35.
Durch kräftiges Vermischen von 9346,9 g des mit methylphenylvinylsiloxygruppenendblockierten Dimethylpoiysiloxans
aus Beispiel 1,136,2 g des Siloxanmischpolymerisats aus Beispiel 1, 8647,6 g Quarz,
mit einer Teilchengröße von 5 Mikron, 691,7 g Titandioxyd, 177,3 g Zinkoxyd, 72,6 g Eisenoxyd, 1,999 g
Stannooctoat und 0,367 g Chlorplatinsäure wurde eine Masse hergestellt. Die Ausgangsviskosität der
Masse betrug 104 P/25°C. Die Masse härtete in 4 Minuten bei 1500C zu einem Elastomeren mit einer
Shore-Härte von 37. Die Viskosität der Masse betrug nach vierwöchigem Stehenlassen bei Raumtemperatur
98 P/25°C. Die gelagerte Masse härtete in 4 Minuten bei 1500C zu einem Elastomeren mit einer Shore-Härte
von 35.
Auf dieselbe Weise, wie im Beispiel 2 beschrieben, wurde eine Masse hergestellt. Zuerst wurden mehrere
Proben mit unterschiedlichen Mengen des Chlorplatinsäure-Stannooctoat-Gemisches
hergestellt. Die angegebenen Mengen des Chlorplatinsäure-Stannooctoat-Gemisches wurden mit jeweils 630 g der ersten
Mischung gemäß Beispiel 2 kräftig vermischt und die so erhaltenen Mischungen mit jeweils 63 g der zweiten
Mischung gemäß Beispiel 2 verarbeitet. Dann wurde jede Probe in drei Teile geteilt, d. h. in zwei Teile von
jeweils 330 g und der Rest als dritter Teil. Die Viskositäten von jeder der Proben wurden an Hand des
330-g-Anteils bestimmt, und anschließend wurde jede Probe in bestimmten Zeitabständen überprüft, bis
Gelbildung auftrat. Die Massen wurden bei Raumtemperatur aufbewahrt, und die Viskositätenmessungen
wurden bei 25° C vorgenommen. Der andere 330-g-Anteil wurde in einem verschlossenen Behälter
gelagert, und nach 3 Monaten wurden die Härtungseigenschaften untersucht. Der dritte Anteil wurde zur
Ermittlung der Härtungsgeschwindigkeit bei 150° C
verwendet.
Die | Ergebnisse sind in | den folgenden Tabellen zusammengestellt: | Anfangsviskosität | Viskosität | Viskosität |
Stannooctoat | Chlorplatinsäure | in P | nach 7 Tagen in P | nach 14 Tagen in P | |
Probe | in g | in g | 120 | gehärtet, 4 Tage | |
1 | 0,03230 | 0,01333 | 104 | gehärtet, 4 Tage | — |
2 | 0,03998 | 0,01321 | 112 | — | gehärtet |
3 | 0,04752 | 0,01308 | 116 | 100 | 106 |
4 | 0,05493 | 0,01296 | 116 | 100 | 102 |
5 | 0,05859 | 0,01290 | 120 | 98,4 | 96 |
6 | 0,06219 | 0,01284 | 116 | 94,4 | 99 |
7 | 0,06576 | 0,01278 | 116 | 94,4 | 100 |
8 | 0,06930 | 0,01272 |
Viskosität | Viskosität | Viskosität | Viskosität | |
Probe | nach 28 Tagen in P | nach 42 Tagen in P | nach 56 Tagen in P | nach 63 Tagen in P |
1 2 3 |
— | — | — | — |
4 | 127,8 | 154,0 | 245,6 | 292 |
5 | 108 | 116 | 138,4 | 140 |
6 | 92,8 | 92,0 | 96,0 | 94,4 |
7 | 93,6 | 100 | 116 | 108 |
8 | 93,6 | 92 | 92 | 91,2 |
Viskosität | Viskosität | Viskosität | Viskosität | |
Probe | nach 70 Tagen in P | nach 77 Tagen in P | nach 84 Tagen in P | nach 4 Monaten-in P |
1 2 |
— | — | — | — |
3 | — | — | — | — |
4 | 404 | 636,8 | gehärtet | — |
5 | 168 | 196 | 254,4 | — |
6 | 120 | 129,6 | 144 | 288,0 |
7 | 97,6 | 101,6 | 108 | 144,0 |
8 | 92,8 | 95,2 | 100 | 124,0 |
Probe
1
2
3
dem Vermischen
nach einer Lagerzeit
von 3 Monaten,
in Minuten
Sn, ppm
13,7
16,9
20,1
16,9
20,1
Pt, ppm
9,16
9,07
8,98
9,07
8,98
Sn/Pt
1,50
1,86
2,24
1,86
2,24
109 534/365
Fortsetzung
Härtung bei 1500C, | Härtung bei 1500C | Sn, ppm | Bezogen auf das Gesamtgewicht | Sn/Pt | |
Probe | Minuten, sofort nach | nach einer Lagerzeit | 23,2 | 2,61 | |
dem Vermischen |
von 3 Monaten,
in Minuten |
24,8 | 2,80 | ||
4 | 5 | _ | 26,3 | 2,98 | |
5 | 4 | 5,5 | 27,8 | 3,17 | |
6 | 3 | 5,5 | 29,3 | 3,35 | |
7 | 5,5 | 5,5 | |||
8 | 5,5 | 5,5 | |||
Pt, ppm | |||||
8,90 | |||||
8,86 | |||||
8,82 | |||||
8,78 | |||||
8,74 | |||||
A. Durch Vermählen auf einem Walzenstuhl von 25 Gewichtsteilen eines mit Dimethylvinylsiloxy endblockierten,
hochviskosen, nicht mehr fließfähigen Dimethylpolysiloxans, 75 Gewichtsteilen eines mit
Dimethylvinylsiloxy - endblockierten, hochviskosen, nicht mehr fließfähigen Diorganopolysiloxans, das
99,858 Molprozent Dimethylsiloxaneinheiten und 0,142 Molprozent Methylvinylsiloxaneinheiten enthielt,
50 Gewichtsteilen eines mit Trimethylsiloxyverbindungen behandelten pyrogen gewonnenen SiIiciumdioxyds,
wurde eine zu Elastomeren härtbare Masse hergestellt. Die Mischung wurde 3 Stunden
auf 177°C erhitzt, und dann wurden 160 ppm Stannoioncn
(bezogen auf das Gewicht der Polysiloxane) in Form von Stannooctoat zugegeben. Anschließend
wurden 1,5 Gewichtsteile eines mit Dimethylhydrogensiloxyeinheiten endblockierten Mischpolymerisats,
das durchschnittlich 3 Methylhydrogensiloxaneinheiten und durchschnittlich 5 Dimethylsiloxaneinheiten
in der Polymerkette enthielt, 10 Gewichtsteile Zinkoxyd und 50 ppm Platin (bezogen auf das Gewicht der
Polysiloxane) zugegeben und vermählen.
B. Auf dieselbe Weise, wie unter A beschrieben, wurde eine Masse hergestellt, mit der Ausnahme, daß
das Stannooctoat weggelassen wurde.
Dann wurde die Plastizität der Proben in verschiedenen Zeitabständen bei der Lagerung der Massen
unter Raumtemperatur beobachtet.
Williams-Plastizität
größe von 5 Mikron, 3,49 Gewichtsprozent Titandioxyd, 0,87 Gewichtsprozent Zinkoxyd, 6,98 Gewichtsprozent
eines mit Methylphenylvinylsiloxygruppen endblockierten Dimethylpolysiloxans mit einer
Viskosität von etwa 500 cSt/25°C und 1,38 Gewichtsprozent
eines Siloxanmischpolymerisats aus 19 Molprozent Dimethylhydrogensiloxan-, 1,0 Molprozent
Trimethylsiloxan-, 49 Molprozent Dimethylsiloxan- und 31 Molprozent Methylhydrogensiloxaneinheiten
wurde eine homogene Siloxanmischung hergestellt.
Dann wurden Katalysatormischungen hergestellt, die jeweils 1 Gewichtsteil Platin in Form von Chlorplatinsäure
und 20 Gewichtsteile Metallionen in Form von Metallchloriden enthielten; hierfür fanden folgende
Metallchloride Verwendung:
0,102
0,105
0,105
Nach 1 Tag
0,127
gehärtet
gehärtet
Nach
11 Tagen
0,142
0,142
Katalysatormischung | Metallchloride |
A | Cu2Cl2 CuCl2 BiCl3 HgCl2 SnCl2 keine |
35 β | |
C | |
D | |
E . · | |
40 F |
Die sechs Katalysatorgemische wurden jeweils mit der homogenen Siloxanmischung im Gewichtsverhältnis
1:230 vermischt. Dann wurde die Zeit ermittelt, die Tür jede der Massen bis zur Gelbildung
erforderlich war.
Nach
19 Tagen
55
Probe A wurde durch 24stündiges Erhitzen auf 25O0C gehärtet, und das erhaltene Elastomere hatte
eine Shore-Härte von 52, eine Zugfestigkeit beim Bruch von 92,1 kg/cm2, eine Bruchdehnung von 460%
und eine Normkörper-»B«-Einreißfestigkeit von 31,7 kg/cm.
Aus 43,64 Gewichtsprozent eines mit Methylphenylvinylsiloxygruppen
endblockierten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von etwa 2000cP/25°C,
43,64 Gewichtsprozent Quarz mit einer Teilchen-
Verwendete
Katalysatormischung |
Zeit bis zur Gelbildung
in Stunden |
|
A B |
8 16 |
|
Γ | 96 | |
D F |
16 >504 |
|
F | *) | |
*) Gelbildung erfolgte bereits beim Vermischen des Katalysators
mit der homogenen Siloxanmischung.
Claims (4)
1. Verwendung von Metallsalzen, deren Metallionen Zinn(II)-, Quecksilber(II)-, Wismut(III)-,
Kupfer(l)- oder Kupfer(II)-ionen sind, in einer Menge von 2,61 bis 75 Gewichtsteilen Metallionen
je Gewichtsteil Platin, als Mittel zur Verzögerung
und/oder Verhinderung der Härtung bei Raumtemperatur in Massen aus
1. polymeren Organosiliciumverbindungen mit durchschnittlich 1 bis 3 einwertigen Kohlen-Wasserstoffresten,
einwertigen Halogenkohlenwasserstoffresten ohne aliphatische Mehrfachbindungen
oder Cyanalkylresten je Si-Atom, wobei je Molekül durchschnittlich
mindestens zwei einwertige Kohlenwasser- «o Stoffreste mit aliphatischer Mehrfachbindung
vorhanden sind und die restlichen Valenzen der Si-Atome mit Sauerstoffatomen, zweiwertigen
Kohlenwasserstoff-, Kohlenwasserstoffäther- oder Halogenarylenresten abge- '5
sättigt sind, die mit ihrer zweiten Valenz an jeweils ein weiteres Si-Atom gebunden sind.
2. Organosiliciumverbindungen mit Si-gebundenen Wasserstoffatomen und zusätzlich
durchschnittlich bis zu zwei einwertigen Kohlenwasserstoffresten ohne aliphatische Mehrfachbindungen,
einwertigen Halogenkohlenwasserstoffresten ohne aliphatische Mehrfachbindungen oder Cyanalkylresten je Si-Atom,
wobei je Molekül durchschnittlich mindestens zwei Si-gebundene Wasserstoffatome
vorhanden sind und die restlichen Valenzen der Si-Atome mit Sauerstoffatomen, zweiwertigen Kohlenwasserstoff-, Kdhlenwasserstoflather-
oder Halogenarylenresten, jeweils ohne aliphatische Mehrfachbindungen, abgesättigt sind, die mit ihrer zweiten Valenz
an jeweils ein weiteres Si-Atom gebunden sind, jedoch so, daß die Summe der durchschnittlichen
Anzahl von ungesättigten aliphatischen Resten je Molekül von 1 und der durchschnittlichen
Anzahl von Si-gebundenen Wasserstoffatomen je Molekül von 2 mindestens 4 beträgt,
3. Platinkatalysatoren in einer Menge von mindestens 0,1 ppm Platin, bezogen auf das Gesamtgewicht
von 1 und 2,
gegebenenfalls Füllstoffen und anderen üblichen Zusätzen.
2. Verwendung von Stannooleat, Stannooctoat, Stannonaphthanat, Stannochlorid, Wismuttrichlorid,
Cuprichlorid, Mercurichlorid, oder Cuprochlorid für den im Anspruch 1 angegebenen
Zweck.
3. Verwendung eines Stannosalzes für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.
4. Verwendung eines Stannosalzes einer Carbonsäure für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.
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