DE2054286A1 - Organo mineralisches Polymerma tenal und Verfahren zu seiner Her stellung - Google Patents

Organo mineralisches Polymerma tenal und Verfahren zu seiner Her stellung

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Description

PATENTANWALT 2 05 Λ 286
DR. HANS ULRICH MAV
D 8 MÜNCHEN 2, OTT US TFiASSE 1 ti
TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHEN
TELEFON COS1Q 39 3G82
B.3452 AT . München, 4, November 1970
Dr.M./m
E-I6-P-I/901
S.A. ETERNIT in Kapelle-Op-Den-Bos / Belgien
Organo-mineralisches Polymermaterial und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein neues, insbesondere in Faserform vorliegendes organo-mineralisches Polymermaterial sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Anwendungen, insbesondere zur Herstellung von Elastomeren. Das erfindungsgemäße Material ist als Verstärkungsstoff für Elastomere und Harze verwendbar.
Es sind bereits Polymermaterialien bekannt, die ein Silikatgerüst und polymerisierbare organische Reste, beispielsweise solche mit äthylenischer Doppelbindung, enthalten. Es ist insbesondere bekannt, Organosilanreste auf das Silikatmineral zu pfropfen. Jedoch sind bei den bekannten Stoffen die organischen Reste im allgemeinen oberflächlich durch Bindungen vom Typ M-O-Si mit dem Mineral verbunden, wobei M ein von Silicium verschiedenes Metallatom ist, und diese Bindungen sind sehr schwach. Dagegen sind Siloxanbindungen vom Typ Si-O-Si zv/ischen dem organischen Rest und dem Gerüst des Minerals viel fester, jedoch konnten sie bisher nur im Fall von besonderen Mineralien, wie hydratisierte
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"bad original.
Kieselsäure oder Glasfasern, erhalten «erden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, polymerisierbare Organo-Silan-Reste auf ein Silikatmineralgerüst, insbesondere auf das zveidimensionale Silikatgerüst von Phyllosilikaten, aufzupfropfen (Phyllite = Unterabteilung der kristallinen Schiefer). So werden bei der Durchführung der Erfindung zur Bildung der Mineralgerüste des organomineralischen Pölymermaterials als Ausgangsmin-eralien Phyllosilikate verwendet, d.h. Mineralien, die in ihrer Struktur mindestens eine Tetraeder schicht von Siliciumdioxid und Sauer*· stoff und mindestens eine Oktaederschicht, welche insbesondere Magnesium, Aluminium und/oder Bisen enthält, enthalten. Im Rahmen der Erfindung sind diese Mineralien vorzugsweise Schichtmineralien, wie die Glimmer, Hydroglimmer und der Vermiculit, oder Fasermineralien, wie Chrysotil oder gegebenenfalls Sepiolit, um nur besonders geläufige Beispiele anzuführen.
Erfindungsgemäß wird ein neues organomineralisches Polymerntaterial welches ein Silikatmineralgerüst und organische Re3te mit einer polymerisierbaren Gruppe aufweist, vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Silikatgerüst aus dem zveidimensionalen Gerüst eines Phyllosilikats besteht und daß die Reste durch Siloxanbindungen Si-O-Si mit der Tetraederschicht des Phyllosilicats verbunden sind, dem in seiner Oktaederschicht ein Teil der Metallatome in einer Menge von vorzugsweise mindestens 5 Gev.% entzogen sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials besitzen die organischen Reste mindestens eine polymerisierbare äthylenische Doppelbindung. Jedoch können auch
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andere reaktive Gruppen benutzt werden» welche die Polymerisation ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Herstellung eines organo-mineralischen Polymermaterials gemäß obiger Definition vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Phyllosilikat sauer hydrolysiert wird» insbesondere um mindestens 5 Gew.% der Metallatome der Oktaederschicht zu entfernen, und daß es mit einem Organosilan umgesetzt wird, welches mindestens eine reaktionsfähige organische Gruppe, welche eine spätere Polymerisation ermöglicht, und andererseits mindestens eine Hydroxylgruppe·, ein " Halogen oder eine Alkoxygruppe am Silicium des Organosilanmolektils gebunden enthält oder die die Siloxanfunktion besitzt.
Vorzugsweise wird die sauere Hydrolyse mit der Reaktion mit dem Organosilan verbunden, so daß diese in Gegenwart einer Mineralsäure verläuft. Außerdem wird die Reaktion vorteilhafterweise in Gegenwart eines Alkohols durchgeführt, um die gebildeten Silanolgruppen zu schützen.
So erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Behandlung der Phyllosilikate in einer einzigen Stufe, wobei drei Verfahrensschritte ablaufen: 1. Ein wechselnder Anteil der Oktaederschicht wird durch die Säurebehandlung entfernt. Beispielsweise enthält im Fall einer magnesiumhaltigen Schicht der abgetrennte Anteil Gruppen Mg(OH)2 , welche an ihrem Platz Silanole ==£ si-OH für die Pfropfung zurücklassen.
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2. Die Zugänglichkeit der so geschaffenen Silanol-Pfropfplätze für die organischen Verbindungen vird durch ein "Aufschließen1· des Minerals durch Auffasern oder Aufblättern erreicht*
3. Es wird eine chemische Bindung der Organosilanketten an die so freigesetzten Tetraederschichten des Silikats erzeugt.
Insgesamt erhält man eine mehr oder veniger erhebliche Substitution der Oktaederschichten (insbesondere der masnesiurahaltigen) durch Pfropfung mit Siloxangruppen, welche polymerisierbar organische Reste, insbesondere ungesättigte Reste, tragen* Je nach den gewünschten Eigenschaften des Produkts kann das Pfropfverhältnis zwischen 1 bis 30% der Siliciumatome der Tetraederschicht liegen. Dennoch bleibt die äußere Erscheinung des behandelten Fhyllosilikats erhalten, da die Pfropfreaktion im sauren Milieu das SilikatgrundgerUst unversehrt läßt.
Zum Vergleich sei darauf hingewiesen, daß die Umsetzung eines Phyllosilikats mit einem Organosilan, wie oben angegeben, jedoch ohne saure Hydrolyse der Oktaederschicht, nur zu sehr geringen, unterhalt 1% liegenden PfropfVerhältnissen führen würde, während das erfindungsgemäße Verfahren, mit saurer Hydrolyse, dagegen zu erheblichen Pfropfverhältnissen, bis zu 3O£ der Siliciumatome der Tetraederschicht, führt, ohne die Silikatstruktur des Grundminerals merklich zu zerstören. Man beobachtet im übrigen eine erhebliche Vergrößerung der spezifischen oberfläche bezüglich des Grundminerals. Vom Gesichtspunkt der makromolekularen Chemie her sind die erhaltenen Verbindungen in die Kategorie der zveidimensionalen Polymeren einzustufen.
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Die erfindungsgemäßen Materialien besitzen besondere Eigenschaften, wodurch sie sehr nützlich sind als Verstärkungsmittel in polymerisiert aren Produkten. Bs scheint, daß diese Eigenschaften im wesentlichen auf der organisch-mineralischen Natur und der Festigkeit der Siloxanbindungen beruhen. Außerdem kann man er- £indungsgemäß durch Behandlung der Phyllosilikate Polymere erhalten, in denen ein erheblicher Teil gegenüber dem Grundmineral organisch bestimmt ist und die eine große spezifische Oberfläche besitzen.
Gemäß einer besonderen erfindungsgemäßen Verwendung kann ein solches Material selbst ein Elastomer bilden, welches bei stark verbesserten Eigenschaften allen gewöhnlichen Behandlungen üblicher Elastomerer, wie der Vulkanisation, unterworfen werden kann. Ira Fall einer solchen Verwendung wird vorzugsweise ein Material benutzt, das aus Phyllosilikaten und Silanen, welche mindestens einen ungesättigten, mindestens drei Kohlenstoffatome enthaltenden Substituenten aufweisen, gebildet ist.
Bei einer bevorzugten AusfUhrungsformentsprechen die erfindungsgemäßen Materialien soweit ersichtlich der folgenden Formel:
Si -
Si-O-
R»,
-Si-O-
- Si
worin R einen organischen Rest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, der mindestens eine äthylenische Doppelbindung enthält, R* ein
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Vasserstoffatom oder ein Alkylrest und X ein Halogenatom oder eine Hydroxylgruppe bedeuten und a « 1 oder 2, b = O^ 1 oder 2, und die Summe (a + b + c) » 3 ist.
Je nach der Art der auf die Tetraederbasis aufgepfropften Kette und nach dem erzielten Pfropfverhältnis ist das erhaltene Polymer entweder ein verstärkendes Füllmittel oder selbst die Grundlage eines Elastomers, das nach bekannten Verfahren vulkanisiert werden kann.
Falls der Hauptvervendungszveck die Verstärkung eines Harzes ist, vird ein geringes Pfropfverhältnis herbeigeführt. Im Fall der Verstärkung von Kautschukmaterialien wird ein höheres Pfropfverhältnis benutzt. Wenn dagegen die Bildung eines silikoorganischen Elastomers angestrebt wird, verwendet man ein hohes Pfropfverhältnis und eine längere Seitenkette, die mindestens drei Kohlenstoffatome enthält.
Die vollständige Formel des Polymermaterials hängt unmittelbar von den Herstellungsbedingungen ab. So wird die Pfropfreaktion in Gegenwart einer Mineralsäure, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, vorgenommen, deren Konzentration und Temperatur der gewünschten Reaktionskinetik angepaßt werden. Man kann sogar in einem Alkohol gelöste gasförmige HCl verwenden. Diese Säuren werden vorzugsweise zusammen mit einem gesättigten Alkohol, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, einem Keton oder einem Äther verwendet.
Die Reaktion wird im allgemeinen bei einer Temperatur durchgeführt,
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die rait dem Siedepunkt des gleichzeitig verwendeten Organosilans vereinbar ist. Dieses silikoorganische Reagens hat die Formelt
Si - { - CnH2n-1 )c
Rb
worin X ein Halogenatom oder Hydroxyl oder auch eine Alkoxygruppe und R ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest bedeuten und a * 1)2 oder 3, b β Qj ι oder 2, und (a + b + c) = 4 und η gleich oder größer als 2 sind.
Dieses Silan, vorzugsweise ein Mono- oder Dihalogensilan, das den Ausgangs-Silikatmineral zu Beginn der Reaktion zur gleichen Zeit wie die Säure und der Alkohol zugesetzt wird, kann sich anscheinend mit seinem silikoorganischen Rest an der Tetraederkette fixieren, sobald Pfropfstellen geschaffen sind, und bevor zwei benachbarte Silanole sich unter Bildung einer Siloxanbindung dimerisieren und so Pfropfstellen blockieren können*
von
Durch Polymerisation von/Mono- oder Diolefinen abgeleiteten Monomeren mit dem erfindungsgemäß erhaltenen Folymerataterial erhält man organo-mineralische Sequenz-Copolymeren, die auf bekannte Weise geformt oder vulkanisiert werden können»
Die Temperaturbeständigkeit dieser Polymeren ist stark verbessert und der Elastizitätsmodul kann wesentlich erhöht werden.
Um die Durchführungsbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen organo-mineralischen PoIymermaterials genauer anzugeben, sei bemerkt, daß es sich als be-
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2 O 5 A ZB 6
sonders vorteilhaft erwiesen hat« die Reaktion des Organosilans mit dem Phyllosilikat in einer eineigen Stufe bei einem pH < 2 mit einem Gemisch Säure-Alkohol einer Normalität zwischen 2 und 8, vorzugsweise zwischen 3 und 5» bei einer Temperatur zwischen 15 und 80° C, vorzugsweise zwischen 25 und 40° C, unter Verwendung einer solchen Menge von Phyllosilikaten, daß der Peststoffgehalt im Säure-Alkoholgemisch zwischen 10 und 500 g/l, vorzugsweise zwischen 40 und 100 g/l liegt, und mit einer solchen Menge Organosilan, daß das Qewichtsverhältnis zwischen dem Organosilan und dem Phyllosilikat unter 1, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 liegt, durchzuführen. Diese Bedingungen gelten besonders für die Behandlung von Chrysotilfasern mit Abmessungen zwischen 200yum und 4 mm.
Gemäß besonderen Ausführungsformen des Verfahrens kann man insbesondere:
1. Entweder durch saure Hydrolyse 5 bis 25 Gew.% der Oktaederschicht des Phyllosilikats abnehmen, beispielsweise durch Säurebehandlung mit 6 N Chlorwasserstoffsäure bei 50° C während 10 Min. bis 10 8td·, und gleichzeitig Silanradikale auf 5 bis 30% der auf der Tetraederschicht gebildeten Silanolplätze aufpfropfen, wobei das so erhaltene Material sich besonders gut für eine Verwendung als Verstärkungsstoff für Harze eignet, 2. oder auch durch saure Hydrolyse 25 bis 100 Gew.% der Oktaederschicht abnehmen, beispielsweise durch eine Säurebehandlung mit 6 N-Chlorwaeserstoffsäure bei 50° C während 3 bis 50 Std., und die Silanradikale auf 5 bis 30% der Silanolplätze der Tetraederschicht aufpfropfen, wobei das erhaltene Material sich besonders zur Verwendung als Verstärkungsstoff für Elastomere eignet·
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1:
Man gibt 12Qg kurze Fasern vom Typ Chrysotil mit einer spezifischen Oberfläche in der Größenordnung von 15 » /g» gemessen mit Stickstoff nach der Methode von B.S.T., in ein Reaktionsgefäß, welches 5000 cm^ 12 N-HCl, 5000 cm Isopropanol und 240 car Methylvtnyldichlorsilan enthält. Das Gemisch wird unter Rückfluß bei 50° C 5β Std. lang erhitzt und gerührt. Am Ende der Reaktion wird das Gemisch filtriert, mit Methanol gewaschen, und die Faser vird getrocknet. Unter diesen Bedingungen werden durch die Reaktion 40% HgO extrahiert. Das Reaktionsgemisch kann für eine Reaktion mit neuen Mengenjifaser bis zur Erschöpfung seiner aktiven Bestandteile wiederverwendet werden (siehe Beispiele 2 und 3). Man extrahiert die getrocknete Paser 24 Std» lang im Soxhlet-Gerät mit Benzol» um das Möglicherweise durch Polykondensation von Methylvinyldichlorsilan gebildete lösliche Polymer zu entfernen. Nach Trocknen bis ?,ur Gewichtskonstanz erhält man 96 g behandelte Paser, welche 14 Gew.?5 Kohlenstoff enthält.
Das XR~spektrum der behandelten Paser besitzt charakteristische Banden der Vinylgruppe bei 967t 1010, 1600 und 3025 cm , der Si-C-Bindung bei 690 und 797 cm*"1, der Methylgruppe bei 825, 1265, 1410 und 2965 cnT1. Die Pasern besitzen eine spezifische Oberfläche in der Größenordnung von 60 n?/g, gemessen mit Stickstoff nach B.E.T.
Beispiel 2 :
Man gibt 120 g kurze Pasern vom Typ Chrysotil in ein Reaktionsgefäß, welches 5000 enr 1? N-IiCl, 5000 cm Isopropanol und 240 cm
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Methylvinyldichlorsilan enthält. Das Gemisch vird unter Rückfluß bei 50° C während 16 Std. erwärmt und gerührt. Am Schluß der Reaktion wird das Gemisch filtriert und die Faser nach Vaschen mit Methanol getrocknet. Das Reaktionsgemisch kann bis zur Erschöpfung der wirksamen Bestandteile zur Umsetzung mit neuen Mengen Fasern weiterbenutzt werden. In diesem Beispiel wurden 22,3% an MgO extrahiert. Die Faser ist vollkommen hydrophob. Man erhält 114 g behandelte Fasern j welche 12 Gev.% Kohlenstoff aufgepfropft enthalten.
Zum Vergleich wurde die Reaktion der gleichen Produkte unter entsprechenden Bedingungen» jedoch unter Ersatz der Chlorwasserstoff-Säurelösung durch Isopropanol durchgeführt« Man rührt und erwärmt 24 Std. lang unter Rückfluß bei 55° C. Bei Beendigung der Reaktion wird das Gemisch filtriert und die Faser nach Vaschen mit Methanol getrocknet. Die getrocknete Faser wird 24 Std. lang mit Benaol im Soxhlet-Gerät extrahiert. Unter diesen Bedingungen konnten nur 0,875* Kohlenstoff gepfropft werden, gegenüber 12% bei der erfindungsgemäßen Durchführung des Verfahrens in saurem Milieu.
Beispiel 3t
Unter Verwendung des Filtrats des im Beispiel 2 beschriebenen Versuchs und bei Zugabe von 108 g Fasern und 4000 cm3 12 N-UCl und Befolgen der gleichen Versuchsbedingungen während 16 Std. erhält man 110 g behandelte Faser, woraus 26,55t MgO extrahiert sind. Das gebildete Produkt enthält 13 Gew.* Kohlenstoff.
Beispiel 4t Man gibt 100 g kurze Fasern vom Typ Chryeotil in ein Reaktions-
gefäß, welches 4000 cm 12N-IfCl, 4000 cm Isopropylalkohol und
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500 cm3 Allyldimethylchlorsilan enthält; das Gemisch wird 56 Std. lang gerührt und unter Rückfluß auf 50° C erväratt.
Bei Bendigung der Reaktion wird das Gemisch filtriert und die Faser mit Methanol gewaschen und getrocknet« Nach Trocknen bis zur Gewichtskonstanz erhält man 167 g behandelte Faser, welche 23 Gew.* Kohlenstoff enthält.
Das IR-Spektrum der behandelten Faser besitzt die charakteristischen Banden der Allylgruppe bei 1630 cm , der Si-C-Bindung bei , 695 und 800 cm*"1, der Methylgruppe bei 852, 1270 und 2960 cm"1· Die Fasern besitzen eine spezifische Oberfläche unter 5 m /g» gemessen mit Stickstoff nach B.E.T.
Die getrocknete Faser wird 24 Std· lang im Soxhlet-Gerät mit Benzol extrahiert, um das durch Dimerisation des Silans gebildete Dimer zu enti&rnen, Bs wird praktisch das gesamte MgO extrahiert; nach Trocknen bis zur Gewichtskonstanz erhält man 69 g behandelte Faser, welche 17 Gev.% Kohlenstoff enthält. Das IR-Spektrum des extrahierten Produkts zeigt die gleichen Banden wie das des nicht * extrahierten Produkts. Die Fasern besitzen eine spezifische Oberfläche in der Größenordnung von 50 m /g, gemessen nach B.E.T.
Beispiel 5'·
Das Beispiel 4 wird wiederholt, jedoch ohne die Faser zu extrahieren. Das nicht extrahierte Derivat kann unter Anwendung von 1.5% Benzoylperoxid vulkanisiert werden. Man erhält einen Kautschuk, der gekennzeichnet ist durch einen Glasübergangspunkt in der Nähe von -50° C und einen Young-Modul in der Nähe von 108 <tyn/cm2.
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Beispiel 6t
Man gibt 30 g Vermiculit (gebläht oder nicht gebläht) in ein Reaktionsgefäß «it 2000 cn3 12 N-HCl, 2000 cm3 Isopropanol und 120 cn3 Methylvinyldichlorsilan. Das Gemisch wird 48 std. outer Rühren und Rückfluß erhitst.
Am Ende der Reaktion wird das Gemisch filtriert und mit Methanol gewaschen« Cas gepfropfte Mineral wird getrocknet. Das behandelte Mineral wird mit Bensol 24 Std. lang in einem Soxhlet-Gerät extrahiert. Nach Trocknen bis sur.Oewichtskonstans erhält man ein Produkt, welches 22 Gew.* kohlenstoff enthält und die folgende chemische Formel besitztι
<β15.β3Α10.43> 0II.«l^h.isF S1
Das XB-Spektrum des gepfropften Vermiculite seigt charakteristische Banden der Vinylgruppe bei 967» 1010, 1600 und 3025 cm"1, der Bindung Si-C bei 690 und 797 cn"*1, der Methylgruppe bei 825, 1265, 1410 und 1965 cm""1·
Beispiel 7t
in ein Polymerisationsrohr führt man 1 g von 16 Std. mit Silanen behandeltem Chrysotil (siehe Beispiel 2), 0,034 g Bensoylperoxid und 3,5 cm3 redestilliertes Butylacrylat ein. Das System wird unter Vakuum entgast und versiegelt·
Die ganse Anordnung wird 24 Std. lang bei einer Temperatur von 60° C (+ 1° C) und anschließend 24 Std. lang bei einer Temperatur von 80° C (+10C) gehalten. Nach dem Abkühlen wird das Rohr geöffnet, und man erhält 4,4 g eines Feststoffes, der im Soxhlet-Gerät mit Benzol extrahiert wird. Nach dem Trocknen erhält man
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4,0 g Copolymer mit 52 Gev.% Kohlenstoff·
Das IS-Spektrum des erhaltenen Copolymers aeigt charakteristische Banden der n-Butyl-Polyacrylatkette und insbesondere die charakteristische Bande der Sstercarbonylgruppe bei 1930 cm*"1. Diese Banden sind den charakteristischen Absorptionsbanden des Ausgangsderivate überlagert» Dieses Copolymer besitst einen Glasübergangspunkt in der Nähe von -50° C,
Beispiel 8»
Das im Beispiel 7 erhaltene kautschukartige Polymer wird vulkanisiert durch Zugabe von 1,5* Benzoylperoxid und Formen auf der Presse während 10 Min. bei 150° C und unter einem Druck von 800 kg/cm2.
Man erhält so ein Elastomer» das sich auszeichnet durch einen Schermodul in der Nähe von 107 dyn/cm2 (ASTH D 1053)» während das unter ähnlichen Bedingungen vulkanisierte n-Butylpolyacrylat einen Modul nahe bei 10 dyn/cm zeigt.
Beispiel 9:
16 Std. mit Silanen behandeltes Chrysotil (siehe Beispiel 2) wird " mit einem Alkylacrylat oder -methacrylat, Styrol oder Vinylchlorid unter den in Beispiel 7 beschriebenen» der Reaktivität 4es j«~ weiligen Comonomers angepaßten Polymerisationsbedinringen copolymer is iert,
Man findet in den lR~8pektren die charakteristischen Banden de· Miner a. «3 und der aufgepfropften Polymerkette. Die Cc polymeren besitzen einen Glasübergangspunkt in der Nähe dessen des Homopolymer derivate der Pfropfkette.
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Beispiel 10»
Copolymerisationen ähnlich denen der Beispiele 7 und 9 werden durchgeführt, indem der behandelte Chrysotil durch behandelten Vermiculit ersetst wird.
Beispiel 1H
Bei Raumtemperatur werden auf einem Außenmischer 7» 8 g handelsüblicher Styroi-Butadlen-Kautschuk und 2,2 g behandelter Chrysotil 60 NIn· lang gemischt· Nan gibt 0,15 g Bensoylperoxid hinsu und mischt weitere 5 Min.
Das Qemlsch wird unter einem Druck von 800 kg/cm2 bei einer Temperatur von 150° C während 10 Min, vulkanisiert. Nan erhalt so ein Elastomer, dessen Schermodul bei etwa Raumtemperatur in der Mähe von 5.1O7 dyn/cm2 liegt (Atm D 1053). Bin unter den gleichen Bedingungen, jedoch ohne Füllung, vulkanisierter 8tyrol-Butadien~ Kautschuk besitst einen Modul in der Größenordnung von 4*1 Or dyn/cm
Beispiel
Man mischt bei Raumtemperatur 14 g Äthylen-Propylen-Kautsehuk 10 Min« bei 30 UpMin., und darauf 5 Min. lang bei 60 OpM. Man gibt dann während 10 Min. bei der gleichen Geschwindigkeit 6 g von gemäß Beispiel 2 behandelten Chrysotilfasem zu. um sie in die polymere Masse einzuarbeiten* und darauf 0,4 g Dicumylperoxid und 6 mg Schwefel. Man läßt den Mischer arbeiten, um eine Gesamt« mischzeit von 35 Min. su erreichen, und vulkanisiert das so erhaltene Gemisch unter einem Druck von 800 kg/ca2 60 NIn. lang bei einer Temperatur von 165° c.
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BAD ORfQiNAL
Man erhält so ein Elastomer mit eine» Schermodul in der Nähe von 2,2O.1O8 dyn/ctt2 (ASTM D 1053) bei einer nahe bei der Raumtemperatur liegenden Temperatur, während ein unter den gleichen Bedingungen» jedoch ohne Füllstoff, vulkanisierter Äthylen-Propylen-Kautschuk einen Modul in der Größenordnung von 1,8,10' dyn/cm aufweist·
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Claims (1)

  1. - 'MF-. Patentansprüche
    Organo-mineralisches Polymermaterial mit einem Silikatmineralgerüst und organischen Resten» welche eine polymerisierbar« reaktionsfährige Gruppe besitzen, dadurch gekennzeichnet« daß das Silikatgerüst aus dem zweidimensionalen Gerüst eines Phyllosilikats besteht und daß die organischen Reste durch Siloxanbindungen Si-O-Si mit der Tetraederschicht des Phyllosilikats verbunden sind, und daß ein Teil der Metallatome der Octaederschicht aus dem Phyllosilikat entfernt sind.
    2«) Polymermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 5 Gev.% der Metallatome der Ociaederschicht des Phyllosilikats aus dieser entfernt sind«
    oder 2 3.) Polymermaterial nach Anspruch V* dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Reste durch Si-O-Si-Bindungen auf 1 bis 3O5f der Siliciumatome der Tetraederschicht des Phyllosilikats gepfropft sind.
    4.) Polymermaterial nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Reste wenig-stens 3 Kohlenstoffatome enthalten.
    5.) Polymermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Reste mindestens eine äthylenische Doppelbindung enthalten.
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    6.) Verfahren zur Herstellung eines organo-minepalischen Polymermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phyllosilikat sauer hydrolysiert wird, um die Metallatonie seiner Octaederschicht wenigstens teilweise zu entfernen, und mit einem Organosilan umgesetzt wird, das mindestens eine reaktionsfähige Gruppe, welche eirie spätere Polymerisation ermöglicht, und außerdem wenigste*s eine Hydroxylgruppe, ein Haioge aatom oder eine Alkoxygruppe am Siliciumatom des Organosilanmolektils gebunden oder die Disiloxanfunktion aufweist, umgesetzt wird. i
    7,) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet( daß die saure Hydrolyse in Kombination mit der Umsets/uurig in Gegenwart einer Mineralsäure durchgeführt wird«
    8.) Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart eines Alkohols, Ketons oder Äthers durchgeführt wird.
    9«) Verwendung des organo-mineralischen Polymermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Polymeren, insbesondere von Blastomeren.
    10.) Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das organo-raineralische Polymermaterial mit einem anderen Monomer copolymer is iert wired.
    11.) Verwendung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß das organo-rain<3ralische Polymermaterial als Verstärkungssteif benut« vlrd. 109823/2009
    'bad
    12.) Vervendung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das organo-minaralische Polymermaterial als Grundstoff eines Elastomers verwendet vird.
    »
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