DE1949463A1

DE1949463A1 - Aminomethylsubstituierte Polysiloxane als wasserabweisende und glanzgebende UEberzugsmittel

Info

Publication number: DE1949463A1
Application number: DE19691949463
Authority: DE
Inventors: Goelitz Hans Dietrich; Walter Prof Dr Noll; Karl Dr Schnurrbusch; Klaus Dr Seyfried; Walter Dr Simmler
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-10-01
Filing date: 1969-10-01
Publication date: 1971-04-08
Also published as: NL7014246A; AT307596B; SE376011B; DE1949463C3; CA938512A; CH533018A; BE756928A; US3737336A; ZA705496B; GB1259257A; DE1949463B2; FR2064902A5

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AG LEVERKUSEN-Beyerwerk ι 30.September 1969 Patent-Abteilung H/Hl

Aminomethylsubstituierte Polysiloxane als wasserabweisende und glanzgebende Überzugsmittel

Die Erfindung betrifft Überzugsmittel, welche festen, insbesondere glatten Oberflächen, zum Beispiel der Lackbeschichtung auf Kraftfahrzeugkarosserien, eine dauerhafte Hydrophobie und dazu einen wohlansehnlichen Glanz verleihen.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck Polydimethylsiloxancle in Kombination mit Wachsen zu verwenden. Solche Lackpflegemittel befriedigten nicht, weil sie nicht genügend leicht aufzutragen sind, nur geringe Hydrophobie und schwachen Glanz erzeugen und unter Einwirkung von Detergentien leicht von ihrer Unterlage entfernt werden.

!Dieselben Nachteile bezüglich der gleichmäßigen Verteilung auf der Oberfläche ihrer Unterlage und hinsichtlich der Glanzgebung haben auch die in jüngerer Zeit bekannt gewordenen Zubereitungen aus Wachsen, kurzkettigen silanolendigen Polydimethylsiloxanen und JLminoalkylalkoxysilanen.

Demgegenüber vorteilhaftere Überzugsmittel, insbesondere zur Lack- und Politurpflege, wurden nun in bestimmten linearen Organosiloxan-Mischpolymeren gefunden, die an mindestens zweien ihrer Siloxaneinheiten aminomethylsubstituiert sind. Diese Polymeren entsprechen der Formel

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R-N-R¹
CH₂

-Si-O-i
CH,

CH₃

-Si-O-ι

ρ-η

.Si(CHO₃^I-CH₂-A

R¹

oder der Formel

	j	R-NH-R¹ I	η	CH, I 3
		CH₂		-Si-O-
CH —		-Si-O-	I
3		I	CH₃
		CH₃

p-n

worin "die-Zähl ρ größer als 25, vorzugsweise eine der Zahlen

von 45 bis 250,

a = O oder 1,

die Zahl η größer als (1-a) und kleiner als -& ,

vorzugsweise eine Zahl zwischen -^ und -Jp ist,

R und R¹ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder Alkyl- oder Cycloalkylreste mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen sind und

X ein einwertiger Säurerest, vorzugsweise ein Fettsäure-Test mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist.

Erhältlich sind solche Verbindungen nach mehreren bekannten Methoden, so zum Beispiel durch Hydrolyse von Gemischen der berechneten Mengen von methylsubstituierten und methyl- und brommethylsubstituierten Chlorsilanen und Umsetzung der dabei gebildeten Siloxane der lOrmel

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ORlGfNAL INSPECTED

r	-	CH₂-Z	η	Γ Π	\
	-Si-O-	CH,
	CH,	-Si-O-
	3	CH,
\		3	Ρ-η/

worin Z-Cl oder (vorzugsweise) Br ist, rait einem L'bersehuß eines Amins der Formel R-NH-R'. Die zunächst erhaltenen aminbasischen Organopolysiloxane kennen dann noch ait Säuren, ?.-B. Essigsäure, in die entsprechenden SaIre übergef'.ihrt v/erden.

Die vorangeheno beschriebenen aminoniethjlsubstituierten Organosiloxan-Mischpolyraeren haben die nicht vorherzusehende Eigenschaft, sich auf der Oberfläche von Stoffen verschiedenster Art außerordentlich schnell zu einea geschlossenen I'iltn auszubreiten und dabei dieser Oberfläche eine mit herkömmlichen Mitteln nicht erreichbare Hydrophobie zu verleihen, die auch dem vielfach wiederholten Angriff von Detergentien standhält. Sie eignen sich infolgedessen hervorragend für Lackpflegepräparate, die im Gegensatz zu den in der Einleitung erwähnten bekannten Pflegemitteln auf äußerst leichte Weise anzuwenden sind. So braucht man zum Beispiel ihre Lösungen in mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln, v/ie Isopropanol oder Aceton, nur in einen großen Überschuß Wasser zu gießen oder mittels eines Injektors in einen Strom von Wasser zu fördern, um auf einfachstem Wege eine Emulsion herzustellen, die ohne weiteres durch Sprühen, Gießen, Streichen oder Tauchen auf die zu überziehende Oberfläche gebracht werden kann. Es bleibt dann nur noch, die überschüssige Emulsion mit Wasser fortzuspülen; die Spülwasserreste liegen danach auf der behandelten Oberfläche, beispielsweise auf den

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Außenflächen eines Fahrzeugs, in Form von Tröpfchen mit so großem Randwinkel, daß sie bereits vom Fahrtwind weggeblasen werden. Das bei Anwendung der herkömmlichen Überzugsmittel erforderliche Nachpolieren erübrigt sich hier, da die Flächen unmittelbar einen Glanz von solcher Vollkommenheit erhalten, daß daran auch durch Polieren nichts mehr zu verbessern ist.

Der mittels der erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlung erzielte Schutzfilm erweist sich als sehr beständig gegen Detergentien; auch nach zehnmaligem Wäschen mit einer der gebräuchlichen Detergenslcsungen sind Glanz und wasserabweisende Wirksamkeit nicht wesentlich vermindert.

Beispiele 1 bis 4:

Eine Reihe von vier Organosiloxan-Mischpolymeren erfindungsgemäßer Zusammensetzung erhält man, indem man zunächst in bekannter Weise jeweils ein Gemisch von Organochlorsilanen der nachstehend angegebenen Formeln und Mengen (Tl. = Gewichtsteile) hydrolysiert und das Hydrolyseprodukt in Gegenwart säureaktivierter Bleicherde äquilibriert. Die hierzu verwendeten Mischungskomponenten sind jedesmal 8900 Tl. (CH-).,SiCl₀ und dazu in

Beispiel 1 416 Tl. BrCH₂Si(CH₃)Cl₂ und 435 Tl. (CH,)₃SiCl,

¹¹ 2 416 Tl. BrCH₂Si(CH₅)Cl₂ und 375 Tl. BrCH₂Si(CH₅)₂C1,

3 580 Tl. BrCH₂Si(CH₅)Cl₂ und 525 Tl. BrCHgSi(CH,)₂C1,

4 375 Tl. BrCH₂Si(CH₃)₂C1.

Die aus der Äquilibrierung hervorgegangenen bromierten Methylpolysiloxancle setzt man in den Beispielen 1, 2 und 4 mit 2400 Tl., in Beispiel 3 mit 4000 Tl. Cyclohexylamin um,

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trennt das Cl vom ausgefallenen Cyclohexylammoniumbromid durch Filtrieren und das Filtrat von überschüssigem Cyclohexylamin durch Abdampfen unter vermindertem Druck. Es hinterbleiben Polysiloxane der ersten der eingangs angegebenen Formeln, worin R = Cyclohexyl, R¹ *= H und in

Beispiel 1 a = 0, η = 2 und ρ = 30,

2 a = 1, η * 3 und ρ = 72,

3 a = 1, η = 3 und ρ: s 46,

4 a = 1, η = 1 und p = 69 ist.

Il
Il
ti

Je 100 Tl. davon mischt man in

Beispiel 1 mit 8 Tl. Essigsäure,

» 2 " 8 Tl. " ,

¹¹ 3 " 11,2 11, " ,

·· 4 " 4 Tl. "

und weiterhin in einer Beispielsreihe 1a bis 4a mit je 292 Tl. Isopropanol, in einer zweiten Beispielsreihe 1b bis 4b mit je 292 Tl. Aceton. Man erhält so acht Lesungen von Salzen der zweiten der eingangs angegebenen Formeln, worin X = CH^C(O)O ist.

Die Eigenschaften der mit diesen acht Lesungen herstellbaren überzüge wurden auf folgende Weise geprüft:

Acht Eisenblechstacke, die mit Karosserielack beschichtet waren, wurden mit einer wäßrigen Lösung von 0,1 Gewichtsprozent eines anionaktiven Detergens, das gegenwärtig unter der geschützten Warenbezeichnung "Pril" im Handel ist, abgewaschen. Von einer jeden der vorangehend beschriebenen

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lösungen 1a bis 4a und 1b bis 4b wurde eine Emulsion durch. Eingießen von 25 cm Lösung in jeweils 10 Liter Wasser hergestellt, mit dieser Emulsion jeweils eines der abgewaschenen Blechstücke Übergossen und danach mit Wasser abgespült. Auf allen Blechen waren die Lackflachen dann so wasserabweisend, daß sich die zunächst darauf verbliebenen Tropfen leicht abblasen ließen, und die flächen zeigten einen ausgezeichneten Glanz.

Die Waschbeständigkeit der erfindungsgemäßen überzüge auf diesen Flächen wurde in der Weise geprüft, daß mit der zuvor benutzten Detergenslcsung ein weicher Schwamm getränkt wurde und mit diesen dann die Flächen jeweils eine Minute lang gerieben und danach mit Wasser abgespült wurden. Dieser Wasehcyclus wurde neunmal wiederholt, mit dem Ergebnis, daß lediglich die mit den Emulsionen nach den Beispielen 5a, 3b und 1b behandelten Lackflächen, eine deutliche Abnahme von Glanz und Hydrophobie aufwiesen.

Ein zum Vergleich mit einem handelsüblichen Waschkonservierer behandeltes lackiertes Blech zeigte bei analoger Behandlung bereits nach dem ersten Waschcyclus deutliche Verminderung und nach dem. zweiten Waschen völligen Verlust der Hydrophobie.

Eine weitere Prüfung wurde in der Weise vorgenommen, daß ein Stück Baumwollpopeline in der vorangehend erwähnten Detergenslcsung gewaschen, von anhaftendem Wasser befreit und in eine Emulsion nach Beispiel 2a getaucht wurde. Das Gewebe erwies sich nach dem Trocknen als gut wasserabweisend.

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Claims

Patentansprüche

V Wasserabweisende und glanzgebende Überzugsmittel, im wesentlichen bestehend aus aminomethylsubstituierten linearen Organosiloxan-Mischpolymeren der Formel

R-H-R' CH₉ -Si-O-

CH

-Si-O-CH,

p-n

oder der Formel

I R-NH-R'
■ η CH₃ I CH₀ -Si-O- CH,4- -Si-O- I 3 I I CH₃ \ CH₃

p-n

-Sl (CH₃ )₃__a [-CH₂-NH

R'

/n+a

worin die Zahl ρ größer als 25, a = 0 oder 1,

die Zahl η größer als (1-a) und kleiner als -^ ist, R und R¹ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder

Alkyl- oder Cycloalkylreste mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen sind und X ein einwertiger Säurerest ist.

2. Überzugsmittel nach Anspruch 1, worin

ρ eine -der Zahlen von 45 bis 250, η eine Zahl zwischen ^ und -^ und X ein Fettsäurerest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist.

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3". überzugsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es neben dem Organosiloxan-Mischpolymeren ein mit Wasser mischbares lösungsmittel und gegebenenfalls einen geringen Überschuß an Säure der Formel XH enthält, wobei X ein einwertiger Säurerest ist.
4. Überzugsmitteilcsung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lösungsmittel Isopropanol oder Aceton ist.
5. Verfahren zur hydrophobierenden und glanzgebenden Behandlung fester Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein lösungsmittel- und gegebenenfalls säurehaltiges Überzugsmittel gemäß Anspruch 3 in eine mindestens zwanzigfache Gewichtsmenge Wasser gießt und die dabei gebildete Emulsion in an sich bekannter Weise durch Aufsprühen, Aufstreichen, Aufgießen oder Eintauchen auf die zu behandelnden Oberflächen bringt.

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