DE19821356A1 - Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk und Verwendung des Verfahrensproduktes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk und Verwendung des VerfahrensproduktesInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines silanmodifizierten Butylkautschuks durch Umsetzung von Butylkautschuk mit mindestens einem mercaptogruppenhaltigen Silan, welches Hydroxygruppen oder hydrolysierbare Gruppen enthält, und mit mindestens einem Radikalbildner. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte silanmodifizierte Butylkautschuk kann in Dichtungsmassen für Mehrscheibenisolierglas oder in anderen Dichtungsmassen oder in Klebstoffen eingesetzt werden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem,
bei Raumtemperatur vernetzendem Butylkautschuk.
Butylkautschuk ist ein kommerziell erhältliches Polymer, bestehend aus den Monomereinheiten
Isobutylen und Isopren, wobei die Isopren-Einheiten nur zu einem geringen Anteil, im Regelfall
bis zu 3 Molprozent, im Polymer enthalten sind (Beispiele sind diverse Butyl-Typen der Firmen
Bayer AG, Exxon Chemicals, oder Kautschuk-Gesellschaft). Kommerziell erhältlich und der
Funktionalisierung zugänglich sind auch teilvernetzte Butylkautschuk-Typen mit
Vernetzungsgraden bis zu 80%, die z. B. durch Einpolymerisieren eines bifunktionellen
Monomeren (beispielsweise Divinylbenzol) oder durch nachträgliche Vernetzung von
Butylkautschuk erhältlich sind (Beispiele sind LC Butyl von Exxon Chemical, Kalar von
Hardman und Polysar Butyl XL von Bayer). Butylkautschuk hat als ein Polymer mit nur
geringer Wasserdampfdurchlässigkeit genauso wie auch Polyisobutylen als wichtiger
Bestandteil von Abmischungen Eingang gefunden in den Markt der Baudichtungsmassen und
der Dichtungsmassen zur Herstellung von Isolierglas. Die Adhäsion des unpolaren Polymers
Butylkautschuk an polaren Oberflächen (z. B. Glas oder Metall) kann durch kovalente
Anbindung von Haftvermittlern (im überwiegenden Fall organofunktionelle Silane) an das
Polymer entscheidend verbessert werden.
In der japanischen Patentanmeldung TP-A-09086975 wird ein Verfahren zur Herstellung eines
flexiblen, selbstklebenden gummiartigen Abstandhalters für Doppelscheibenisolierglas
beschrieben, bei dem ein Abstandhalter aus einer Mischung eines teilvernetzten
Butylkautschuks mit einer Organosiliciumverbindung, einem Trocknungsmittel und weiteren
Inhaltsstoffen (Klebrigmacher, verstärkende und nichtverstärkende Füllstoffe) geformt wird.
Ein Nachteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß nur eine physikalische Mischung der
Komponenten vorliegt, in der die eingemischte Organosiliciumverbindung nur als Primer bei
der Anwendung auf Glas fungiert und keine chemische Anknüpfung an das Polymer
(teilvernetzter Butylkautschuk) möglich ist.
In der internationalen Patentanmeldung WO 91/06580 werden ungesättigte silanmodifizierte
Polymere und daraus hergestellte Schmelzkleber beschrieben. Die modifizierten Polymeren
können auf drei Arten hergestellt werden: a) Copolymerisation mit einem ungesättigten Silan;
b) Pfropfung eines ungesättigten Silans mittels eines Radikalbildners auf ein Polymer; c)
Substitution einer am Polymer befindlichen Gruppe durch die organofunktionelle Gruppe eines
Silans (z. B. Substitution des Chlors in Neopren durch ein Aminosilan). So wird die Reaktion
zwischen Butylkautschuk und Vinyltrimethoxysilan in Gegenwart von Dicumylperoxid in
einem Co-Kneter und die nachfolgende Mischung des silanmodifizierten Butylkautschuks mit
Harzen, Weichmachern, Lösungsmittel, Füllstoffen, Ölen und Katalysatoren beschrieben, Von
Nachteil ist bei den angeführten Beispielen, daß keine chemische Anbindung des Vinylsilans an
Butylkautschuk erfolgt (siehe eigene Vergleichsbeispiele C, D und E) und damit keine durch
Feuchtigkeit vernetzbaren Produkte erhalten werden.
In der Patentanmeldung EP-A-0 312 967 wird eine Dichtungsmasse für
Doppelscheibenisolierglas mit metallischem Abstandhalter beschrieben, die ein Polymer mit
relativ niedrigem Molekulargewicht (500 bis 30.000 g/mol) enthält, das aus einem gesättigten
Kohlenwasserstoff aufgebaut ist mit mindestens einer Silicium enthaltenden, vernetzbaren
Gruppe. Bevorzugt werden solche Polymere mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 15.000
g/mol. Von Nachteil hierbei ist, daß die Synthese der beschriebenen silanmodifizierten
Polyisobutylene und silanmodifizierten hydrierten Polybutadiene, ausgehend von olefinisch und
hydroxyterminierten Telechelen, einen großen apparativen Aufwand unter Verwendung von
Lösungsmitteln und das Arbeiten unter Schutzgasatmosphäre erfordert.
In der Patentschrift US-A3440302 werden bei Raumtemperatur vernetzbare Copolymere aus
unvernetzten und ungesättigten Polymeren (z. B. Kautschuke) und Mercaptosilanen
beschrieben, wobei überwiegend Kautschuke in Lösung oder Suspension oder flüssige
Kautschuke mit mercaptogruppenhaltigen Silanen meist unter UV-Bestrahlung, thermisch oder
unter Röntgen- oder γ-Bestrahlung umgesetzt wurden. Von Nachteil ist bei dieser
Verfahrensweise zum einen die Verwendung von Lösungsmitteln während der
Modifizierungsreaktion zwischen Kautschuk und Silan und zum anderen die Verwendung von
Strahlungsquellen (UV-, γ- oder Röntgenstrahlen) zur Einleitung der Modifizierungsreaktion.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu
überwinden und auf einfache Art und Weise ohne Einsatz von Lösungsmitteln,
Strahlungsquellen und Schutzgasatmosphäre eine Silanmodifizierung von Butylkautschuk zu
erzielen. Weiterhin soll sich der erhaltene silanmodifizierte Butylkautschuk durch Feuchtigkeit
vernetzen lassen und sich durch eine große Adhäsion an polaren Oberflächen auszeichnen.
Die Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Die Ansprüche 2 bis
6 bilden das angegebene Verfahren weiter. Die Ansprüche 7 bis 11 geben Verwendungsformen
des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten silanmodifizierten Butylkautschuks
an.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich Butylkautschuk auf einfache Art und Weise
mit mercaptogruppenhaltigen vernetzbaren Silanen ohne Einsatz von Lösungsmitteln
modifizieren läßt und daß dieser modifizierte Butylkautschuk zur Herstellung von z. B.
Dichtungsmassen geeignet ist.
Die Silanfunktionalisierung des Butylkautschuks wird erreicht, indem man den festen
Butylkautschuk (Molekulargewicht < 30.000 g/mol) bei erhöhter Temperatur in einem
geeigneten Mischaggregat, wie z. B. einem Kneter oder einem Einschnecken- oder
Doppelschneckenextruder, mit einem mercaptogruppenhaltigen, über Hydroxygruppen oder
hydrolysierbare Gruppen vernetzbaren Silan und einem Radikalbildner umsetzt. Erhöhte
Temperatur bedeutet hier eine Temperatur nahe bei oder über der Zerfallstemperatur des
Radikalbildners, der (teilweise unter Abspaltung eines flüchtigen Bestandteils, z. B. Stickstoff)
in Radikale zerfallen kann. Diese Radikale bewirken eine Abstraktion eines Wasserstoffatoms
aus der Mercaptogruppe des mercaptogruppenhaltigen Silans unter Bildung eines
Schwefelradikals. Dieses Schwefelradikal kann nun mit der ursprünglichen Isopren-Einheit
innerhalb der Hauptkette des Butylkautschuks durch Substitution an der der Doppelbindung
benachbarten Methylengruppe oder durch Addition an die Doppelbindung reagieren und
ermöglicht auf diese Weise eine kovalente Bindung des mercaptogruppenhaltigen Silans an das
Polymer.
Von Vorteil ist hierbei, daß für diese Reaktion keinerlei zusätzlicher gerätetechnischer
Aufwand betrieben werden muß und auch kein Lösungsmittel benötigt wird. Die Reaktion
kann im gleichen Aggregat durchgeführt werden, in dem später auch die Mischung mit
weiteren Stoffen erfolgt.
Das mercaptogruppenhaltige Silan kann durch folgende allgemeine Formel beschrieben
werden:
wobei
A gleich -(CH2)m- oder -R3-NH-CO-NH-R4- oder -R3-O-R4- oder -R3-S-R4- ist, und
m eine Zahl zwischen 1 und 10, bevorzugt 1 bis 6, besonders bevorzugt 3, ist, und
R1, R2 eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, und
R1 und R2 gleich oder verschieden sein können, und
X eine Hydroxygruppe oder eine hydrolysierbare Gruppe ist, und bei mehreren X im Molekül diese gleich oder verschieden sein können, und
a gleich 0, 1 oder 2 ist, und
b gleich 0, 1, 2 oder 3 ist, und
die Summe von a und b nicht größer als 4 ist, und
n eine ganze Zahl zwischen 0 und 19 ist, und
R3, R4 gleich -(CH2)m- oder -(CH2)m-NH-(CH2)m ist, und
R3 und R4 gleich oder verschieden sein können.
A gleich -(CH2)m- oder -R3-NH-CO-NH-R4- oder -R3-O-R4- oder -R3-S-R4- ist, und
m eine Zahl zwischen 1 und 10, bevorzugt 1 bis 6, besonders bevorzugt 3, ist, und
R1, R2 eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, und
R1 und R2 gleich oder verschieden sein können, und
X eine Hydroxygruppe oder eine hydrolysierbare Gruppe ist, und bei mehreren X im Molekül diese gleich oder verschieden sein können, und
a gleich 0, 1 oder 2 ist, und
b gleich 0, 1, 2 oder 3 ist, und
die Summe von a und b nicht größer als 4 ist, und
n eine ganze Zahl zwischen 0 und 19 ist, und
R3, R4 gleich -(CH2)m- oder -(CH2)m-NH-(CH2)m ist, und
R3 und R4 gleich oder verschieden sein können.
Beispiele für die hydrolysierbare Gruppe X sind ein Wasserstoffatom, eine Alkoxygruppe, eine
Acyloxygruppe, eine Ketoximatogruppe, eine Aminogruppe, eine Amidogruppe, eine
Aminoxygruppe, eine Mercaptogruppe oder eine Alkenoxygruppe. Unter den aufgeführten
Gruppen sind die Alkoxygruppen bevorzugt, da sie unter milden Bedingungen hydrolysieren
und leicht handhabbar sind.
Bevorzugte mercaptogruppenhaltige Silane sind:
3-Mercapto-propyltrimethoxysilan (Handelsnamen: Dynasylan MTMO (Sivento), A-189
(OSi), Sila-Ace S 810 (Chisso) und Silan GF 70 (Wacker));
3-Mercapto-propyl-triethoxysilan (Handelsnamen: Dynasylan 3201 (Sivento), A-1891 (OSi));
3-Mercapto-propyl-methyl-dimethoxysilan (Handelsnamen: Dynasylan 3403 (Sivento), Silan
SLM 50970 (Wacker)).
Der für die Pfropfreaktion notwendige Radikalbildner kann ausgewählt werden aus der Gruppe
der Azoverbindungen, wie Azonitrile (z. B. 2,2'-Azo-bis-isobutyronitril), Azoamide (z. B. 1,1'-
Azo-bis-formamid), Azoalkane, -alkene, -alkine oder -aryle (z. B. 2,2'-Azo-bis-propan, 2,2'-
Azo-bis-2-methylbutan, Methyl-azo-3-propen, Azo-bis-(1,1-dimethyl)-2-propin, 1,1'-Azo-bis-
cumol, Phenyl-azo-triphenylmethan) oder Azocarboxylate (z. B. Dimethyl-2,2'-azo-isobutyrat),
aus der Gruppe der Peroxidverbindungen, wie Alkylperoxide (z. B. tert-Butylperoxid oder
Dicumylperoxid), Acylperoxide (z. B. Acetylperoxid, Propionylperoxid oder
Dibenzoylperoxid), Hydroperoxide (z. B. tert-Butylhydroperoxid), Perester (z. B. tert-
Butylperacetat oder tert-Butylperisobutyrat) oder Peroxycarbonate (z. B. Diisopropyl
peroxydicarbonat) sowie aus der Gruppe der Redoxinitiatoren (z. B. die Kombinationen
Hydroperoxid/Fe(II), Hydroperoxid/Cu(II), Hydroperoxid/Cu(I), (wobei ein Hydroperoxid
beschrieben werden kann durch die Formel ROOH mit R = Alkylgruppe mit 1 bis 20 C-
Atomen, oder R = Arylgruppe mit 6 bis 20 C-Atomen oder R = Aralkylgruppe mit 7 bis 20 C-
Atomen), oder die Kombination Wasserstoffperoxid/Fe(II)) oder aus der Gruppe der sonstigen
zu Radikalen zerfallenden Initiatoren. Die Pfropfreaktionen lassen sich vorteilhaft mit 2,2'-
Azo-bis-isobutyronitril, Di-tert-Butylperoxid, Dicumylperoxid und Dibenzoylperoxid
durchführen.
Die Zerfallstemperatur des Radikalbildners liegt im Fall der Redoxinitiatoren im Bereich von
unter 0°C bis über Raumtemperatur und im Fall der weiteren beispielhaft aufgeführten
Initiatoren bei Temperaturen über Raumtemperatur; z. B. zersetzt sich 2,2'-Azo-bis-
isobutyronitril bei über 50°C und Dicumylperoxid bei über 82°C. Die Reaktion von
Butylkautschuk mit einem mercaptogruppenhaltigen Silan und einem Radikalbildner wird in
einem geeigneten Aggregat, vorteilhafterweise in einem Kneter, einem Einschnecken- oder
einem Doppelschneckenextruder, bei Temperaturen bis ca. 220°C durchgeführt, bevorzugt
liegt die Reaktionstemperatur zwischen 80°C und 220°C.
Statt Butylkautschuk kann auch ein bereits teilvernetzter Butylkautschuk als Ausgangsmaterial
für die Herstellung des silanmodifizierten Butylkautschuks verwendet werden.
Der auf die beschriebene Art und Weise kostengünstig hergestellte silanmodifizierte
Butylkautschuk läßt sich vorteilhafterweise durch Feuchtigkeit vernetzen. Bei der Vernetzung
kondensieren Si-OH Gruppen unter Bildung von Wasser. Wenn X eine hydrolisierbare Gruppe
ist, werden die Si-OH Gruppen zunächst durch Hydrolyse gebildet, wobei auf natürliche
Umgebungsfeuchtigkeit oder auf wasserabgebende Zusatzstoffe zurückgegriffen werden kann.
Diese Vernetzung kann wahlweise vor oder nach der weiteren Anwendung durchgeführt
werden. Weiterhin von Vorteil ist, daß sich der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte silanmodifizierte Butylkautschuk durch eine große Adhäsion an polaren
Oberflächen auszeichnet.
Der silanmodifizierte Butylkautschuk kann alleine angewandt werden, vorteilhafter ist aber die
Herstellung von Produkten, die aus Abmischungen des erfindungsgemäßen silanmodifizierten
Butylkautschuks mit verschiedenen Inhaltsstoffen bestehen und die noch bessere
Endeigenschaften als der silanmodifizierte Butylkautschuk alleine aufweisen. Von Vorteil ist,
daß diese Produkte (Massen) ebenfalls feuchtigkeitsvernetzend sind. Beispiele für weitere
Inhaltsstoffe sind thermoplastische Polymere; feste und abgebaute flüssige Kautschuke;
klebrigmachende Zusätze; Vernetzungskatalysatoren, die die Hydrolyse und/oder die
Kondensation sowie die Vernetzung der Silangruppen katalysieren; haftvermittelnde
Substanzen, wie Silane oder Metallate; Weichmacher; Lösungsmittel; Stabilisatoren, wie
Antioxidantien; verstärkende und nichtverstärkende, auch wasseraufnehmende Füllstoffe.
Die Masse kann durch Mischung des silanmodifizierten Butylkautschuks mit weiteren, oben
beschriebenen Inhaltsstoffen in einem geeigneten Aggregat (Kneter, Doppelschnecken- oder
Einschneckenextruder) hergestellt werden. Von Vorteil ist, daß für diesen Verfahrensschritt
das gleiche Aggregat, in dem die Silanmodifizierung des Butylkautschuks durchgeführt wurde,
benutzt werden kann.
Der silanmodifizierte Butylkautschuk oder die aus diesem hergestellte Masse läßt sich für die
weitere Anwendung zu Körpern (z. B. Strängen) formen.
Die den silanmodifizierten Butylkautschuk enthaltende Masse kann verwendet werden für die
Fertigung von Isolierglaseinheiten zum einen mit metallischem Abstandhalter und zum anderen
ohne zusätzlichen Abstandhalter. Bei letzterer Anwendung wird nur die den erfindungsgemäß
hergestellten Butylkautschuk enthaltende Dichtungsmasse mittels einer geeigneten Maschine
auf Glas aufgetragen. Diese aufgetragene Masse dient gleichzeitig als Abstandhalter für die
beiden Gläser, als Trocknungsmittel für das Scheibenvolumen, als Wasserdampf und
Gasbarriere und als elastische Verklebung. Sie hat den Vorteil der verbesserten Beständigkeit
gegenüber Witterungseinflüssen im Vergleich zu den herkömmlich verwendeten
Versiegelungsdichtstoffen in der Isolierglasproduktion auf Basis von Polysulfid oder
Polyurethan (vor allem gegenüber UV-Bestrahlung und hoher Luftfeuchtigkeit) unter
gleichzeitiger guter Wasserdampfbarrierewirkung und Haftung an polaren Oberflächen (z. B.
Glas oder Metall).
Die Anwendung des silanmodifizierten Butylkautschuks erstreckt sich dabei auf die
Herstellung von Dichtungsmassen für Bauisolierglas, Fahrzeugisolierglas und
Schiffsiosolierglas.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäß hergestellten silanmodifizierten
Butylkautschuks ist die Anwendung in Baudichtungsmassen aufgrund seiner guten
Witterungsbeständigkeit und guten Haftung auf polaren Oberflächen.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit ist die Anwendung als Konstruktionsklebstoff zur
Verbindung von Teilen mit polaren Oberflächen, z. B. zur Verklebung von Bauteilen aus Glas,
Metall oder Keramik.
Nach einer weiteren Anwendung ist es auch möglich, die genannten Inhaltsstoffe zu einer
zweikomponentigen Masse zu mischen, wobei die erste Komponente den silanmodifizierten
Butylkautschuk und die zweite Komponente den Vernetzungskatalysator zusammen mit
Weichmacher, Füllstoffen oder anderen Inhaltsstoffen enthält. Damit wird die Lagerstabilität
der Masse verbessert. Bei einer weiteren Anwendung der zweikomponentigen Masse kann die
zweite Komponente Wasser oder wasserabgebende Füllstoffe enthalten, die die Vernetzung
beschleunigen.
In den folgenden Beispielen wird der Gegenstand der Erfindung näher beschrieben. Alle
Prozentangaben sind, sofern nicht anders bezeichnet, Gewichtsprozent.
Die Beispiele 1 bis 3 und die Vergleichsbeispiele A und B erläutern die Reaktion von
Butylkautschuk mit einem mercaptofunktionellem Silan mit und ohne Radikalbildner. Unter
erfindungsgemäßen Reaktionsbedingungen (Beispiele 1 bis 3) entsteht dabei ein
feuchtigkeitsvernetzendes Polymer.
Mischungen aus Butylkautschuk, 3-Mercapto-propyltrimethoxysilan, Azo-bis-isobutyronitril
und Stabilisator (dieser nur in den Beispielen 1 und 3) wurden in einen geheizten Kneter
gegeben (Einsatzmengen und Temperaturen siehe Tabelle 1).
Jeweils nach zweistündigem Kneten wurde die Masse entnommen und eine Probe von 0, 5 g
der Mischung in 10 ml Hexan gelöst. Nach Zugabe von 0,25 ml einer 5%igen Hexanlösung
von Dibutylzinndilaurat wurde die Lösung auf Wasser gegeben. Bei allen Proben war die
entstandene Folie nach Abdampfen des Hexans nicht mehr in Hexan löslich. Dies zeigt, daß
das Silan in den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 3 kovalent an das Polymer gebunden war
und das Polymer feuchtigkeitsvernetzend war.
Mischungen aus Butylkautschuk, 3-Mercapto-propyltrimethoxysilan und Stabilisator wurden in
einem geheizten Kneter gemischt (Einsatzmengen und Temperaturen siehe Tabelle 2).
Nach zweistündigem Mischen wurde die Masse entnommen und wie in Beispiel 1 jeweils mit
einer Probe von 0,5 g die Vernetzbarkeit untersucht. Die hierbei erhaltenen Folien waren in
Hexan und Benzin löslich, das heißt, die Ausbildung einer kovalenten Bindung zwischen Silan
und Polymer fand nicht statt und das resultierende Polymer war nicht feuchtigkeitsvernetzend.
Mit diesen Vergleichsbeispielen soll gezeigt werden, daß durch Umsetzung von
Butylkautschuk mit einem Vinylsilan unter Einwirkung verschiedener Radikalinitiatoren kein
feuchtigkeitsvernetzendes Polymer entsteht.
Mischungen aus 50,0 g (93,1%) Butylkautschuk, 0,25 g (0,5%) Stabilisator, 0,45 g (0,8%)
Radikalbildner
(Vergleichsbeispiel C: Dibenzoylperoxid;
Vergleichsbeispiel D: Dicumylperoxid;
Vergleichsbeispiel E: Azo-bis-isobutyronitril)
und 3,0 g (5,6%) Vinyltrimethoxysilan wurden in einem Kneter bei 100 bis 150°C drei Stunden geknetet. Nach Entnahme der Mischungen wurden diese analog Beispiel 1 auf ihre Vernetzbarkeit untersucht. Die erhaltenen Folien waren in Hexan und Benzin vollkommen löslich, d. h. nicht feuchtigkeitsvernetzend. Dies zeigt, daß sich Butylkautschuk mit Vinylsilan als einem Silan ohne Mercaptogruppe auch unter Einwirkung verschiedener Radikalinitiatoren nicht erfindungsgemäß modifizieren läßt und kein gewünschtes feuchtigkeitsvernetzendes Polymer entsteht.
(Vergleichsbeispiel C: Dibenzoylperoxid;
Vergleichsbeispiel D: Dicumylperoxid;
Vergleichsbeispiel E: Azo-bis-isobutyronitril)
und 3,0 g (5,6%) Vinyltrimethoxysilan wurden in einem Kneter bei 100 bis 150°C drei Stunden geknetet. Nach Entnahme der Mischungen wurden diese analog Beispiel 1 auf ihre Vernetzbarkeit untersucht. Die erhaltenen Folien waren in Hexan und Benzin vollkommen löslich, d. h. nicht feuchtigkeitsvernetzend. Dies zeigt, daß sich Butylkautschuk mit Vinylsilan als einem Silan ohne Mercaptogruppe auch unter Einwirkung verschiedener Radikalinitiatoren nicht erfindungsgemäß modifizieren läßt und kein gewünschtes feuchtigkeitsvernetzendes Polymer entsteht.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk, dadurch
gekennzeichnet, daß Butylkautschuk mit mindestens einem mercaptogruppenhaltigen Silan,
welches Hydroxygruppen oder hydrolysierbare Gruppen enthält, und mit mindestens einem
Radikalbildner umgesetzt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das mercaptogruppenhaltige Silan, welches Hydroxygruppen
oder hydrolysierbare Gruppen enthält, folgende Struktur aufweist:
wobei
A gleich -(CH2)m oder -R3-NH-CO-NH-R4- oder -R3-O-R4- oder -R3-S-R4- ist, und
m eine Zahl zwischen 1 und 10, bevorzugt 1 bis 6, besonders bevorzugt 3 ist, und
R1, R2 eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, und
R1 und R2 gleich oder verschieden sein können, und
X eine Hydroxygruppe oder eine hydrolysierbare Gruppe ist, und bei mehreren X im Molekül diese gleich oder verschieden sein können, und
a gleich 0, 1 oder 2 ist, und
b gleich 0, 1, 2 oder 3 ist, und
die Summe von a und b nicht größer als 4 ist, und
n eine ganze Zahl zwischen 0 und 19 ist, und
R3, R4 gleich -(CH2)m- oder -(CH2)m-NH-(CH2)m- ist, und
R3 und R4 gleich oder verschieden sein können.
wobei
A gleich -(CH2)m oder -R3-NH-CO-NH-R4- oder -R3-O-R4- oder -R3-S-R4- ist, und
m eine Zahl zwischen 1 und 10, bevorzugt 1 bis 6, besonders bevorzugt 3 ist, und
R1, R2 eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder eine substituierte oder unsubstituierte Aralkylgruppe mit 7 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, und
R1 und R2 gleich oder verschieden sein können, und
X eine Hydroxygruppe oder eine hydrolysierbare Gruppe ist, und bei mehreren X im Molekül diese gleich oder verschieden sein können, und
a gleich 0, 1 oder 2 ist, und
b gleich 0, 1, 2 oder 3 ist, und
die Summe von a und b nicht größer als 4 ist, und
n eine ganze Zahl zwischen 0 und 19 ist, und
R3, R4 gleich -(CH2)m- oder -(CH2)m-NH-(CH2)m- ist, und
R3 und R4 gleich oder verschieden sein können.
3. Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk nach den Ansprüchen 2
und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Butylkautschuk mit mindestens einem
mercaptogruppenhaltigen Silan, welches Hydroxygruppen oder hydrolysierbare Gruppen
enthält, und mit mindestens einem Radikalbildner aus der Gruppe der Azoverbindungen, der
Peroxidverbindungen oder der Redoxinitiatoren umgesetzt wird.
4. Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk nach den Ansprüchen 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur nahe bei oder über der
Zerfallstemperatur des verwendeten Radikalbildners liegt.
5. Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk nach den Ansprüchen 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in einem Kneter, einem Einschnecken- oder
einem Doppelschneckenextruder durchgeführt wird.
6. Verfahren zur Herstellung von silanmodifiziertem Butylkautschuk nach den Ansprüchen 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein teilvernetzter Butylkautschuk mit mindestens einem
mercaptogruppenhaltigen Silan, welches Hydroxygruppen oder hydrolysierbare Gruppen
enthält, und mit mindestens einem Radikalbildner umgesetzt wird.
7. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten silanmodifizierten
Butylkautschuks in Dichtungsmassen für Bauisolierglas, Fahrzeugisolierglas und
Schiffsisolierglas.
8. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten silanmodifizierten
Butylkautschuks in Baudichtungsmassen.
9. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten silanmodifizierten
Butylkautschuks in Konstruktionsklebstoffen.
10. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten silanmodifizierten
Butylkautschuks zur Herstellung von zweikomponentigen Dichtungsmassen und
Konstruktionsklebstoffen enthaltend als erste Komponente den silanmodifizierten
Butylkautschuk und als zweite Komponente einen für Silane geeigneten
Vernetzungskatalysator.
11. Verwendung des nach den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten silanmodifizierten
Butylkautschuks zur Herstellung von zweikomponentigen Dichtungsmassen und
Konstruktionsklebstoffen enthaltend als erste Komponente den silanmodifizierten
Butylkautschuk und als zweite Komponente ein wasserenthaltendes oder wasserabspaltendes
Material.
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