DE19831073A1 - Die Anlagerung von Si-gebundenen Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung fördernde Katalysatoren - Google Patents
Die Anlagerung von Si-gebundenen Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung fördernde KatalysatorenInfo
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Abstract
Die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung fördernder Übergangsmetallkatalysator, der eine Einschlußverbindung einer Übergangsmetallverbindung bzw. eines Übergangsmetallkomplexes mit einer Verbindung darstellt, die mindestens eine Cyclodextrineinheit enthält, wobei die Einschlußverbindung an mindestens eine metalloxidhaltige und/oder halbmetalloxidhaltige Gruppe gebunden ist, sowie deren Herstellung und deren Anwendung.
Description
Die Erfindung betrifft Übergangsmetallkatalyssatoren, die eine
Einschlußverbindung eines Übergangsmetallkomplexes mit einem
Cyclodextrin enthalten, welche kovalent an einen Feststoff ge
bunden sind, sowie deren Herstellung und deren Anwendung.
Bislang mußten zur Regelung der Aktivität eines Platinkatalysa
tors für Einkomponenten-Zusammensetzungen bei der Hydrosilylie
rungsreaktion zwischen einem Hydrogen-haltigen Polysiloxan und
einem Vinyl-substituierten Polysiloxan immer Inhibitoren zuge
setzt werden. Hierzu sei z. B. auf US-A 3,445,420 verwiesen. Ei
ne Hauptaufgabe des Inhibitors ist es, die Hydrosilylierungsre
aktion bei niedriger bzw. Raumtemperatur so zu verlangsamen
oder zu unterbinden, daß die hitzehärtbare Einkomponenten-
Zusammensetzungen bei Raumtemperatur über eine längere Zeit la
gerstabil sind. Beispiele für hitzehärtbare Einkomponenten-
Zusammensetzungen, die einen Inhibitor zur Regelung der Aktivi
tät des Platinkatalysators enthalten, sind in US-A 3,882,083,
US-A 4,472,562 und US-A 4,472,563 offenbart.
In US-A 4,481,341 sind Platinkatalysatoren beschrieben, die ih
rerseits in schmelzbaren Siliconharzen dispergiert sind und die
daraus erhältlichen Einkomponenten-Zusammensetzungen.
Mikroverkapselte Platinkatalysatoren, wie in US-A 5,015,691 be
schrieben, bei denen der Platinkatalysator als Mikrokapsel in
einem organischen Harz eingeschlossen ist (Durchmesser 4-60
µm), eignen sich ebenfalls für hitzehärtende Einkomponenten-
Zusammensetzungen. Solche Platinkatalysatoren gewährleisten im
allgemeinen eine ausreichende Lagerstabilität, oft kommt es
aber zu einem Absetzen der Mikrokapseln oder zu einer Beein
trächtigung der Transparenz der zu härtenden Zusammensetzung.
Einschlußverbindungen aus Cyclodextrin und einem Komplex eines
Platinhalogenids und einer Verbindung, ausgewählt aus Cyclooc
tadien oder einem Norbornadien dienen als Katalysatorsysteme in
EP 423 588 B. Obwohl hitzehärtbare Einkomponenten-
Zusammensetzungen aus Polyorganosiloxan und diesen latenten Ka
talysatoren die erwünschte Lagerstabilität bei Raumtemperatur
aufweisen, ist die beschränkte Löslichkeit der latenten Kataly
satoren in den hitzehärtbaren Einkomponenten-Zusammensetzungen
aus Polyorganosiloxan und der damit verbundenen mangelnden Aus
härtung der Massen meist überaus problematisch. Außerdem können
nur bestimmte hydrophobe Platinkomplexe verwendet werden, was
die Einsatzmöglichkeiten weiter einschränkt.
Reaktive Gruppen wurden schon früher an sphärische Partikel an
gebracht, um gewisse metallische Katalysatoren zu immobilisie
ren, wie in DE 38 00 564 C beschrieben. Die da verwendeten
stark basischen Aminogruppen sind aber ungeeignet für die An
bindung von Platin-Katalysatoren zur Hydrosilylierung. Des wei
teren sind funktionalisierte Aerogele Gegenstand von DE 195 33 851
und DE 195 34 198.
Gegenstand der Erfindung ist ein die Anlagerung von Si
gebundenem Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-
Mehrfachbindung fördernder Übergangsmetallkatalysator, der eine
Einschlußverbindung einer Übergangsmetallverbindung bzw. eines
Übergangsmetallkomplexes mit einer Verbindung darstellt, die
mindestens eine Cyclodextrineinheit enthält, wobei die Ein
schlußverbindung an mindestens eine metalloxidhaltige und/oder
halbmetalloxidhaltige Gruppe gebunden ist.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren enthalten bevorzugt Einhei
ten der Formel
A'a'AaRbR2 cMO(w-a-a'-b-c)/2 (I) ,
wobei
w die Wertigkeit des Halbmetall- bzw. Metallatoms darstellt und eine ganze Zahl von 1 bis 8 bedeutet,
R gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Was serstoffatom oder einen M-gebundenen einwertigen, substitu ierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest, vor zugsweise mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen, besonders bevor zugt mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, bedeutet,
R2 gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Ha logenatom oder einen M-gebundenen Rest der Formel -OR1 be deutet, wobei R1 ein Kohlenwasserstoffrest mit vorzugsweise 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ist, der durch ein oder mehrere Ether sauerstoffatome substituiert sein kann,
A M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste der Formel (II) dar stellen,
A' M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste, die frei sind von Übergangsmetallverbindungen bzw. -komplexen,
M gleiche oder verschiedene Metall- oder Halbmetallatome mit der Wertigkeit w sind, wie beispielsweise Fe, Si, Ti, Zr, Hf, Al, B, Mg, Be, Ca, Ge, Sb, Sn, Pb, bevorzugt Fe, Si, Ti, Zr und Al, besonders bevorzugt Silicium,
a 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), vorzugsweise 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1, bedeutet,
a' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), vorzugsweise 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1, bedeutet,
b 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), bevorzugt 0, 1 oder 2, bedeutet und
c 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), bevorzugt 0 oder 1, bedeutet,
mit der Maßgabe, daß die Summe a + a' + b + c ≦ w-1 ist sowie der erfindungsgemäße Katalysator mindestens eine Einheit der Formel (I) mit a verschieden Null aufweist.
w die Wertigkeit des Halbmetall- bzw. Metallatoms darstellt und eine ganze Zahl von 1 bis 8 bedeutet,
R gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Was serstoffatom oder einen M-gebundenen einwertigen, substitu ierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest, vor zugsweise mit 1 bis 36 Kohlenstoffatomen, besonders bevor zugt mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, bedeutet,
R2 gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Ha logenatom oder einen M-gebundenen Rest der Formel -OR1 be deutet, wobei R1 ein Kohlenwasserstoffrest mit vorzugsweise 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ist, der durch ein oder mehrere Ether sauerstoffatome substituiert sein kann,
A M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste der Formel (II) dar stellen,
A' M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste, die frei sind von Übergangsmetallverbindungen bzw. -komplexen,
M gleiche oder verschiedene Metall- oder Halbmetallatome mit der Wertigkeit w sind, wie beispielsweise Fe, Si, Ti, Zr, Hf, Al, B, Mg, Be, Ca, Ge, Sb, Sn, Pb, bevorzugt Fe, Si, Ti, Zr und Al, besonders bevorzugt Silicium,
a 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), vorzugsweise 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1, bedeutet,
a' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), vorzugsweise 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1, bedeutet,
b 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), bevorzugt 0, 1 oder 2, bedeutet und
c 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), bevorzugt 0 oder 1, bedeutet,
mit der Maßgabe, daß die Summe a + a' + b + c ≦ w-1 ist sowie der erfindungsgemäße Katalysator mindestens eine Einheit der Formel (I) mit a verschieden Null aufweist.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen
Katalysatoren um solche bestehend aus Einheiten der Formel (I),
wobei besonders bevorzugt in mindestens 85 Prozent aller Ein
heiten der Formel (I) die Summe aus a + a' gleich 0 ist.
Insbesondere handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Kataly
satoren um solche aus Einheiten der Formel
A'a'AaRbSiO4-a-a'-b/2, wobei a, a', b, A, A' oben genannte Bedeutung haben, mit der Maßgabe, daß die Summe a + a' + b ≦ 3 ist sowie mindestens ein Rest A anwesend ist.
A'a'AaRbSiO4-a-a'-b/2, wobei a, a', b, A, A' oben genannte Bedeutung haben, mit der Maßgabe, daß die Summe a + a' + b ≦ 3 ist sowie mindestens ein Rest A anwesend ist.
Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Katalysato
ren um solche, die bei Raumtemperatur fest sind.
Beispiele für Reste R sind Alkylreste, wie Methyl-, Ethyl-, n-
Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, 2-Butyl-, iso-Butyl-, tert-
Butyl-, n-Pentyl-, 2-Pentyl-, 3-Pentyl-, iso-Pentyl-, neo-
Pentyl-; tert-Pentyl-; Hexyl- und Heptylreste, wie der n-
Hexyl-, der tert-Hexyl- und der n-Heptylrest; Octylreste, wie
der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der 2,2,4-Trimethyl
pentylrest; Nonyl- und Decylreste, wie der n-Nonyl- und der n-
Decylrest; Dodecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl- und Octadecyl
reste, wie der n-Dodecylrest, der n-Tetradecylrest, der
n-Hexadecylrest und der n-Octadecylrest; Cycloalkylreste, wie
der Cyclopentylrest, der Cyclohexylrest, der Cycloheptylrest
und alkylsubstituierte Cycloalkylreste, wie der Methylcyclo
hexylrest; Alkenylreste, wie der Vinyl- und der Allylrest,
Arylreste, wie Phenyl-, Naphthyl-, Anthryl- und Phenan
thrylrest; Alkylarylreste, wie ortho-, meta-, para-Tolylreste,
Xylyl-, Ethylphenyl- und Cumylreste; Arylalkylreste, wie Ben
zyl-, α- und β-Phenylethylreste.
Beispiele für halogenierte Reste R sind Halogenalkylreste, wie
Chlor- und Brommethylreste, Chlor- und Bromethylreste, der 3-
Chlor- bzw. 3-Brompropylrest, der 3,3,3-Trifluor-n-propylrest,
der 2,2,2,2',2',2'-Hexafluorisopropylrest, der Heptafluoriso
propylrest und der 5,5,5,4,4,3,3-Heptafluorpentylrest, sowie
Halogenarylreste, wie ortho-, meta-, para-Chlor- oder Brom
phenylreste, der Dichlorphenylrest, der Trifluortolylrest und
der para-(Chlormethyl)phenylrest.
Beispiele für andere Heteroatome enthaltende Reste R sind der
2-Mercaptoethylrest, der 2-Cyanethylrest, sowie 3-substituierte
Propylreste, wie 3-Cyanopropyl-, 3-(N-Cyclohexylamino)propyl-,
3-(N-(2-Aminoethyl)amino)propyl-, 3-(N-(2-Aminoethyl)amino)-2-
methylpropyl-, 3-(2-Aminoethoxy)propyl-, 3-(3-Methoxy-4-hydro
xyphenyl)propyl-, 3-(2-Hydroxyphenyl)propyl-, 3 -Hydroxypropyl-,
3-Aminopropyl-, 3-Mercaptopropyl-, 3-Methylthiopropyl-, 3-
(Polyethylen-polypropylenoxid)propyl-, 3-Acryloxypropyl- und 3-
Methacryloxypropylreste, 3-Glycidoxypropyl-; Aminoarylreste,
wie der Aminophenylrest.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R um Wasserstoffatom oder
einen Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, besonders bevor
zugt um den Methyl- und Ethylrest.
Beispiele für Reste R1 sind die für R angegebenen Alkylreste so
wie der Methoxyethyl- und der Ethoxyethylrest, wobei der Me
thyl- und Ethylrest bevorzugt sind.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R2 um Methyl-, Ethyl-, Pro
pyl-, Octyl-, Isooctyl-, Phenyl- und Vinylreste, wobei Methyl
reste besonders bevorzugt sind.
Rest A in Formel (I) hat die Zusammensetzung
LnGm- (II),
wobei
L übergangsmetallhaltige Cyclodextrinreste darstellen, die di rekt oder über m Gruppen G an die Metall- oder Halbmetallatome M in Formel (I) chemisch gebunden sind,
G gleich oder verschieden sein kann und eine beliebige Gruppe, die mit zwei oder mehreren Valenzen chemisch sinnvoll an eine oder mehrere Gruppen M in Formel (I) sowie an eine oder mehrere cyclodextrinhaltige Gruppen L gebunden sein können,
m 0 oder eine ganze Zahl, bevorzugt 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10, besonders bevorzugt 0, 1 oder 2, insbesondere 1, ist und
n eine ganze Zahl bedeutet, vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 10, besonders bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 4, insbe sondere 1.
L übergangsmetallhaltige Cyclodextrinreste darstellen, die di rekt oder über m Gruppen G an die Metall- oder Halbmetallatome M in Formel (I) chemisch gebunden sind,
G gleich oder verschieden sein kann und eine beliebige Gruppe, die mit zwei oder mehreren Valenzen chemisch sinnvoll an eine oder mehrere Gruppen M in Formel (I) sowie an eine oder mehrere cyclodextrinhaltige Gruppen L gebunden sein können,
m 0 oder eine ganze Zahl, bevorzugt 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10, besonders bevorzugt 0, 1 oder 2, insbesondere 1, ist und
n eine ganze Zahl bedeutet, vorzugsweise eine ganze Zahl von 1 bis 10, besonders bevorzugt eine ganze Zahl von 1 bis 4, insbe sondere 1.
Bei Rest G kann es sich um beliebige zwei- oder mehrwertige or
ganische, anorganische oder siliciumorganische Reste handeln.
Beispiele für G gleich anorganische Reste sind -O-, -S-, -N=,
<N⊕<, -S⊕<, <P⊕<, -NH-, -PH- und -P=.
Beispiele für organische Reste G sind -CO-, -CS-, -COO-,
-O(C=O)-, -NH(C=O)-, -CONH-, -N(CH3)-, =C=, <NR'⊕-,
<PR'⊕- mit R' gleich gegebenenfalls mit Halogenatomen, Hydroxyl
gruppen, Alkoxygruppen, Aminogruppen und Mercaptogruppen sub
stituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
sowie heterocyclische Reste, wie z. B. der 1,3,5-Triazin-2,4,6-
triylrest, sowie Polyorganoreste, wie Polystyrylreste.
Beispiele für siliciumorganische Reste G sind (Poly)-Siloxanyl
reste der Formel -[OSi(R'')2]1-50-, wobei R'' gleich oder ver
schieden sein kann und eine für R genannte Bedeutung hat, ins
besondere Wasserstoffatom, Methyl-, Phenyl- und Vinylrest.
Beispiele für Reste G sind -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH3)CH2-,
-CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH (CH3) CH2-, -CH2O-, -CH2CH2O-, -CH2CH2S-,
-CH2CH2NH-, -CH2CH2CH2O-, -CH2CH2CH2S-, -CH2CH2CH2OCH2CH2NH-,
-CH2CH2CH2NH-, -CH2CH2CH2NHCH2CH2NH-, -CH2CH2CH2N (CH3)-,
-CH2CH2CH2O (C=O) -, -CH2CH2CH2-COO-, -CH2CH2CH2O (C=O) CH(CH3) CH2-,
-CH(CH3)CH2O-, -CH(CH3)CH2NH-, -CH(CH3)CH2S-, -CH(CH3)CH2N(CH3) -,
-CH(CH3)CH2O(C=O)-, CH2CH(CH3)O-, -CH2CH(CH3)NH-,
-CH2CH(CH3)N(CH3)-, -CH2CH(CH3)O(C=O)-, -CH2CH(CH3) -COO-,
-CH2CH (CH3) COOCH2CH2CH2-, CH2CH (CH3)S-, -CH2CH2CH2CH2O-,
-CH2CH2CH2CH2NH-, -CH2CH2CH2CH2S-, -CH2CH (CH3) CH2O-;
-CH2CH(CH3) CH2NH-, -CH2CH(CH3) CH2S-, und substituierte Triazinrin
ge enthaltenden Reste, wie
mit M2 gleich H, Na oder K.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest G um organische Reste, wobei
-CH2CH2CH2OCH2CH(OH)-CH2-, -CH2CH2CH2CH (CH2COOH) -CO-,
-CH2CH2CH2CH (COOH)-CH2CO-, und die Triazinringe enthaltende Reste
mit M2 gleich H, Na oder K
besonders bevorzugt sind.
Die Reste L können chemisch sinnvoll auch über zwei oder mehre
re Valenzen, direkt oder über weitere Reste G mit weiteren Ein
heiten der Formel (I) verbunden sein. Besonders bevorzugt ist G
ein divalenter Rest.
Die Reste L enthalten Cyclodextrine oder deren Abkömmlinge, die
mit Übergangsmetallkomplexe bzw. -verbindungen belegt sind.
Beispiele für Cyclodextrinreste im Rest L sind alle bisher be
kannten Cyclodextrin(derivat)e, wie α-, β- und γ-Cyclodextrin-
(derivat)e, in denen ein oder mehr Wasserstoffatome und/oder
Hydroxylgruppen durch eine chemische Bindung ersetzt sind.
Als Cyclodextrinderivate sollen im folgenden Cyclodextrine be
zeichnet werden, deren OH-Gruppen teilweise oder vollständig
durch Reste R3 gleich Wasserstoffatom, Halogenatom, gegebenen
falls substituierte Kohlenwasserstoffreste, sauerstoffhaltige
Reste, stickstoffhaltige Reste, schwefelhaltige Reste und phos
phorhaltige Reste ersetzt sind.
Beispiele für solche Reste R3 sind Wasserstoffatome; Halogenato
me, wie -I, -Br, -Cl, -F; sauerstoffhaltige Reste, wie -OCH3,
-OCH2CH3, -OCH2CH2CH3, -OCH(CH3)2, -OCH2C6H5, - OCH(C6H5)2, -OC(C6H5)3,
-OC(C6H5) (C6H4OCH3-para)2, -OCH2CH=CH2; Acylreste, wie -O(C=O) CH3,
-O(C=O)CH2CH3, -O(C=O)CH2CH2CH3, -O(C=O)CF3, -O(C=O)C6H5,
-O(C=O)CH=CH2, -O(C=O)C(CH3)=CH2, -O(C=O) (CH2)5NH(C=O)CH=CH2, cis-
und trans-O(C=O) CH=CH-C6H5, cis- und trans-O(C=O) CH=CH-
Ferrocenyl; schwefelhaltige Reste, wie -O(SO2)-CH3, -S(C=S)-
OCH2CH3, -O(CS2)-CH3, - SCH3, -SCH2CH3, -SCH2CH2CH3, -SCH(CH3)2, -
SCH2C6H5, - SCH2-C4H9-tert, -SC4H9-tert; stickstoffhaltige Reste,
wie -N3, NH2, -NHCH3, -N(CH3)2, -NHCOCH3, NHCOC6H5,
-(NHCH2CH2)x-NH2, -N(CH2CH2NH2)2, -ONO2; phosphorhaltige Reste, wie
-OPO3H2, -OPO3(C6H5)2; ionische Reste, wie -O(CH2)0-8SO3Na oder
statt Natriumionen andere Alkali-, Erdalkalimetallionen oder
Ammoniumionen, wie HNEt3 enthaltend; sowie die Reste gemäß
DE 44 29 229 A1, die auf Seite 2, Zeilen 54 bis 60 und Seite 3
Zeile 1 bis Seite 4 Zeile 38 als Reste R2 beschrieben sind.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R3 um Methoxy- und Ethoxyres
te, wobei Nethoxyreste besonders bevorzugt sind.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest L um übergangsmetall
haltiges, unsubstituiertes β-Cyclodextrin, bei dem ein an Sau
erstoff gebundenes Wasserstoffatom durch eine chemische Bindung
ersetzt ist.
Beispiele für die übergangsmetallhaltigen Komponenten, mit de
nen die Cyclodextrine im Rest L belegt sind und damit Teil des
erfindungsgemäßen Katalysators darstellen, sind platinhaltige
Übergangsmetallverbindungen, wie PtCl4, H2PtCl6.6 H2O,
Na2PtCl6.4 H2O, Platin-Olefin-Komplexe, Platin-Alkohol-
Komplexe, Platin-Alkoholat-Komplexe, Platin-Ether-Komplexe,
Platin-Aldehyd-Komplexe, Platin-Keton-Komplexe, einschließlich
Umsetzungsprodukten aus H2PtCl6.6 H2O und Cyclohexanon, Platin-
Vinylsiloxankomplexe, wie Platin-1,3-divinyl-1,1,3,3-
tetramethyldisiloxan-Komplexe mit oder ohne Gehalt an nachweis
barem anorganisch gebundenen Halogen, (Acetylacetonyl
cyclooctenyl)platin(II)-acetylacetonat, Bis-(γ-picolin)-
platindichlorid, Trimethylendipyridinplatindichlorid, Dicyclo
pentadienplatindichlorid, Dimethylsulfoxidethylenplatin-(II)-
dichlorid, und -diiodid, Cyclooctadien-dimethylplatin, Cyclooc
tadien-diphenylplatin Norbornadien-Platindichlorid, Norbornadi
en-dimethylplatin, Norbornadien-diphenylplatin γ-Picolin-
Platindichlorid, Cyclopentadien-Platindichlorid, Cyclopentadi
en-trimethylplatin und Methylcyclopentadien-trimethylplatin,
Platinkomplexe mit Cyclooctatetraen, sowie Umsetzungsprodukte
von Platintetrachlorid mit Olefin und primärem Amin und/oder
sekundärem Amin gemäß US-A 42 92 434, wie das Umsetzungsprodukt
aus in 1-Octen gelöstem Platintetrachlorid mit sec.-Butylamin,
oder Ammonium-Platinkomplexe gemäß EP-B 1 10 370.
Weitere Beispiele für Übergangsmetallverbindungen sind Cyclo
octadien-Palladiumdichlorid, Cyclooctadien-Rhodium(I)chlorid-
Dimer, Rhodium(III)acetat-Dimer, Rhodium(III)-acetylacetonat,
Tris(triphenyl)rhodium(I)-chlorid, Cyclooctadien-Ruthenium(I)-
chlorid, Ruthenium(III)-chlorid, Ruthenium(III)acetat.
Bevorzugt handelt es sich bei den Übergangsmetallverbindungen
um PtCl4, Na2PtCl6.4 H2O, H2PtCl6.6 H2O, Cyclooctadien-
Platindichlorid, Norbornadien-Platindichlorid, Platin-1,3-
divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan-Komplex und (Acetyla
cetonyl-cyclooctenyl)platin(II)-acetylacetonat, wobei PtCl4,
H2PtCl6.6 H2O, Cyclooctadien-Platindichlorid und (Acetyla
cetonyl-cyclooctenyl)platin(II)-acetylacetonat besonders bevor
zugt sind.
Bei Rest A' handelt es sich um die gleichen Reste wie bei Rest
beschrieben nur mit dem Unterschied, daß sie frei von Über
gangsmetallen sind, d. h. die im Rest A enthaltenen Cyclodex
trine sind nicht mit einer Übergangsmetallkomponente belegt.
Besonders bevorzugte Beispiele für die erfindungsgemäßen Kata
lysatoren sind
wobei
einen cyclodextrinhaltigen Rest L oder L' darstellt, der mit
einer übergangsmetallhaltigen Verbindung belegt sein kann (L),
oder ohne diese übergangsmetallhaltige Verbindung vorliegt (L')
M2 = H, Na oder K ist,
v' und v'' unabhängig voneinander ganze Zahlen darstellen, mit der Maßgabe, daß das Verhältnis v'/v'' im Bereich von 0,001 bis 0,5 liegt, bevorzugt von 0,01 bis 0,3 und besonders bevorzugt von 0,015 bis 0,15.
M2 = H, Na oder K ist,
v' und v'' unabhängig voneinander ganze Zahlen darstellen, mit der Maßgabe, daß das Verhältnis v'/v'' im Bereich von 0,001 bis 0,5 liegt, bevorzugt von 0,01 bis 0,3 und besonders bevorzugt von 0,015 bis 0,15.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren haben den Vorteil, daß sie
Einkomponenten-Zusammensetzungen eine sehr gute Lagerstabilität
verleihen.
Des weiteren haben die erfindungsgemäßen Katalysatoren den Vor
teil, daß sie sich leicht in unvernetzte alkenyl- und SiH-
haltige Polysiloxansysteme einarbeiten lassen, was eine Grund
voraussetzung für ihre Anwendung in Einkomponenten-Zusammen
setzungen ist. Weiterhin lassen sich sowohl polare Übergangsme
tallverbindungen, wie Platin-II-chlorid, als auch unpolare, wie
Cyclooctadien-Platindichlorid, als katalytisch aktive Spezies
verwenden, was den universellen Einsatz der beschriebenen Kata
lysatoren ermöglicht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine halbmetall- oder metalloxidhaltige Kom
ponente E1 mit einer cyclodextrinhaltigen Komponente E2 und mit
einer übergangsmetallhaltigen Komponente E3 zur Reaktion ge
bracht werden.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können dabei nach beliebi
gen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wer
den.
So wird beispielsweise bei der erfindungsgemäßen Verfahrensva
riante V1 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysatoren
erst eine halbmetall- oder metalloxidhaltige Komponente E1 mit
einer cyclodextrinhaltigen Komponente E2 zur Reaktion gebracht,
und danach das Produkt mit einer übergangsmetallhaltigen Kompo
nente E3 belegt.
Die cyclodextrinhaltige Eduktkomponente E2 kann bei der Verfah
rensvariante V2 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Katalysa
toren auch erst mit der übergangsmetallhaltigen Komponente E3
belegt werden, bevor das Produkt anschließend mit der halbme
tall- oder metallhaltigen Eduktkomponente E1 umgesetzt wird.
Eine weitere Verfahrensvariante V3 zur Herstellung der erfin
dungsgemäßen Katalysatoren sieht vor, daß alle Eduktkomponenten
E1, E2 und E3 gleichzeitig zur Reaktion gebracht werden.
Für alle Verfahrensvarianten V1, V2 und V3 kann als Reaktions
medium ein Aerosol dienen, oder in Suspension bzw. in Lösung
gearbeitet werden. Das Reaktionsmedium hat den Zweck die Reak
tionspartner E1, E2 und E3 in engen Kontakt miteinander zu
bringen, damit eine chemische Reaktion zur kovalenten Anbindung
stattfinden kann.
Findet die Reaktion in einem Aerosol statt, so liegen eine Kom
ponente oder ein Gemisch zweier Komponenten in fester Form vor,
die mit einer oder zwei weiteren Reaktionskomponenten in Form
feinster Tröpfchen behandelt werden. Dies geschieht bevorzugt
bei Temperaturen zwischen -80°C und 200°C, aber maximal bis zum
Siedepunkt der flüssigen Komponente und besonders bevorzugt bei
20°C bis 150°C, maximal aber bis zum Siedepunkt der flüssigen
Komponente. Die tröpfchenförmige(n) Komponente(n) wird(werden)
insgesamt bevorzugt von 0,1 bis 200 Gewichtsteilen, besonders
bevorzugt von 1 bis 50 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf die
feste Reaktionskomponente eingesetzt.
Zur Erzeugung von feinsten Tröpfchen oder eines Dampfes durch
Versprühen aus einem niedrigviskosen Medium können die dazu
verwendeten Reaktionskomponenten auch vor dem Versprühen mit
einer oder mehreren weiteren flüssigen Verbindungen vermischt
werden, welche nicht an der chemischen Reaktion der Reaktions
partner teilnehmen.
Beispiele für solche flüsseigen Verbindungen sind die im fol
gendene für die Lösungs- und Suspensionsmittel angegebenen Bei
spiele.
Für die Reaktionsführung in Suspension oder in Lösung bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren werden zwei oder drei Reaktionskom
ponenten zusammen in einem flüssigen Medium, das Suspensions
mittel oder Lösungsmittel für eine oder mehrere Komponenten
darstellen kann, gerührt, oder ohne Rühren umgesetzt. Die dazu
verwendeten Komponenten werden jeweils in Mengen von bevorzugt
0,1 bis 200 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 1 bis 25 Ge
wichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile Lösungs- oder Suspensions
mittel eingesetzt. Die Umsetzung erfolgt bei Temperaturen von
bevorzugt -80°C bis 200°C, maximal aber bis zum Siedepunkt des
Suspensions- oder Lösungsmittels, und besonders bevorzugt bei
20°C bis 150°C, maximal aber bis zum Siedepunkt des Suspensions-
oder Lösungsmittels. Falls eine niedrigsiedende Reaktionskompo
nente eingesetzt wird, stellt deren Siedepunkt die maximal zu
applizierende Reaktionstemperatur dar.
Die Reaktionszeit beträgt vorzugsweise von 30 Sekunden bis 30
Tage, besonders bevorzugt von 1 Minute bis 24 Stunden und ins
besondere von 5 Minuten bis 6 Stunden.
Anschließend wird das Lösungsmittel destillativ abgetrennt, be
vorzugt bei erniedrigtem Druck.
In allen Verfahrensvarianten werden im Falle eines Aerosols als
Reaktionsmedium die Reaktionskomponenten E2 und/oder E3 als
diejenigen Reaktionspartner eingesetzt, welche vorteilhafter
weise als Aerosol versprüht werden. Im Falle der Komponente E2
muß vor dem Versprühen eine homogene Lösung von Komponente E2
in einem Lösungsmittel vorliegen. Die Löslichkeit der Komponen
te E2 in dem dazu nötigen Lösungsmittel ist mindestens 0,1 Ge
wichtprozent, bevorzugt mindestens 1 Gewichtsprozent und beson
ders bevorzugt mindestens 5 Gewichtsprozent, jeweils bei 20°C
und etwa 1013 hPa.
Falls die Reaktionskomponente E3 ebenfalls mit einer weiteren
Flüssigkeit vermischt wird, muß auch hier eine homogene Lösung
vorliegen. Die flüssige Co-Komponente richtet sich nach der
Löslichkeit der Komponente E3. Die Löslichkeit der Komponente
E3 in der flüssigen Co-Komponente ist hierbei mindestens 0,1
Gewichtprozent, bevorzugt mindestens 1 Gewichtsprozent und be
sonders bevorzugt mindestens 5 Gewichtsprozent, jeweils bei
20°C und etwa 1013 hPa.
Bei der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Reaktions
komponente E2 handelt es sich bevorzugt um einen Feststoff.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Reaktionskompo
nente E3 kann ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein. Bei
flüchtigen Feststoffen oder Flüssigkeiten als E3 kann E3 bei
den Verfahrensvarianten V2 und V3 auch in Form eines Dampfes
vorliegen.
Als Lösungs- oder Suspensionsmittel für die einzelnen Reakti
onskomponenten in allen drei Varianten eignen sich Kohlenwas
serstoffe und/oder deren Gemische, Ether, Ester, Alkohole, Was
ser, Amide, wie Dimethylformamid, Sulfoxide, wie Dimethylsulfo
xid, Ketone wie Methyl-iso-Butylketon, Halogenalkane, bevorzugt
Chloralkane, wie Chlormethane, z. B. Methylchlorid, Methylen
chlorid, Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff, oder auch Chlo
rethane, wie Trichlorethan oder Tetrachlorethylen.
Die Eduktkomponente E1, die in allen 3 Verfahren V1, V2 und V3
verwendet werden kann, enthält Einheiten der Formel
B1 dRbR2 cMO(w-d-b-c)/2 (III),
wobei die R, R2, M, b, c und w eine der oben beschriebenen Be
deutungen haben,
d 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), vorzugsweise 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1 bedeutet,
B1 einen M-gebundenen Rest der Formel
d 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1), vorzugsweise 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1 bedeutet,
B1 einen M-gebundenen Rest der Formel
(F1)f(G)p- (IV)
darstellt, wobei G die oben beschriebene Bedeutung hat,
F1 funktionelle Gruppen bedeuten, die befähigt sind, kovalente Bindungen mit der cyclodexrinhaltigen Eduktkomponente E2 aus zu bilden,
p 0 oder eine ganze Zahl ist, bevorzugt 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10, besonders bevorzugt 0, 1 oder 2, insbesondere 1, und
f 0 oder eine ganze Zahl ist,
mit der Maßgabe, daß die Summe d + b + c ≦ w-1 ist, die Edukt komponente E1 mindestens eine Einheit der Formel (III) mit d verschieden Null aufweist und p ≦ m ist.
F1 funktionelle Gruppen bedeuten, die befähigt sind, kovalente Bindungen mit der cyclodexrinhaltigen Eduktkomponente E2 aus zu bilden,
p 0 oder eine ganze Zahl ist, bevorzugt 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 10, besonders bevorzugt 0, 1 oder 2, insbesondere 1, und
f 0 oder eine ganze Zahl ist,
mit der Maßgabe, daß die Summe d + b + c ≦ w-1 ist, die Edukt komponente E1 mindestens eine Einheit der Formel (III) mit d verschieden Null aufweist und p ≦ m ist.
Vorzugsweise besteht die Eduktkomponente E1 aus Einheiten der
Formel (III), wobei besonders bevorzugt in mindestens 85 Pro
zent aller Einheiten der Formel (III) d gleich 0 ist.
Bevorzugt handelt es sich bei E1 um einen Feststoff.
Beispiele für funktionelle Gruppen F1 sind -OH, -ONa (oder ande
re Alkalimetalle), Aminogruppen wie NH2, -NHR1, -NR1 2, -NR1Na
(oder andere Alkalimetalle), -NHNa (oder andere Alkalimetalle),
-SH, -SNa (oder andere Alkalimetalle), -SR1, -CHO, -CH(OCH3)2,
-CH=CH2, aromatische Reste, wie Phenyl- und Naphthylrest,
-C(CH3)=CH2, OSO2-(C6H4)-CH3, -OSO2- (2,4,6-(C6H2) (CH3)3), α- und β-
OSO2-Naphthylreste, -OSO2-(C6H4)-Br, -I, -Br, -Cl, -F, -N3, -OSO2-
CF3, -OSO2-CCl3, -OSO2-CH3, -O(C=O)-CF3, -O(C=O)-CCl3, -O(C=O)-
CH3, -O=C=N, -S=C=N, -N=C=O, -N=C=S, -C∼N, -C∼N-O, -C∼N-S,
-C∼CH, -C∼CNa (oder andere Alkalimetalle), -NO, -NO2, -NHNH2,
-COOH, -COONa (oder andere Alkalimetalle), -CO-Cl (oder andere
Halogene), -COOR1, CONH2, CONHR1, -CONR1 2, -COR1, Säureanhydride,
wie -CO-C(=O)-, -S(=O)2R1, -S(=O)R1, -SO3H, -S(=O)2Cl (oder ande
re Halogene), -SO2-OR1, -S-C(NH2)=NH, -S-SO3Na (oder andere Alka
limetalle), -O-OH, -NH-OH; Diazoniumsalze, wie -N∼N⊕Cl- (oder
andere Halogene); Diazogruppen, wie -CHN=N oder -CR1N=N, Azo
gruppen, wie -N=NH und -N=NR1, Azoxygruppen, wie -N=N(O)R1,
Epoxygruppen, wie
Phosphoniumylide, wie
-C(R1)=P(R1)3, wobei R1 die obengenannte Bedeutung hat.
Verfahren zur Herstellung der Eduktkomponente E1 sind bekannt.
Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Eduktkomponente E1
durch Umsetzung der Komponente X1 aus Einheiten der Formel
XdRbR2 cMO(w-d-b-c)/2 (V),
wobei R, R2, b, c und d eine der oben dafür angegebenen Bedeu
tungen haben und X eine M-gebundene reaktive Gruppe bedeutet,
ausgewählt aus Halogenatom, wie -Cl, -Br oder -J, Pseudohalo
genatomen, wie -CN, oder einem Rest -ZR, mit Z gleich einem
Element der VI. Hauptgruppe, bevorzugt -O-, und R gleich der
oben genannten Bedeutung, bevorzugt Wasserstoffatom, wobei als
Rest X -Cl und -OH besonders bevorzugt sind,
mit der Komponente X2 der Formel
mit der Komponente X2 der Formel
(F1) (G)Y (VII),
wobei F1 direkt oder über eine Gruppe G, mit Komponente X1 che
misch verknüpft wird,
Y hat die Formel
Y hat die Formel
Rc'Xb'M- (VIII)
wobei M die obengenannte Bedeutung hat,
c' und b' jeweils gleich 1, 2 oder 3 und c' + b' = 3, R gleich der oben genannten Bedeutung und X' gleich der für X angegebe nen Bedeutung, wobei X' bevorzugt eine Alkoxygruppe, besonders bevorzugt eine Methoxy- oder Ethoxygruppe, darstellt.
c' und b' jeweils gleich 1, 2 oder 3 und c' + b' = 3, R gleich der oben genannten Bedeutung und X' gleich der für X angegebe nen Bedeutung, wobei X' bevorzugt eine Alkoxygruppe, besonders bevorzugt eine Methoxy- oder Ethoxygruppe, darstellt.
Beispiele für Komponente X2 der Formel (VII) sind carbinol-
funktionelle Silane, mit reaktiven Hydroxylgruppen, Carbon
säure-funktionelle Silane, Carbonyl-, Ester- und Ether
funktionelle Silane, Aminofunktionelle Alkoxysilane, unter die
sen bevorzugt 3-Aminopropyltrialkoxysilane wie 3-Aminopro
pyltrimethoxysilan und 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Amino
alkyl-aminopropylalkoxysilane, unter diesen bevorzugt 3-(2-
Aminoethyl) -aminopropyltrialkoxysilane wie 3-(2-Aminoethyl)-
aminopropyltrimethoxysilan und 3-(2-Aminoethyl)-aminopropyl
triethoxysilan, epoxyfunktionelle Alkoxysilane, unter diesen
bevorzugt 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 3-Glycidoxy
propyltriethoxysilan, säureanhydridfunktionelle Alkoxysilane,
unter diesen bevorzugt 3-(Trimethoxysilyl)propyl-bernstein
säureanhydrid und 3-(Triethoxysilyl)propyl-bernsteinsäure
anhydrid, mercaptofunktionelle Alkoxysilane, unter diesen be
vorzugt 3-Mercaptopropyl-trimethoxysilan und 3-Mercapto-propyl
triethoxysilan, halogenfunktionelle Alkoxysilane, unter diesen
bevorzugt 3-Chlorpropyl-trimethoxysilan und 3-Chlor-propyl
triethoxysilan, pseudohalogenfunktionelle Alkoxysilane, unter
diesen bevorzugt 3-Cyanopropyl-trimethoxysilan und 3-Cyano
propyl-triethoxysilan, wobei 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-
(2-Aminoethyl)-aminopropyltrimethoxysilan, 3-Glycidoxypropyl
tri(m)ethoxysilan und 3-(Trimethoxysilyl)propyl-bernsteinsäure
anhydrid besonders bevorzugt sind.
Beispiele für die zur Herstellung der erfindungsgemäß einge
setzten Eduktkomponente E1 verwendeten Komponente X1 der Formel
(V) sind feinstteilige anorganische Halbmetall- oder Metalloxi
de mit freien Hydroxylgruppen an der Oberfläche und der mittle
ren Primärteilchen-Partikelgröße von bis zu 1 µm, die wahlweise
noch organische Gruppen enthalten können. Derartige Halbmetall-
oder Metalloxide, die noch freie Hydroxylgruppen an ihrer Ober
fläche besitzen sind vorzugsweise Titandioxid, Aluminiumoxid
und Siliciumdioxide, wie Kieselsäuren, aber auch Partikel, wie
in EP 744 432 A1 beschrieben sind. Kieselsäure kann dabei durch
eine naßchemische Fällung oder pyrogen durch Flammenhydrolyse,
z. B. von Tetrachlorsilan, hergestellt worden sein.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente
E1 bevorzugt verwendeten Kieselsäuren weisen eine mittlere Pri
märteilchen-Partikelgröße von bis zu 250 nm auf, bevorzugt
kleiner als 100 nm, besonders bevorzugt eine mittlere Primär
teilchen-Partikelgröße von 2 bis 50 nm, insbesondere mit einer
spezifischen Oberfläche größer als 25 m2/g, bevorzugt von 50
m2/g bis 400 m2/g, besonders bevorzugt von 150 m2/g bis 250 m2/g
(gemessen nach der BET-Methode nach DIN 66131 und 66132). Es
können hydrophile oder bereits silylierte Kieselsäuren einge
setzt werden. Es können Fällungskieselsäuren eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt sind pyrogen hergestellte, hochdisperse
Kieselsäuren, die in bekannter Weise, wie beispielsweise in DE-
A 26 20 737 beschrieben, aus Siliciumhalogenverbindungen pyro
gen erzeugt werden. Sie werden unter anderem durch Hydrolyse
von Siliciumtertachlorid in einer Knallgasflamme hergestellt.
Die pyrogene Kieselsäure kann direkt aus dem Brenner kommen,
zwischengelagert oder bereits handelsüblich verpackt sein. Das
zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente E1
verwendete anorganische Oxid kann besonders bevorzugt ein anor
ganisches Oxid, z. B. Kieselsäure, sein, deren Oberfläche sily
liert wurde, wie solche, hergestellt nach DE-A 42 21 716 oder
EP-A 378 785. Derartige Kieselsäure kann frisch hergestellt
sein. Diese Kieselsäure kann jedoch auch als gelagerte oder
handelsüblich verpackte Kieselsäure eingesetzt werden.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Eduktkom
ponente E1 verwendeten Ausgangsstoffe X1 und X2 sind handelsüb
liche Produkte bzw. können nach in der Chemie gängigen Methoden
hergestellt werden.
Die Umsetzung von X1 mit X2 kann analog zur erfindungsgemäßen
Umsetzung von E1 mit E2 durchgeführt werden, was bereits oben
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben
ist.
Bei der Herstellung von E1 mit dem Aerosol als Reaktionsmedium
ist bevorzugt die Komponente X2 diejenige, die direkt oder un
ter Zusatz eines flüssigen Verdünnungsmittels, welches nicht an
der Reaktion teilnimmt, die versprüht wird, und Komponente X1,
diejenige, die als Feststoff vorgelegt wird.
Die Eduktkomponente E2 besteht aus einem Anteil an Cyclodextri
nen und/oder deren Abkömmlingen und einer oder mehreren daran
gebundenen reaktiven Gruppen F2, die befähigt sind, mit einer in
Formel (IV) beschriebenen funktionellen Gruppe F1, enthalten in
Eduktkomponente E1, unter Ausbildung einer chemischen Bindung
zu reagieren, und hat die Zusammensetzung
L'F2 (IX),
wobei
L' cyclodextrinhaltige Reste frei von Übergangsmetallen dar stellen und
F2 eine organische Gruppe bedeutet, die befähigt ist mit Rest F1 in Formel (IV) unter Ausbildung einer kovalenten Bindung zu reagieren.
L' cyclodextrinhaltige Reste frei von Übergangsmetallen dar stellen und
F2 eine organische Gruppe bedeutet, die befähigt ist mit Rest F1 in Formel (IV) unter Ausbildung einer kovalenten Bindung zu reagieren.
Beispiele für reaktive Gruppen F2 sind -OH, -ONa (oder andere
Alkalimetalle), -NH2, -NHNa (oder andere Alkalimetalle),
-O(CH2)y, -OH, -O(CH2)y, -ONa, -NH(CH2)y, -OH, -O(CH2)y, -NH2,
-NH(CH2)y, -NH2, -O(CH2)y, -CHO, -O(CH2)y, CH(OCH3)2, NH(CH2)y, -CHO,
-NH(CH2)y, CH(OCH3)2, -O-(para-C6H4) -CHO,
-O-(para-C6H4)-CH(OCH3)2, -OCH2-CH(OH) -CH2O-CH2-CH=CH2,
-OCH2-CH(OH)-CH2O-C(=O)-C(CH3)=CH2, -OCH2CH2-O-CH2-CH=CH2,
-OCH2CH2-O-C(=O)-C(CH3)=CH2, -O-C (=O) -CH=CH2,
-OCH2-CH(OH)-CH2O-C(=O)-CH=CH2, -OCH2CH2O-C(=O) -CH=CH2,
-OSO2-(C6H4)-CH3, OSO2-(2,4,6-(C6H2) (CH3)3), α- und β-
OSO2-Naphthylreste, -OSO2-(C6H4)-Br, -OC(=O) -CH=CH2,
-OC(=O)-C(CH3)=CH2, -NHC(=O)-CH=CH2, -NHC(=O)-C(CH3)=CH2, -I,
-Br, -Cl, -OSO2-CF3, -OSO2-CCl3, -OSO2-CH3, -O(C=O)-CF3,
-O(C=O)-CCl3, -O(C=O)-CH3, -OCH2-CH(OH)-CH2Cl, -OCH2-CH(OH) -CH2Br,
-O=C=N, -O-CH2-CH=CH2 O-CH=CH2 und Reste, wie sie in DE 44 29 229 A1
auf Seite 3 Zeile 1 bis Seite 4 Zeile 38 beschrieben
sind, wobei y' ganzzahlige Werte von 1 bis 8 annehmen kann, be
vorzugt den Wert 2.
In der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Eduktkompo
nente E2 kann die Zahl der F2-Gruppen pro Glucoseeinheit des Cy
clodextrin(derivat)s eine beliebige Zahl von 0,1 bis 3 anneh
men, bevorzugt von 0,2 bis 1,0 und besonders bevorzugt von 0,3
bis 0,5.
Bei der übergangsmetallhaltigen Eduktkomponente E3 handelt es
sich um die gleichen Übergangsmetallverbindungen bzw.
-komplexe, die oben im Zusammenhang mit Rest L aufgeführt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und mit ihm alle Verfahrensva
rianten V1, V2 und V3 können in diskontinuierlicher als auch in
kontinuierlicher Fahrweise durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren werden bevorzugt nach Ver
fahrensvariante V1 hergestellt.
Die erfindungsgemäßen Katalysatoren können für alle Anwendungen
eingesetzt werden, für die auch bisher übergangsmetallhaltige
Stoffe verwendet wurden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind hitzehärtbare Zusam
mensetzungen enthaltend
- (A) aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen aufweisende Organosiliciumverbindungen,
- (B) Si-gebundenen Wasserstoff aufweisende Organosiliciumver bindungen oder anstelle von (A) und (B)
- (C) Organosiliciumverbindungen, die sowohl aliphatische Koh lenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen als auch Si gebundenen Wasserstoff aufweisen,
- (D) einer ausreichenden Menge an erfindungsgemäßem Katalysator und gegebenenfalls weitere Stoffe.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen von dem Begriff Or
ganopolysiloxane sowohl polymere, oligomere wie auch dimere Si
loxane mitumfaßt werden.
Hitzehärtbare Organopolysiloxanzusammensetzungen sind bereits
bekannt.
Bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen kann es sich um
Einkomponenten-Organopolysiloxanmassen wie auch um Zweikompo
nenten-Organopolysiloxanmassen handeln.
Üblicherweise werden die Bestandteile (A), (B) bzw. (C) und (D)
in zwei Komponenten bereitgestellt, von denen eine die alipha
tische Mehrfachbindungen aufweisende Verbindung enthält, wäh
rend in der anderen die Silicium-Wasserstoff-Bindungen enthal
tende Vernetzerverbindung vorhanden ist, weil die Vernetzung
normalerweise schon beim Mischen der Komponenten beginnt. Im
Falle der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können die Kompo
nenten (A) und (B) bzw. (C) zusammen mit dem erfindungsgemäßen
Katalysator (D) zu einer Masse vermengt werden, die bei Raum
temperatur lagerstabil ist.
Als Organosiliciumverbindungen (A), die Kohlenstoff-
Kohlenstoff-Mehrfachbindungen aufweisen, werden vorzugsweise
lineare oder verzweigte Organopolysiloxane aus Einheiten der
allgemeinen Formel
R4 gR5 hSiO(4-g-h)/2 (X)
verwendet, wobei
R4 gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, von aliphatischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen freien, SiC-gebundenen, gegebenenfalls substituierten Koh lenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet,
R5 gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, SiC-gebundenen Kohlenwasserstoffrest mit aliphatischer Koh lenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung mit 2 bis 12 Kohlen stoffatomen bedeutet,
g 0, 1, 2 oder 3 ist,
h 0, 1, 2 oder 3 ist,
mit der Maßgabe, daß die Summe g+h ≦ 3 ist und durchschnittlich mindestens 1 Rest R5 pro Molekül, bevorzugt mindestens 2 Reste pro Molekül, vorliegen.
R4 gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, von aliphatischen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen freien, SiC-gebundenen, gegebenenfalls substituierten Koh lenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet,
R5 gleich oder verschieden sein kann und einen einwertigen, SiC-gebundenen Kohlenwasserstoffrest mit aliphatischer Koh lenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung mit 2 bis 12 Kohlen stoffatomen bedeutet,
g 0, 1, 2 oder 3 ist,
h 0, 1, 2 oder 3 ist,
mit der Maßgabe, daß die Summe g+h ≦ 3 ist und durchschnittlich mindestens 1 Rest R5 pro Molekül, bevorzugt mindestens 2 Reste pro Molekül, vorliegen.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Organosiliciumver
bindungen (A) um solche der Formel
R5 xSiR4 3-xO(SiR4 2O)k(SiR5R4O)l(SiR5 2O)ySiR4 3-xR5 x (XI)
wobei R4 und R5 die oben dafür angegebene Bedeutung haben,
x 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 1, bedeutet,
k 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 1500 ist,
y 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist und
l 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 200 ist,
mit der Maßgabe, daß die Siloxane der Formel (XI) pro Molekül mindestens zwei Reste R5 aufweisen und die einzelnen Silox aneinheiten beliebig im Molekül verteilt sein können.
x 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 1, bedeutet,
k 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 1500 ist,
y 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist und
l 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 200 ist,
mit der Maßgabe, daß die Siloxane der Formel (XI) pro Molekül mindestens zwei Reste R5 aufweisen und die einzelnen Silox aneinheiten beliebig im Molekül verteilt sein können.
Organosiliciumverbindungen (A) können auch Siloxancopolymere,
wie sie in US-A 5,241,034 und in DE-A 195 22 144 beschrieben
sind und die aus Siloxanblöcken und Kohlenwasserstoffblöcken
bestehen, verwendet werden.
Die Organosiliciumverbindungen (A) haben bevorzugt eine Visko
sität von 10 bis 10 000 000 mm2/s, besonders bevorzugt von 100
bis 1 000 000 mm2/s, insbesondere 100 bis 10 000 mm2/s, im spe
ziellen 100 bis 500 mm2/s, jeweils bei 25°C.
Beispiele für die Reste R4 sind die für Rest R oben angegebenen
Beispiele für Alkylreste, Cycloalkylreste, Arylreste, Alkyla
rylreste und Arylalkylreste.
Beispiele für aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfach
bindungen enthaltende Reste R5 sind Alkenylreste, wie der Vinyl-
und der Allylrest, der Methallylrest, der 1-Propenylrest, der
5-Hexenylrest, der 2,4-Divinylcyclohexylrest, der 3,4-
Divinylcyclohexylethylrest, der 2-Propenylrest, der
3-Butenylrest, der 4-Pentenylrest, der Butadienylrest, der He
xadienylrest, der Cyclopentenyl- und der Cyclohexenylrest, der
Cyclopentadienyl- und der Cyclohexadienylrest und Alkinylreste,
wie der Ethinylrest, der Propargylrest, der 3-Butinylrest und
der 2-Propinylrest.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R5 um den Vinylrest.
Als Organosiliciumverbindungen (B), die Si-gebundenen Wasser
stoff aufweisen, werden vorzugsweise lineare, cyclische oder
verzweigte Organopolysiloxane aus Einheiten der allgemeinen
Formel
R4 tHuSiO(4-t-u)/2 (XII)
verwendet, wobei
R4 gleich oder verschieden sein kann und die oben angegebene Bedeutung hat,
t 0, 1, 2 oder 3 ist,
u 0, 1 oder 2 ist,
mit der Maßgabe, daß die Summe t+u ≦ 3 ist und durchschnittlich mindestens 1 Si-gebundenes Wasserstoffatom pro Molekül, bevor zugt mindestens 2 Si-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül, vorliegen.
R4 gleich oder verschieden sein kann und die oben angegebene Bedeutung hat,
t 0, 1, 2 oder 3 ist,
u 0, 1 oder 2 ist,
mit der Maßgabe, daß die Summe t+u ≦ 3 ist und durchschnittlich mindestens 1 Si-gebundenes Wasserstoffatom pro Molekül, bevor zugt mindestens 2 Si-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül, vorliegen.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Organosiliciumver
bindungen (B) um solche der Formel
HvSiR4 3-vO(SiR4 2O)k'(SiHR4O)l'(SiH2O)y'SiR4 3-vHv (XIII),
wobei R4 die oben dafür angegebene Bedeutung hat,
v 0, 1 oder 2, bevorzugt 1, bedeutet,
k' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 1500 ist,
y' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist und
l' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 200 ist,
mit der Maßgabe, daß die Siloxane der Formel (XIII) pro Molekül mindestens 1 Si-gebundenes Wasserstoffatom pro Molekül, bevor zugt mindestens 2 Si-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül, vorliegen.
v 0, 1 oder 2, bevorzugt 1, bedeutet,
k' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 1500 ist,
y' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist und
l' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 200 ist,
mit der Maßgabe, daß die Siloxane der Formel (XIII) pro Molekül mindestens 1 Si-gebundenes Wasserstoffatom pro Molekül, bevor zugt mindestens 2 Si-gebundene Wasserstoffatome pro Molekül, vorliegen.
Die Organosiliciumverbindungen (B) haben vorzugsweise eine Vis
kosität von 1 bis 100 000 mm2/s, besonders bevorzugt 10 bis
5 000 mm2/s, insbesondere 10 bis 100 mm2/s, jeweils bei 25°C.
Die Organosiliciumverbindungen (B) enthalten vorzugsweise min
destens 0,04 bis 2,5 Gewichts-%, besonders bevorzugt 0,8 bis
1,7 Gewichts-% Si-gebundenen Wasserstoff.
Die Organosiliciumverbindungen (B) werden vorzugsweise in Men
gen von 0,8 bis 3,0 Grammatom, besonders bevorzugt 1,5 bis 2,5
Grammatom, Si-gebundenen Wasserstoff je Mol Si-gebundene Reste
mit aliphatischer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung in
der Organosiliciumverbindung (A) eingesetzt.
Als Organosiliciumverbindungen (C), die sowohl Si-gebundenen
Wasserstoff, als auch aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-
Mehrfachbindungen aufweisen und anstelle von (A) und (B) ver
wendet werden können, werden vorzugsweise solche aus Einheiten
der Formeln
R4 x''R5SiO(3-x'')/2
R4 y''SiO(4-y'')/2
R4 z''HSiO(3-z'')/2
verwendet, wobei
R4 und R5 die oben angegebene Bedeutung haben,
x'' 0, 1 oder 2 ist,
y'' 0, 1, 2 oder 3 ist,
z'' 0, 1 oder 2 ist,
mit der Maßgabe, daß durchschnittlich je Molekül mindestens 1 Si-gebundenes Wasserstoffatom, bevorzugt mindestens 2 Si gebundene Wasserstoffatome, und zusätzlich durchschnittlich pro Molekül mindestens 1 Rest R5, bevorzugt mindestens 2 Reste R5, vorliegen.
R4 und R5 die oben angegebene Bedeutung haben,
x'' 0, 1 oder 2 ist,
y'' 0, 1, 2 oder 3 ist,
z'' 0, 1 oder 2 ist,
mit der Maßgabe, daß durchschnittlich je Molekül mindestens 1 Si-gebundenes Wasserstoffatom, bevorzugt mindestens 2 Si gebundene Wasserstoffatome, und zusätzlich durchschnittlich pro Molekül mindestens 1 Rest R5, bevorzugt mindestens 2 Reste R5, vorliegen.
Beispiele für Organosiliciumverbindungen (C) sind Organopolysi
loxane aus SiO4/2-, (R4)3SiO1/2-, (R4)2HSiO1/2- und (R4)2R5Si1/2-
Einheiten, sogenannte MQ-Harze, wobei diese Harze T-Einheiten
(R4SiO3/2) und D-Einheiten ((R4)2SiO) enthalten können.
Die Organosiliciumverbindungen (C) haben vorzugsweise eine Vis
kosität von 100 bis 100 000 mm2/s bei 25°C aufweisen bzw. sind
Feststoffe mit Molekulargewichten von 5000 bis 50000 g/mol.
Organosiliciumverbindungen (A), (B) und (C) sind handelsübliche
Produkte oder nach in der Siliciumchemie gängigen Methoden her
stellbar.
Die erfindungsgemäßen Massen enthalten erfindungsgemäße Kataly
satoren (D) in solchen Mengen, daß ein Übergangsmetallgehalt
von vorzugsweise 1 bis 5000 Gewichts-ppm (= Gewichtsteile je
Million Gewichtsteile), insbesondere 10 bis 1000 Gewichts-ppm,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, resultiert.
Außer den Komponenten (A) bis (D) können die erfindungsgemäßen
härtbaren Zusammensetzungen noch alle weiteren Stoffe enthal
ten, die auch bisher zur Herstellung von additionsvernetzbaren
Massen eingesetzt wurden, wie beispielsweise (E) Füllstoffe,
(F) Inhibitoren, (G) Haftvermittler, (H) andere Siloxane als
Siloxan (A), (B) oder (C), (I) Additive, (K) Farbstoffe, (L)
Weichmacher und (M) Kettenverlängerer.
Falls die erfindungsgemäßen Massen (E) Füllstoffe enthalten,
handelt es sich bevorzugt um Mengen von 5 bis 100 Gewichtstei
len Füllstoffe, bezogen auf die eingesetzte Menge an Siloxan
(A).
Beispiele für Füllstoffe (E) sind SiO2 in Form von pyrogener
oder gefällter hochdisperser Kieselsäure, hydrophobierte Kie
selsäure, Quarzmehl, Silikonharze, Diatomeenerde, Asbest, Li
thopone, Zirkoniumsulfat, Calciumcarbonat, Glasfasern, Chro
moxide, Zirkoniumoxide, Al2O3, FeO, Fe2O3, TiO2, ZnO, MgO, Ruß,
Graphit, Kohle, Korkmehl, Fischmehl, Baumwolle usw., aber auch
Aluminiumsilikate und Schichtsilikate wie Tone, Benitonite,
Montmorillonite oder Mischungen aus diesen Füllstoffen.
Bevorzugt sind Kieselsäure-haltige Füllstoffe oder Mischungen
daraus.
Gegebenenfalls können ein oder mehrere Inhibitoren (F), die die
Reaktion zwischen Si-gebundenem Wasserstoff mit aliphatischer
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung bei Raumtemperatur ver
zögern, zugesetzt werden, um die optimale Lagerstabilität bei
Raumtemperatur zu erreichen, ohne aber die Vernetzung bei er
höhter Temperatur zu verzögern.
Derartige Inhibitoren (F) sind durch Hitze deaktivierbare Inhi
bitoren, oder sie sind ausreichend flüchtig, um aus den Organo
siloxanzusammensetzungen bei höherer Temperatur ausgetrieben zu
werden. Organische Verbindungen mit mindestens einer -C∼C-
Bindung, welche sich durch hohe Flüchtigkeit auszeichnen, sind
z. B. in GB-A 1141868 beschrieben.
Falls Inhibitor (F) eingesetzt wird, ist die Zugabe von 1-
Ethinyl-cyclohexanol bevorzugt.
Vorzugsweise wird in den erfindungsgemäßen Massen Inhibitor (F)
eingesetzt, wobei es sich dabei um Mengen von vorzugsweise
0,001 bis 5 Gewichtsprozent, besonders bevorzugt 0,1 bis 2 Ge
wichtsprozent, bezogen auf die erfindungsgemäße Masse, handelt.
Bei den anderen, gegebenenfalls in den erfindungsgemäßen Massen
anwesenden Stoffe, wie (G) Haftvermittler, (H) andere Siloxane
als Siloxan (A), (B) oder (C), (I) Additive (K) Farbstoffe, (L)
Weichmacher und (M) Kettenverlängerer, kann es sich um die glei
chen Zusätze handeln, die auch bisher in additionsvernetzbare
Massen eingesetzt wurden.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Massen keine über
die Komponenten (A) bis (M) hinausgehenden Bestandteile, beson
ders bevorzugt keine über die Komponenten (A) bis (F) hinausge
henden Bestandteile.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Komponenten (A) bis (M)
kann es sich jeweils um eine einzelne Art einer solchen Kompo
nente, wie auch um ein Gemisch aus mindestens zwei verschiede
nen Arten einer solchen Komponente handeln.
Die erfindungsgemäßen Massen haben eine Viskosität von vor
zugsweise 1 000 bis 10 000 000 mm2/s, besonders bevorzugt von
10 000 bis 2 000 000 mm2/s, insbesondere 10 000 bis 1 000 000
mm2/s, jeweils bei 25°C.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Massen kann nach bekann
ten Verfahren, wie beispielsweise durch einfaches Mischen der
einzelnen Komponenten, erfolgen.
Die erfindungsgemäßen durch Anlagern von Si-gebundenem Wasser
stoff an aliphatische Mehrfachbindung vernetzbaren Massen kön
nen unter den gleichen Bedingungen vernetzen gelassen werden,
wie die bisher bekannten durch Hydrosilylierungsreaktion ver
netzbaren Massen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Tempe
raturen von 50 bis 250°C, besonders bevorzugt von 130 bis
190°C, und einem Druck von 900 bis 1100 hPa. Es können aber
auch höhere oder niedrigere Temperaturen und Drücke angewendet
werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Form
körper hergestellt durch Vernetzung der erfindungsgemäßen Mas
sen.
Die erfindungsgemäßen Massen können überall, wo auch bisher
Massen auf der Grundlage von Organopolysiloxanen mit Si
gebundenem Wasserstoff und aliphatisch ungesättigten Resten
eingesetzt werden, angewandt werden, wie z. B. als Einbettungs
massen für elektrische oder elektronische Vorrichtungen, als
Kabel, als Abformmassen, im Textilbereich z. B. bei Airbag-
Beschichtungen, als Beschichtungsmassen oder zur Herstellung
von Formkörpern, z. B. im Spritzgußverfahren, Vakuumextrusions
verfahren, Extrusionsverfahren, Formgießen und Formpressen.
Die erfindungsgemäßen vernetzbaren Massen haben den Vorteil,
daß sie als Einkomponenten-Zusammensetzungen bei höheren Tempe
raturen spontan aushärten, während sie bei Raumtemperatur eine
ausgezeichnete Lagerstabilität besitzen.
Die als Komponente (D) in den erfindungsgemäßen vernetzbaren
Massen eingesetzten Einschlussverbindungen aus an metall- oder
halbmetalloxidhaltigen Trägern gebundenen Cyclodextrinen und
Übergangsmetallkomplexen bzw. -verbindungen stellen latente Ka
talysatoren dar, die es erlauben, hitzehärtbare Einkomponenten-
Zusammensetzungen aus Polysiloxanen mit sehr guter Raumtempera
tur-Lagerstabilität herzustellen, die bei Temperaturen ab 150°C
spontan aushärten.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen vernetzbaren Massen
ist es von großem Vorteil, daß sich der Platinkatalysator (D)
sehr leicht einarbeiten läßt, ohne daß es zu einer Entmischung
kommt, was einer einheitlichen Aushärtung entgegenstehen würde.
In den nachstehend beschriebenen Beispielen beziehen sich alle
Angaben von Teilen und Prozentsätzen, falls nicht anders ange
geben, auf das Gewicht. Sofern nicht anders angegeben, werden
die nachstehenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden At
mosphäre, also etwa bei 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also
bei etwa 20°C, bzw. bei einer Temperatur, die sich beim Zusam
mengeben der Reaktanden bei Raumtemperatur ohne zusätzliche
Heizung oder Kühlung einstellt, durchgeführt.
Im folgenden beziehen sich alle Viskositätsangaben auf eine
Temperatur von 25°C.
Zur Bestimmung der Gelzeit wird das Gemisch aus (A), (B) und
(D) bei der gewünschten Temperatur in einem sogenannten Gelti
mer zur Vernetzung gebracht. Dabei gibt die Gelzeit den Zeit
punkt an, wo ein zunächst verzweigtes Polymeres in ein vernetz
tes Polymersystem übergeht.
Die jeweiligen Gelzeiten werden bei Raumtemperatur, 40°C, 120°C
und 150°C mit einem Geltimer "Gelnorm" der Fa. Diachema AG be
stimmt.
In den folgenden Beispielen werden 100 g eines vinyldimethyl
silylterminierten Dimethylpolysiloxanes mit einer Viskosität
von 20 000 mm2/s, 3 g eines trimethylsilylterminierten Dime
thyl/Methylhydrogenpolysiloxanes mit einer Viskosität von 120
mm2/s und einem Gehalt an Si-gebundenem Wasserstoff von 0,35 Ge
wichtsprozent sowie 10 ppm Platin in Form der in den Beispielen
beschriebenen Platinkatalysatoren vermischt und die Lagerstabi
lität bei den angegebenen Temperaturen sowie die Vulkanisation
stemperatur bestimmt. Als Initiator wird dem beschriebenen Ge
misch vor den Messungen jeweils 0,1 Gewichtsprozent Ethinylcy
clohexanol zugesetzt.
200 g einer hydrophoben pyrogenen Kieselsäure, hergestellt
durch Silylierung einer hydrophilen pyrogenen Kieselsäure mit
einer spezifischen Oberfläche nach BET von 300 m2/g mit Hexame
thyldisilazan in Gegenwart von Wasser nach DE-A 38 39 900, wer
den durch Rühren mit einem feinen Nebel von 12,6 g N-(2-
Aminoethyl-3-aminopropyl-triethoxysilan, gelöst in 25,2 g Was
ser, vermischt und dann 30 Minuten gerührt, sodann 25 g Mono
chlortriazin-β-Cyclodextrin in 75 g Wasser durch Aufsprühen zu
gefügt und wiederum 30 Minuten gerührt. Anschließend wird bei
140°C während 2 Stunden unter N2 getrocknet. Es werden 228 g KS1
als weißer pulverförmiger Feststoff erhalten:
Kohlenstoffgehalt = 8,3%
BET-Oberfläche = 151 m2/g
Flüchtige Bestandteile bei 230°C/2 Stunden = 7,1%
Kohlenstoffgehalt = 8,3%
BET-Oberfläche = 151 m2/g
Flüchtige Bestandteile bei 230°C/2 Stunden = 7,1%
5,0 g der oben erhaltenen Kieselsäure-Cyclodextrin-Verbindung
KS1 werden in 50 g Tetrahydrofuran (THF) bei 60°C vorgelegt.
Nun werden 172 mg (Cyclooctadien)-platin(II)chlorid (0,46 mmol
Pt) zu der 60°C heißen Lösung gegeben und 6 Stunden bei dieser
Temperatur gerührt. Anschließend wird das Lösungsmittel bei 40°C
im Ölpumpenvakuum abdestilliert und der Rückstand bei 50°C
im Ölpumpenvakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Der er
haltene weiße Feststoff (4,2 g) hat einen Pt-Gehalt von 1,8%.
Die Herstellung der vernetzbaren Organopolysiloxanmasse ist
oben beschrieben.
Vulkanisationstemperatur: 139°C
5,0 g der Kieselsäure-Cyclodextrin-Verbindung KS1, deren Her
stellung in Beispiel 1 beschrieben wird, werden in 50 g Te
trahydrofuran (THF) bei 60°C vorgelegt. Nun werden 8,2 g einer
Lösung von Acetylacetonyl-cyclooctenyl-platin(II)-acetylace
tonat in Methylisobutylketon (0,46 mmol Pt) zu der 60°C heißen
Lösung gegeben und 6 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. An
schließend wird des Lösungsmittel bei 50°C im Ölpumpenvakuum
abdestilliert und der Rückstand bei 50°C im Ölpumpenvakuum bis
zur Gewichtskonstanz getrocknet. Der erhaltene weiße Feststoff
(4,9 g) hat einen Pt-Gehalt von 1,9%.
Die Herstellung der vernetzbaren Organopolysiloxanmasse ist
oben beschrieben.
Vulkanisationstemperatur: 150°C
100 g einer hydrophoben pyrogenen Kieselsäure, hergestellt
durch Silylierung einer hydrophilen pyrogenen Kieselsäure mit
einer spezifischen Oberfläche nach BET von 300 m2/g mit Dime
thyldichlorsilan in Gegenwart von Wasser und Methanol nach DE-A
42 40 741, werden bei Raumtemperatur und Normaldruck durch Rüh
ren mit einem feinen Nebel von 12,6 g N-(2-Aminoethyl)-3-amino
propyl-triethoxysilan, gelöst in 25,2 g Wasser, vermischt und
dann 30 Minuten gerührt, sodann 25 g Monochlortriazin-β-
Cyclodextrin in 75 g Wasser durch Aufsprühen zugefügt und wie
derum 30 Minuten gerührt. Anschließend wird bei 140°C während 2
Stunden unter N2 getrocknet. Es werden 149 g eines weißen pul
verförmigen Feststoffs erhalten.
Kohlenstoffgehalt = 9,5%
BET-Oberfläche = 180 m2/g
Flüchtige Bestandteile bei 230°C/2 Stunden = 7,0%
Kohlenstoffgehalt = 9,5%
BET-Oberfläche = 180 m2/g
Flüchtige Bestandteile bei 230°C/2 Stunden = 7,0%
5,0 g der oben hergestellten Kieselsäure-Cyclodextrin-
Verbindung KS2 werden in 100 g THF bei 60°C vorgelegt. Nun wer
den 187 mg (Cyclooctadien)-platin(II)chlorid (0,50 mmol Pt) der
60°C heißen Lösung zugegeben und 6 Stunden bei dieser Tempera
tur gerührt. Anschließend wird das Lösungsmittel bei 40°C im
Ölpumpenvakuum abdestilliert und der Rückstand bei 50°C im Öl
pumpenvakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Der erhaltene
weiße Feststoff (4,9 g) hat einen Pt-Gehalt von 1,7%.
Die Herstellung der vernetzbaren Organopolysiloxanmasse ist
oben beschrieben.
Vulkanisationstemperatur: 134°C
5,0 g der Kieselsäure-Cyclodextrin-Verbindung KS2, deren Her
stellung in Beispiel 3 beschrieben ist, werden in 100 g THF bei
60°C vorgelegt. Nun werden 9,5 g einer Lösung von Acetyla
cetonyl-cyclooctenyl-platin(II)-acetylacetonat in Methylisobu
tylketon (0,50 mmol Pt) der 60°C heißen Lösung zugegeben und 6
Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Anschließend wird das
Lösungsmittel bei 40°C im Ölpumpenvakuum abdestilliert und der
Rückstand bei 50°C im Ölpumpenvakuum bis zur Gewichtskonstanz
getrocknet. Der erhaltene weiße Feststoff (4,6 g) hat einen Pt-
Gehalt von 1,3%.
Die Herstellung der vernetzbaren Organopolysiloxanmasse ist
oben beschrieben.
Vulkanisationstemperatur: 139°C
100 g einer hydrophilen pyrogenen Kieselsäure mit einer spezi
fischen Oberfläche nach BET von 300 m2/g (käuflich erhältlich
unter der Bezeichnung Wacker HDK® T30 bei der Wacker-Chemie
GmbH) werden durch Rühren mit einem feinen Nebel von 30 g Was
ser und 30 g 3-Aminopropyl-triethoxysilan belegt. Nach weiteren
30 minütigem Rühren wird das Produkt bei 140°C unter Stickstoff
für 2 Stunden von allen flüchtigen Stoffen befreit. Es werden
105 g eines weißen pulverförmigen Feststoffs erhalten.
100 g dieses pulverförmigen Feststoffs werden durch Rühren mit
einem feinen Nebel von 6,9 g Tri-iso-octylamin und mit 100 g
einer 25%igen wäßrigen Lösung von Monochlortriazin-β-Cyclo
dextrin belegt. Nach 30 minütigem Rühren wird das Produkt bei
140°C unter Stickstoff 2 Stunden lang im Trockenschrank von al
len flüchtigen Stoffen befreit. Man erhält 131 g KS3 als weißen
pulverförmigen Feststoff.
Kohlenstoffgehalt = 14,4%
BET-Oberfläche = 92 m2/g
Flüchtige Bestandteile bei 230°C/2 Stunden = 13,5%
Kohlenstoffgehalt = 14,4%
BET-Oberfläche = 92 m2/g
Flüchtige Bestandteile bei 230°C/2 Stunden = 13,5%
5,0 g der Kieselsäure-Cyclodextrin-Verbindung KS3 werden in 50
g destilliertem Wasser bei 60°C vorgelegt. Nun werden 222 mg
Hexachloroplatinsäure (0,54 mmol Pt) zu der 60°C heißen Lösung
gegeben und 6 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Anschlie
ßend wird über eine Saugnutsche filtriert und die Hälfte des
Filterrückstandes bei 150°C im Ölpumpenvakuum bis zur Gewichts
konstanz getrocknet. Der erhaltene gräuliche Feststoff (1,8 g)
hat einen Pt-Gehalt von 2,0%.
Die Herstellung der vernetzbaren Organopolysiloxanmasse ist
oben beschrieben.
Vulkanisationstemperatur: 156°C
5,0 g der Kieselsäure-Cyclodextrin-Verbindung KS3, deren Her
stellung in Beispiel 5 beschrieben wird, werden in 50 g destil
liertem Wasser bei 60°C vorgelegt. Nun werden 183 mg Pla
tin(IV)chlorid (0,54 mmol Pt) zu der 60°C heißen Lösung gegeben
und 6 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Anschließend wird
über eine Saugnutsche filtriert und die Hälfte des Filterrück
standes bei 50°C im Ölpumpenvakuum bis zur Gewichtskonstanz ge
trocknet. Der erhaltene gelbe Feststoff (5,1 g) hat einen Pt-
Gehalt von 1,7%.
4,6 g dieser Verbindung werden mit 96 g Isopropanol 7 Stunden
bei 110°C extrahiert und anschließend bei 50°C im Ölpumpenvaku
um getrocknet. Als Produkt erhält man einen gelben Feststoff
(3,8 g) mit einem Pt-Gehalt von 1,9%.
Die Herstellung der vernetzbaren Organopolysiloxanmasse ist
oben beschrieben.
Vulkanisationstemperatur: 149°C
Als Katalysator wird im Standardtest (s. o.) Hexachloroplatin
säure verwendet.
Die Herstellung der vernetzbaren Organopolysiloxanmasse ist
oben beschrieben.
Vulkanisationstemperatur: 120°C
Claims (10)
1. Die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphati
sche Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung fördernder Über
gangsmetallkatalysator, der eine Einschlußverbindung einer
Übergangsmetallverbindung bzw. eines Übergangsmetallkomplexes
mit einer Verbindung darstellt, die mindestens eine Cyclodex
trineinheit enthält, wobei die Einschlußverbindung an minde
stens eine metalloxidhaltige und/oder halbmetalloxidhaltige
Gruppe gebunden ist.
2. Katalysatoren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie Einheiten der Formel
A'a'AaRbR2 cMO(w-a-a'-b-c)/2 (I),
wobei
w die Wertigkeit des Halbmetall- bzw. Metallatoms darstellt und eine ganze Zahl von 1 bis 8 bedeutet,
R gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Was serstoffatom oder einen M-gebundenen einwertigen, substitu ierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest bedeu tet,
R2 gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Ha logenatom oder einen M-gebundenen Rest der Formel -OR1 be deutet, wobei R1 ein Kohlenwasserstoffrest ist, der durch ein oder mehrere Ethersauerstoffatome substituiert sein kann,
A M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste der Formel (II) dar stellen,
A' M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste, die frei sind von Übergangsmetallverbindungen bzw. -komplexen,
M gleiche oder verschiedene Metall- oder Halbmetallatome mit der Wertigkeit w sind, wie beispielsweise Fe, Si, Ti, Zr, Hf, Al, B, Mg, Be, Ca, Ge, Sb, Sn, Pb,
a 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet,
a' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet,
b 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet und
c 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet, mit der Maßgabe, daß die Summe a + a' + b + c ≦ w-1 ist sowie der erfindungsgemäße Katalysator mindestens eine Einheit der Formel (I) mit a verschieden Null aufweist.
A'a'AaRbR2 cMO(w-a-a'-b-c)/2 (I),
wobei
w die Wertigkeit des Halbmetall- bzw. Metallatoms darstellt und eine ganze Zahl von 1 bis 8 bedeutet,
R gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Was serstoffatom oder einen M-gebundenen einwertigen, substitu ierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest bedeu tet,
R2 gleich oder verschieden sein kann und ein M-gebundenes Ha logenatom oder einen M-gebundenen Rest der Formel -OR1 be deutet, wobei R1 ein Kohlenwasserstoffrest ist, der durch ein oder mehrere Ethersauerstoffatome substituiert sein kann,
A M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste der Formel (II) dar stellen,
A' M-gebundene cyclodextrinhaltige Reste, die frei sind von Übergangsmetallverbindungen bzw. -komplexen,
M gleiche oder verschiedene Metall- oder Halbmetallatome mit der Wertigkeit w sind, wie beispielsweise Fe, Si, Ti, Zr, Hf, Al, B, Mg, Be, Ca, Ge, Sb, Sn, Pb,
a 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet,
a' 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet,
b 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet und
c 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis (w-1) bedeutet, mit der Maßgabe, daß die Summe a + a' + b + c ≦ w-1 ist sowie der erfindungsgemäße Katalysator mindestens eine Einheit der Formel (I) mit a verschieden Null aufweist.
3. Katalysatoren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß es sich um solche aus Einheiten der Formel
A'a'AaRbSiO4-a-a'-b/2 handelt, wobei a, a', b, A, A' oben genannte
Bedeutung haben, mit der Maßgabe, daß die Summe a + a' + b ≦ 3
ist sowie mindestens ein Rest A anwesend ist.
4. Katalysatoren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um solche bestehend
aus Einheiten der Formel (I) handelt, wobei in mindestens 85
Prozent aller Einheiten der Formel (I) die Summe aus a + a'
gleich 0 ist.
5. Verfahren zur Herstellung der Katalysatoren gemäß einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine halbmetall- oder metalloxidhaltige Komponente E1 mit
einer cyclodextrinhaltigen Komponente E2 und mit einer über
gangsmetallhaltigen Komponente E3 zur Reaktion gebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
erst eine halbmetall- oder metalloxidhaltige Komponente E1 mit
einer cyclodextrinhaltigen Komponente E2 zur Reaktion gebracht,
und danach das Produkt mit einer übergangsmetallhaltigen Kompo
nente E3 belegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
cyclodextrinhaltige Eduktkomponente E2 erst mit der über
gangsmetallhaltigen Komponente E3 belegt werden kann, bevor das Pro
dukt anschließend mit der halbmetall- oder metallhaltigen
Eduktkomponente E1 umgesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß al
le Eduktkomponenten E1, E2 und E3 gleichzeitig zur Reaktion ge
bracht werden.
9. Hitzehärtbare Zusammensetzungen enthaltend
- (A) aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen aufweisende Organosiliciumverbindungen,
- (B) Si-gebundenen Wasserstoff aufweisende Organosiliciumver bindungen oder anstelle von (A) und (B)
- (C) Organosiliciumverbindungen, die sowohl aliphatische Koh lenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen als auch Si gebundenen Wasserstoff aufweisen,
- (D) einer ausreichenden Menge an Katalysator gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 und gegebenenfalls weitere Stoffe.
10. Formkörper hergestellt durch Vernetzung der hitzehärtbaren
Zusammensetzungen gemäß Anspruch 7.
Priority Applications (1)
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DE1998131073 DE19831073A1 (de) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | Die Anlagerung von Si-gebundenen Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung fördernde Katalysatoren |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998131073 DE19831073A1 (de) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | Die Anlagerung von Si-gebundenen Wasserstoff an aliphatische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindung fördernde Katalysatoren |
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ID=7873705
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- 1998-07-10 DE DE1998131073 patent/DE19831073A1/de not_active Ceased
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