DE2063630B2 - Haerten von bei raumtemperatur zu elastomeren haertbaren massen auf organopolysiloxangrundlage - Google Patents
Haerten von bei raumtemperatur zu elastomeren haertbaren massen auf organopolysiloxangrundlageInfo
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Description
Eine Schwierigkeit, mit der der Verbraucher von bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbaren Organopolysiloxanen
zu kämpfen hat, besteht darin, daß diese auf verschiedenen Substraten, wie Glas und Metallen,
sehr schlecht haften. Zur Erzielung einer festen Bindung zwischen bei Raumtemperatur zu Elastomeren
härtbaren Organopolysiloxanen und Substraten, wie Glas oder Metall, wurden letztere bisher grundiert.
bevor die bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbaren Organopolysiloxane aufgetragen wurden. Die
Erfindung befaßt sich mit der Lösung der A ufgabc. eine
aufgezeichnete Haftung von bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbaren Organopolysiloxanen zu erzielen,
ohne daß die Substrate hierzu grundiert werden müssen.
Erfindungsgemäß wird daher die Verwendung von Organosiliciumverbindungen, die mindestens ein Si-Atom,
mindestens einen organischen Rest, der mit dem Si-Atom durch eine Si — C-Bir.-Jung verknüpft ist
und der mindestens eine Carboxylgruppe gebunden enthält, und je Si-Atom mindestens eine Si-gcbundene.
hydrolysierbare Gruppe aufweisen, wobei die restlichen Valenzen der Si-Atome durch einwertige, gegebenenfalls
halogenierte Kohlenwasserstoffreste und/oder Sauerstoffatome in Form von Siloxanbindungen abgesättigt
sind und die organischen Reste aus C-Atomen. Η-Atomen. C-gebundenen Halogenatomen. C-gebundenen
O-Atomen, O-Atomen, die sowohl an C — als
ss an H — gebunden sind. C-gebundenen N-Atomcn. N-Atomen. die sowohl an C — als an H — gebunden
sind, C-gebundenen S-Atomen und S-Atomen, die sowohl an C — als an H — gebunden sind, so aufgebaut
sind, daß nicht mehr als 18 C-Atome in einer ununterbrochenen
KohlenwasserstoTkettc vorhanden sind, in Mengen von 0,1 bis 10%, bezogen auf das
Gewicht der Organopolysiloxane, als Bestandteil in bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbaren
Massen auf Grundlage von Organopolysiloxanen.
6s gegebenenfalls Füllstoffen. Vernetzungsmitteln, Härtungskatalysatoren
und anderen üblichen Zusätzen, deren Härtung durch Reaktion einer Si-gebundencn.
hydrolysierbaren Gruppe. Halogenatome ausgcnom-
men. mit einer Si-gebundenen Hydroxylgruppe und oder Wasser erfolgt, beansprucht.
Die erfindungsgemäß verwendeten Organosiliciumverbindungen müssen definitionsge.näß mindestens
ein Si-Atom, mindestens einen organischen Test, der ir.it dem Si-Atom über eine Si"1-C-Bindune'verknüpft
ist und der eine Carboxylgruppe gebunden enlhält. und je Si-Atom mindestens eine Si-gebundcne.
hydrolysierbare Gruppe aufweisen. Die organischen Reste sind aus Kohlenstoff-, Wasserstoff-. Sauerstoff-.
Stickstoff-. Schwefel- und/oder Pialogenatomen, wie Fluor-, Chlor-. Brom- oder Jodatomen, aufgebaut, die
- außer Kohlenstoff — alle mit mindestens einer Valenz an C-Atome gebunden und deren restliche
Valenzen durch Wasserstoffatome abgesättigt sind. So können beispielsweise die Schwefelatome entweder
an 2 C-Atome in Form einer ^C — S — C =-Bin-..'Liiig
oder an ein C-Atom als
C = S-Gruppe
jvhunden sein. Die organischen Reste enthalten ferner
iki'.iiitionsgemäß nicht mehr als 18 C-Atome in einer
ununterbrochenen Kohlenvvasserstoffkeite: ist diese durch Sauerstoff, Schwefel- oder Stickstoffatome
unterbrochen, enthält jede ununterbrochene Kette nicht mehr als 13 C-Atome.
Die erfindungsgemäß verwendeter, Organosiliciumverbindungen
können Silane. Siloxane oder Gemische derselben und die Siloxane können Homo- oder Mischpolymerisate oder Gemische hiervon sein.
Beispiele Tür einwertige Kohlenwasserstoffreste sind Alkylreste, wie Methyl-, Äthyl-. Propyl-, Isopropyk
Butyl-, Pentyl-, Isopentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Octyl-,
Dodecyk Octadecyk 3-Methylheptyl-, 6-Butyloctadecyl-,
tert.Butyl-, Myricyl- oder 2.2-Diäthylpentyireste, Alkenylreste, wie Vinyl-, Allyl-, Hexenyl-, Butenyl-,
3-Octenyl-, 4,9-Octadeca'enyl- oder 4-Nonenylreste.
Alkinylreste, wie Propinyl-, Heptinyl-, Butinyl- oder Decinylreste, Alkeninylreste. wie l-Penten-3-inyl-
oder 2-Aihyi-i-buten-3-inyireste, cycloaliphatische
Reste. wie Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl-, Propylcyclohexyl-, 2,4-Dimethylcyclopeniyl-,
Cyclohexenyl-, Bicyclo-[3.1,0]-hexyk Tricyclo-[3,2,f,l,3.8]-5-nonenyl-,
Spiro-[4,5]-decyl-, Dispiro-[4,1,4,2]-1 -tridecenyl-, Decahydronaphthyk
2.3-Dihydroindyl- oder 1,2,3.4-Tetrahydronaphthylreste.
Arylreste, wie Phenyl-, Toluyl-, Xylyk 3-Äthylphenyl-.
Xenyl-, Naphthyl-, Anthracyk Pentacenyk 3.4-Methyläthylphenyl-, 9.9'-Bifluoryl- oder 4-m-Terpher.ylreste
oder Aralkylreste, wie 2-Phenyloctyl-, s?
3 - Methyl - 2 - (4 - isopropylphenyl) - heptyl-, Benzyl-. 2-Äthyltolyl-, 2-Athyl-p-cymyi-, Diphcnylmethyl·.
4.5-Diphenylpentyl-, 2-Phcnyläthyl- odc. 2-Phenylpropylreste.
Beispiele für halogenierte. einwertige Kohlenwasser- fto
Stoffreste sind Chlormethyl-. 3-Chlorpropyl-, 3.3.3-Trichlorpropyl-.
Perfluorvinyl-, Chloroctadecyl- oder Reste der Formel RfCH,CH: —■. worin Rf ein Perfluoralkylrest.
wie der Trifluormcthyl-, Perfluorälhy!-. Pcrfluorisobutyl-, Perfuorhcptyl- oder Perfluorocta- fts
dccylrest ist, aromalische Reste, wie Dichlorphcnyl-.
Tetrabromxenyl-, Tctrachlorphcnyl-, ii,fi.«-Trifiuorlo-IyI-
oder Jodnaphthylrestc, cycloaliphatische Reste.
wie Chlorcyclohexyl-, Bromcyclopentyl- oder Chlor
cyclohexenyl- oder Aralkylreste. wie Chlorbenzyl-/i-(Chlorphenyl)-äthyl-
oder /i-(Jodphenyl)-äthyl- odei (/-(BromphenyD-propylreste.
Beispiele für hydrolysierbare Reste sind Halogen atome, wie Fluor-, Chlor-, Brom- oder Jodatome
Reste der Formel — OZ, worin Z gegtbenenfalli halogenierte Kohlenwasserstoffreste, wie oben aufge
führt, sind oder Kohleiiwasserstoffätherreste, wi<
2-Methoxyäthyl-, 2-Äthoxyisopropyl-, 2-Butoxyiso
butyl-. p-Methoxyphenyl- oder — (CH2CH2O)2CH3
Reste, Acylreste, wie Acetyl-, Propionyl-, Benzoyl-Cyclohexoyl-, Acryloyl-, Methacryloyl-, Stearoyl-Naphthoyl-,
Trifluoracetyk Chlorbenzoyl- odei ßrompropionylrest1;, oder Ν,Ν-Aminoreste, wie Dimethylamino-,
Diäthylamino-, Äthylmethylamino-Diphenylamino- oder Dicyclohexylaminoreste.
Die hydrolysierbaren Reste können ferner Amino gruppen sein, wie NH2-, Dimethylamino-, Diäthyl
amino-, Methylphenylamino- oder Dicyclohexylaminoreste, Ketoximreste der Formel — ON = CM-
oder — ON = CM', worin M einwertige, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffreste, wie für 2
aufgeführt, und M' zweiwertige Kohlenwasserstoffreste sind, deren beide Valenzen an das C-Atom gebunden
sind, wie Hexylen-, Pentylen- oder Octa'enreste, Ureidoreste der Formel — N(M)CONM 2, worir
M die oben angegebene Bedeutung hat und M' Wasserstoffatome oder Reste M sind, Carbamatreste
der Formel — OOCNMM", worin M und M" die angegebene Bedeutung hat, oder Carbonsäureamide
reste der Formel — NMC = O(M"), worin M unc M" die angegebene Bedeutung hat. Die hydrolysierbaren
Resr.e können auch Sulfat- Od1Jr Schwefelsäureestergruppen
der Formel — OSO2(OM) sein, worin M die angegebene Bedeutung hat. ferner Cyano-, Iso
cyanato-, Phosphato- oder Phosphorsäureestergrup
pen der Formel — OPO(OM)2, worin M die ober
angegebene Bedeutung hat.
Unter der Ausdrucksweise »hydrolysierbare Grup pen« ist jede Si-gebundene Gruppe zu verstehen, die
durch Wasser bei Raumtemperatur hydrolysierbar ist
Die organischen Reste, die eine Carboxylgruppe tragen und mit dem Si-Atom über eine Si — C-Bin
dung verknüpft sind, können durch Reste der Formelr
-CH2CH2SCH2COOH
CH2CH2CH2SCH2CH2COOh
veranschaulicht werden. Zur Erzielung optimalei Ergebnisse ist es vorteilhaft, die Säurefunktion vor dei
Umsetzung, z. B. durch Triorganosilylgruppcn, zu schützen und die Schutzgruppe nach der Umsetzung,
vorzugsweise durch Hydrolyse, zu entfernen. Die Organosiliciumverbindungen können auch gemäß den
in der belgischen Patentschrift 760 891 beschriebenen
Verfahren hergestellt worden sein. Eines dieser Verfahren besteht in der Addition einer Alkenylcarbonsäure
an ein Mercaptohydrocarbysilan, in welchem die SH-Gruppc über ein C-Atom an d;i^ Si-Atom gebunden
ist. Wird eine konjugierte Hindungen enthaltende Säure, wie Acrylsäure, eingesetzt, muli darauf geachtet
werden, daß während der I Imsetzung keine Poly-
merisation der Säure eintritt. Der Einsatz von basischen Katalysatoren, wie Nairiummethylat, verhindert
unerwünschte Polymerisation. Es können auch freie Radikale bildende Verbindungen Verwendung
finden, die besonders wirksam bei nichtkonjugierten Säuren sind. Nach einem weiteren Verfahren werden
Mercaptocarbonsäuren, wie Thioglykolsäure, an Alkenylsiltuie,
wie Ailylsilan, addiert. Diese Addition kann in Gegenwart von freie Radikale bildenden Verbindungen
durchgeführt werden. Die Reaktionstemperaturen hierbei hängen von der Natur der Reaktionsteilnehmer
und insbesondere von der freie Radikale bildenden Verbindung ab.
Die Organosiloxane, die C-funktionelle Carboxylgruppen
tragen, können Homo- oder Mischpolymerisaie sein, die durch Teilhydrolyse aus den genannten
Organosilanen hergestellt worden sein können.
Die erfindungsgemäß verwendeten Organosiliciumvcrbindungen werden definitionsgemäß in Mengen
von 0,1 bis 10 GeA'ichtsteilen. vo zugsweise 1 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der
Organopolysiloxane in den bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbaren Massen, eingesetzt.
Die ungehärteten, bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbaren Organopolysiloxane, die definitionsgemäß
dadurch härten, daß eine Si-gebundene, hydrolysierbare Gruppe, ausgenommen Halogenatome, mit
einer Si-gebundenen Hydroxylgruppe und/oder Wasser reagieren, sind bekannte, handelsübliche Produkte.
Die ungehärteten Massen können entweder sögenannte Ein- oder Zweikomponentensysteme sein, die
bei Raumtemperatur zu Elastomeren härten. Die Einkomponentensysteme
sind unter wasserfreien Bedingungen in abgeschlossenen Behältern lagerbeständig und härten erst, wenn sie mit Feuchtigkeit in Beruhrung
kommen, bei Raumtemperatur zu Elastomeren. Die 7weikomponentensysteme müssen hingegen in
zwei oder mehreren Behältern gelagert werden und härten erst beim Vermischen der einzelnen Komponenten.
Die Einkomponentenmassen härten durch Reaktion der Si-gebundenen, hydrolysierbaren Gruppen
mit Wasser, während die ZweikomponentenmasLen durch Reaktion von Si-gebundenen Hydroxylgruppen
und hydrolysierbaren Gruppen in Gegenwart oder Abwesenheit von Wasser härten. Die Si-gebundenen,
hydrolysierbaren Gruppen können beliebige der obengenannten hydrolysierbaren Gruppen sein, mit
Ausnahme von Si-gebundenen Halogenatomen.
Die ungehärteten, bei Raumtemperatur zu Elastomeren
härtbaren Organopolysiloxane können bei- y, spielsweise folgende bekannte Systeme sein: Massen
aus endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Diorganopolysiloxanen, einer Alkoxysiliciumverbindung,
wie Alkoxysilanen, Reaktionsprodukten eines Zinnsalzes einer Carbonr'
<e und eines Alkylsilicats, Alkoxydisilanen, Kieselsaureestern, Polyvinylalkoxysilanen,
Bis-ialkoxysilylJ-kohlenwasserstoffvcrbindungen,
Äthylenglykolmonomethyläthersilanen oder Teilhydrolysaten
dieser Verbindungen, sowie einem Katalysator, wie einem Metallsalz einer Carbonsäure,
einem Kondensationsprodukt eines aliphatischen Aldehyds und einem aliphatischen, primären Amin,
Organozirkonate Organotitanate, Organosiloxytitanale
oder Amine, die beispielsweise in den folgenden Palentschriften beschrieben sind: USA.-Patentschriften
2 833 742, ? ?43 555. kanadische Patentschrift 653 711, USA.-Patentschriftcn 2 927 907. 2 983 694,
kanadische Patentschrift 680 386. USA.-Patentschrift 3 065 194, kanadische Patentschriften 664 096. 664 095
722 182. USA.-Patentschriften 3 127 363. 3 151 099 3 154 515, kanadische Patentschriften 724 259,702 560
USA.-Patentschrift 3 165 494. kanadische Patentschrif
694 109, USA.-Patentschriften 3 294 739, 3 334 067 kanadische Patentschrift 699 021, USA.-Patentschrifi
3 305 502 und kanadische Patentschrift 772 677.
Massen aus einem Si-gebundene Hydroxylgrupper aufweisenden Polydiorganosiloxan, einem Organo
H-siloxan als Vernetzer und einem Katalysator, wie Zinnsalze von organischen Säuren oder anderer
Metallsalzen von Carbonsäuren oder organischer Säuren, die beispielsweise in den folgenden Patentschriften
beschrieben sind: kanadische Patentschrifl
576 680, USA.-Patentschriften 2 999 077. 3 070 559 3 127 363 und kanadische Patentschrift 664 767.
Ferner schäumende Massen aus einem Polydiorganosiloxan. das sowohl Si-p^bundene Hydroxylgruppe!'
als auch Si-gebundene W,'sserstoffatome enthält, sowie einem ,linnsalz einer Carbonsäure und gegebenenfalls
zusätzlich OH-Gruppen aufweisenden Verbindungen, die beispielsweise in den folgenden Patentschriften
beschrieben sind: kanadische Patentschrifl
577 528. USA.-Patentschrift 3 070 555. kanadische Patentschrift 623 320.
Massen aus Hydroxylgruppen aufweisenden Diorganopolysiloxanen und einem Organotriacyloxysilan
oder einem Organoacyloxysiloxan mit oder ohne Katalysator, wie Metallsalzen einer Carbonsäure
beispielsweise Dibutylzinnlaurat, die in den folgender Patentschriften beschrieben sind: kanadische Patentschrift
400 491 (einschließlich der Verwendung vor Magnesiumoxid), USA.-Patentschrift 3 133 891 (einschließlich
der Verwendung von Anhydriden gesättigter aliphatischer Carbonsäuren), kanadische Patentschriften
700 572, 721 799 (Verwendung von Organoacyloxydisilan als Acyloxysiliciumverbindune). USA.-Patentschriften
3 277 047, 3 338 868, 3" 338 951
3 382 205.
Massen aus acyloxyfunktionelkn Organopolysiloxanen, gegebenenfalls unter Zusatz eines Katalysators
(z. B. endständige Diacyloxygruppen aufweisende Polydiorganosiloxane) gemäß der USA.-Patentschrift
3 035 016 oder der kanadischen Patentschrift 654 35£ (Polydiorganosiloxane mit endständigen Acyloxysilylgruppen,
die mit der Polydiorganosiloxankette durch zweiwertige Kohlenwasserstoffreste verknüpf): sind)
kanadischen Patentschrift 720 389 (Organopolysiloxanpolycarbonatblockmischpolymerisate
mit endständigen Acyloxysilylgruppen), USA.-Patentschrifl 3 419 635 (Cyclotriacyloxytetrasiloxyendgruppen aufweisende
Diorganopolysiloxane) USA.-Patentschrifl 3 440 205 (Trialkylsiloxyendgruppen aufweisende
Acyloxysiloxane) und gemäß USA.-Patenlschrifl 3 440 206.
Massen aus endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Organopolysiloxanen, einem ketoximfunktionellen
Silan, einem ( arbonsäureanhydrid und Magnesiumoxid gernäß der kanadischen Patentschrift
705 947.
Massen aus einem ketoximfunktionellen Organopolysiloxan
gemäß USA.-Patentschrift 3 189 576 odei einem Organopolysiloxanpolycarbonatblockmischpolymcrisat
mit endständigen Kctoximgruppen gemäß USA.-Patentschrift 3 419 635.
Massen aus cndständigc Hydroxylgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxanen und Aminosilancn
oder Aminosihizancn eemäß den USA.-Patentschriften
3 032 528 und 3 127 363, der kanadischen Patentschrift
658 954 und den USA.-Palentschriften 3 338 868
und 3 441 534.
Massen aus Hydroxylgruppen aufweisenden Organopolysiloxanen
und einer Aminoxysiliciumverbindung gemäß USA.-Patcntschriftcn 3 341486 und
3 379 659 (elastomere Schaumstoffe), USA.-Patentschrift 3 441 583 (zusätzliche Aminoxysiliciumvcrbindungen)
und den USA.-Patentschriften 3 318 898, 3 419 635 und 3 441 534.
Massen aus Organotriisothiocyanatosilancn und einem füssigen, in den endständigen Einheilen Silanolgruppen
aufweisenden Diorganopolysiloxan gemäß der USA.-Patentschrift 3 269 982.
Weitere bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtende Organopolysiloxanc sind in den folgenden
USA.-Patentschriftcn näher beschrieben: 3 280 072, 3 293 204, 3 296 161, 3 296 195, 3 355 480, 3 364 175
und 3 385 823.
Die oben aufgeführten bei Raumtemperatur zu Hlastomcrcn härtbaren Massen enthalten in den
meisten Fällen ein Polydiorganosiloxan als Grundlage. Dieses enthält häufig auch das Vernetzungsmittel
in Form von Si-gcbundcncn, hydrolysicrbaren Gruppen in den endständigen Si-Atomen. Polydiorganosiloxanc
dieser Art sind auch die Grundlage der I inkomponcntensystemc, die bei Zutritt von Feuchtigkeit
bei Raumtemperatur zu Elastomeren härten. In anderen Fällen, insbesondere bei den Zwcikompo-
!"Miinisysicmen, ist die Grundlage ein in den end-•;i;ii:('iigen
Einheiten Hydroxylgruppen aufweisendes iviulmrganosiloxan. Die Masse enthält getrennt ein
\ Limi/ungsmittel und härtet beim Vermischen der
l'i'.'iii'ti Komponenten.
V κ·]..: der bei Raumtemperatur zu Elastomeren hiipkiiai Organopolysiloxane härten an feuchter
[ :l; -!!no Katalysator, vorzugsweise wird jedoch ein
K;ii.<i\sator eingesetzt, um die Härtung zu beschleunig··!,
π κ.· hei Raumtemperatur zu Elastomeren härtruiYi!
Massen können ferner übliche, bekannte Füll-Mol!c
lii-d Zusätze enthalten.
On.· ungehärteten bei Raumtemperatur zu ElasloniiK-ri
hüriendcn Massen und die erfindungsgcmäß
\eiAveivJejcn Organosiliciumverbindungen werden
nucli /ui Herstellung von zu Elastomeren härtbaren
Ma.v.iT, üblichen Methoden miteinander vermengt. Vorzugsweise wird die Organosiliciumverbindung
[!!'.■kli/L'ihg mit dem Vernetzer zugegeben. Die crfinc!iu,L's:."cir,äß
verwendeten Organosilicium verbindungen können als Teil des Vernetzungsmittels wirken,
odor die Organosiliciumverbindungen, die keine Sigduindenen
Halogenatome enthalten, können das Vernetzungsmittel auch vollkommen ersetzen.
Die bei Raumtemperatur härtbaren Massen mit dem erfindungsgemäß verwendeten Zusatz erhöhen
die Klebverbindung zwischen dem gehärteten Organo-P'Mvsiloxanelastomeren
und dem Substrat, welche in (ion meisten Fällen nur durch Versagen des Klebstoffs.
d. h. der innermolekularcn Kräfte, die den Zusammen
halt des Klebstoffs bewirken., zerstört wird. Währcnc die meisten der bei Raumtemperatur zu Elastomere
härtenden Organopolysiloxanc zwar auf verschiedenen Stoffen haften, ist die Klebverbindung meist jedoc
sehr schwach, insbesondere bei Metallen wie Alumi nium. Die mit dem erfindungsgemäß verwendeten Zu
satz gehärteten Massen besitzen hingegen eine verbes sertc Haftung auf den verschiedenartigsten Substraten
ίο wie Glas, Keramik, Holz, Aluminium, rostfreiem Stah Titan, ferner anderen Metallen oder Epoxyharzen. Si
besitzen eine besonders gute Haftung auf Metallen, wi Aluminium, wobei eine Zerstörung üblicherweise nu
durch Versagen des Klebstoffs bewirkt wird.
Es wurden homogene Gemische aus bei Raum
temperatur härtbaren Massen der unten angegebenen Zusammensetzung hergestellt. Von jeder ungehärteten
Masse wurden 5 Häufchen auf eine 10,2 χ 15,2 cm große Aluminiumplatte gesetzt, und jedes Häufchen
wurde mit einem 0,64 cm breiten, etwa 30,5 cm langen Streifen aus Aluminiumfolie bedeckt, so daß von diesem
etwa 1^,2cm mit dem Häufchen in Berührung
waren, und dann zusammengepreßt, so daß sich dii ungehärtete Masse in einer Dicke von 0,32 cm zwi
sehen der Platte und dem Streifen befand. Vorhe waren sowohl die Aluminiumplatten als auch di<
Streifen aus Aluminiumfolie mit Trichloräthylen und Methylisobutylketon gereinigt worden.
Diese Verbundstoffe wurden dann gemäß den in Tabelle I aufgeführten Zeiten unter Zutritt der Luft
feuchtigkeit bei Raumtemperatur zum Härten stehen gelassen. Nach dem Härten wurde die unter dem
Aluminiumstreifen überstehende, gehärtete Masse mi einer Rasierklinge von der Aluminiumplattc abge
trennt, so daß die Haftung nur auf der definierter Fläche des Streifens bestimmt und nicht durch di
überschüssige, gehärtete Masse beeinflußt werden konnte. Die Streifen wurden dann in einem Winkel vor
180" auf einem Testgerät mit einer Geschwindigkei von 30,5 cm/Min, abgezogen.
Einzelheiten dieser Haftungsprüfung sind in ASTM D-903-Methode näher beschrieben. Die Ergebnisse
in kg/cm Länge sind ein Maß für die Schälfestigkeit und die Art des Versagens wurde entweder als Kc'.ä
liionsversagen oder als Adhäsionsversagen festgestellt
Unter dem Adhäsionsversagen ist ein Versagen de Klebfähigkeit des Klebstoffs zwischen Substrat unc
gehärteter Masse zu verstehen, wobei keine gehärtete Masse auf dem Aluminiumsubstrat zurückbleibt
Unter dem Kohäsionsversagen ist ein V?rsagen de:
Klebstoffs, d. h. der innermolekularen Kräfte, die der Zusammenhalt des Klebstoffs bewirken, zu verstehen
wobei die gehärtete Masse zerbricht und teilweise au dem Aluminiumsubslrat zurückbleibt.
Zusammensetzung der Masse
ItH) Gewichtsteile eines endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität
von 13OOOcSt/25°,
25 Gewichtsteile eines verstärkenden Siliciumdioxidfullstoffes mit (CH3I3SiO0 5 Gruppen auf der Oberfläche.
X Gewichtsteile Orthokieselsäureäthylester,
Y Gewichtsteile (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH,
Z Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat.
Y Gewichtsteile (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH,
Z Gewichtsteile Dibutylzinndilaurat.
9 | Gewichtstcilc | 2 063 630 | Z | έ | Schiilfc | Versagen | 10 | Härtimg | |
Tabelle I | 1.0 | Adhäsiv | Versagen | ||||||
1,0 | nach I woch Härtung | Kohäsiv | Adhäsiv | ||||||
1,0 | kg cm | Kohäsiv | itipkcit | Kohäsiv | |||||
1.0 | 0,356 | Kohäsiv | Kohäsiv | ||||||
K | 3.0 | 125.0 | Kohäsiv | nach Imnnat. | Kohäsiv | ||||
3 | 3.0 | 125,0 | Kohäsiv | kg/cm | Kohäsiv | ||||
3 | 3.0 | 135.5 | Kohäsiv | 1,42 | Kohäsiv | ||||
3 | 3,0 | 50 | Kohäsiv | 128,5 | Kohäsiv | ||||
3 | 3,0 | 114.0 | Kohäsiv | 133,9 | Kohäsiv | ||||
O | 132.0 | 125,0 | Kohäsiv | ||||||
O | 107,0 | 46,43 | |||||||
O | Y | 107.0 | 125,0 | ||||||
O | O | 124,8 | |||||||
O | 0.5 | 124,8 | |||||||
1,0 | > 178,6 | ||||||||
2.0 | |||||||||
0,67 | |||||||||
1,34 | |||||||||
2.01 | |||||||||
3,00 | |||||||||
6,70 | |||||||||
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Zum Vergleich wurden die folgenden, bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbaren Massen hergestellt und
die Schälfestigkeil wie oben beschrieben geprüft:
100 Gewichtsteile des endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polvdimethylsiloxans, wie oben beschrieben.
25 Gewichtsteile des Siliciumdioxidfüllstoffes, wie oben beschrieben,
3 Gewichtsteile eines Vernetzers wie in Tabelle II aufgeführt und
1 Gewichtsteil Dibutylzinndilaurat.
3 Gewichtsteile eines Vernetzers wie in Tabelle II aufgeführt und
1 Gewichtsteil Dibutylzinndilaurat.
Vernetzer
1. (CH3O)3SiCH2CH(CH3)CH2C(CH3)J
2. (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOCH3
3. (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2OCH2CHCH2
4. (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2CN
5. (CH3O)3SiCH2CH2CH2SH
*) Alle Proben zeigten Adhäsivvcrsagen.
Zur Prüfung der Haftung auf anderen Substraten wurde die Masse Nr. 8 aus Tabelle I verwendet. Statt der
oben beschriebenen Aluminiumplatte wurden die in Tabelle III aufgeführten Platten verwendet. Die Ergebnisse
in Tabelle III wurden nach einer Woche langem Härten bei Raumtemperatur unter Zutritt der Luftfeuchtigkeit
ermittelt. Alle Proben zeigten Kohäsionsversagen.
Schälfestigkeit | nach | *) |
n:trh Iwnrti Härtung
(kg/cm) |
Imnnat Hiirlun
(kg/cm> |
|
0,285 0,214 |
3,56 2,14 |
|
0,286 0,214 1,428 |
10,70 2,14 |
Substrat
Haftung (kg/cm)
1. Titan
2. Rostfruer Stahl.
3. Glas
139.0 124,8 125.0
3 e i s ρ i e 1 2
Die folgenden Gemische wurden, wie im Beispiel I beschrieben, hergestellt und dann hinsichtlich ihrer Schälfestigkeit
geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt. Die Härtung wurde durch 1 Woche
Stehenlassen bei Raumtemperatur unter Zutritt der Luftfeuchtigkeit durchgeführt.
76,34 Gewichtsteile eines endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polyirifluorpropylmethylsiloxans mit
einer Viskosität von 40 000 cSt/25°C
15,27 Gewichtsteile des im Beispiel ! beschriebenen Siliciumdioxids.
0,76 Gewichtsteile Lampenruß. 7,63 Gewichtsteile Vinyltriacetoxysilan und Χ Gewichtsteile (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
11
Cicwichtstcilc X
0.00 0,25 2,00
2 | 063 | 630 |
Tabelle | IV | |
kg cm | ||
1.71 | ||
23.4 | ||
21.4 | ||
B | e i s ρ i c | :l 3 |
12
Härtung
Versagen
Adhäsiv Kohäsiv Kohäsiv
Die folgenden Gemische wurden, wie im Beispiel I beschrieben, hergestellt und dann hinsichtlich ihrer Schäl
festigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle V aufgeführt. Die Härtung wurde durch I Woche Stehenlasser
bei Raumtemperatur unter Zutritt der Luftfeuchtigkeit durchgeführt.
90,70 Gewichtsteile des Polydimethylsiloxans mit endständigen CH3{(CH,CH2) (CH3)C = NOi2SiO05-Em-
heilen und einer Viskosität von etwa 10 000 cSt/25"C,
8,05 Gewichtsteile pyiogen gewonnenes Siliciumdioxid,
0,96 Gewichtsteile Titandioxid,
0,29 Gewichtsteile Dibulylzinndioctoat und
0,96 Gewichtsteile Titandioxid,
0,29 Gewichtsteile Dibulylzinndioctoat und
X Gewichtsteile (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
(icwichlstcilc X
0.00 0,25 0.50 1.00 2,00
7,15 50,0 50,0 67,8 64,2
Schiilfesiigkcit
Adhäsiv Kohäsiv Kohäsiv Kohäsiv Kohäsiv
Line Masse derselben Zusammensetzung wie oben beschrieben, mit der Ausnahme, daß an Stelle von
(CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
0,8 Gewichtsteile
(CH3COO)3SiCH2CH2SCH2COOH
verwendet wurden, ergab nach 2 Wochen langem Härten bei Raumtemperatur und unter Anwendung der gleichen
Testmethoden eine Schälfestigkeit von 35,6 kg/cm. Es trat Kohäsionsversagen ein. Das Substrat war Aluminium.
Die folgenden Gemische wurden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt und dann hinsichtlich ihrer Schälfestigkeit
geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI aufgeführt. Die Härtung erfolgte durch 1 Woche Stehenlassen
bei Raumtemperatur unter Zutritt der Luftfeuchtigkeit.
70,64 Gewichtsteile eines Polydimethylsiloxans mit endständigen CH3(CH3O)2SiO0 5-Einheiten und einer
Viskosität von 10 000 cSt/25°C,
24,24 Gewichtsteile des im Beispiel 1 beschriebenen Siliciumdioxidfüllstoffes,
2,42 Gewichtsteile Titandioxid,
0,21 Gewichtsteile Lampenruß,
2,08 Gewichtsteile Methyltrimethoxysilan,
0,34 Gewichtstei1" Titanacetylacetonat.
0,07 Gewichtsteile Kupferacetylacetonat und
X Gewichtsteile (CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
13 | VI | |
Tabelle | Schiilfcsligkeil | |
(icwiciitstcile | ||
X | kg ein | |
0.0 | 4.45 | |
1.0 | 142.8 | Versagen |
Adhäsiv | ||
Kohiisiv |
Das erhaltene Elastomere hatte eine Zugfestigkeit bis zum Bruch von 40,4 kg/cm2 und eine Bruchdehnung
von 600%. Eine Masse der gleichen Zusammensetzung, wie oben beschrieben, mit der Ausnahme, daß
an Stelle von
(CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
0,8 Gewichtsteile
0,8 Gewichtsteile
(CH3COO)1SiCH2CH2SCH2COOH
verwendet wurden, zeigte nach der Härtung und Anwendung
der gleichen Testmethode eine Schälfestigkeit von 124,8 kg/cm. Es trat Kohäsionsversagen ein,
Ein Gemisch aus 100 Gcwichtsteilen eines endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polydimethylsi'oxans,
wie im Beispiel I beschrieben, 25 Gewichtstcilen des im Beispiel 1 beschriebenen Siliciumdioxids,
3 Gewichtstcilen eines endständige Trimethylsiloxygruppen
aufweisenden Polymcthylhydrogensiloxans mit durchschnittlich 34 Si-Atomcn je Molekül,
i,0 Gcwichtstcii Dibutyizinndiiaurat und i,0 Gewichtsteil
(CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
wurde hergestellt und 1 Woche bei Raumtemperatur unter Zutritt der Luftfeuchtigkeit zum Härten stehengelassen.
Unter Verwendung eines Aluminiumsubstrats nach der im Beispiel 1 beschriebenen Prüfung
wurde eine Schälfestigkeit von 150 kg/cm festgestellt. Es trat Kohäsionsversagen ein. Eine Masse gleicher
Zusammensetzung, jedoch ohne
(CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
hatte eine Schälfestigkeit von 0,178 kg/cm. Unter den
gleichen Testbedingungen trat Adhäsionsversagen ein.
Ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen des endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans
gemäß Beispiel 1, 25 Gewichlsteilen des SiIiciumdioxids
gemäß Beispiel 1, 4 Gewichtsteilen PoIykicselsäurcäthylester mit 67,7 Gewichtsprozent Athcxygruppen,
1,0 Gewichtsteil Dibutylzinndiliuirat und
1,0 Gewichtsteil
(CH3O).,SiCH2CH2SCHCH2COOI I
COOH
wurde 6 Tage bei Ilaumtemperatur unter Verwendung eines Aluminiumsubstrats zum } Hirten stehengelassen.
Nach der Prüfung gemäß Beispiel 1 wurde eine Schälfestigkeit von 86,9 kg/cm gefunden. Es trat
Kohäsionsvcrsasen ein. Die gleiche Zusammensetzung ohne
(CH3O)3Si.CH2CH2SCHCH2COOH
COOH
COOH
hatte eine Schälfestigkeit von 0,178 kg/cm. Bei den gleichen Testbedingungen trat Adhäsionsversagen ein.
Ein Gemisch aus 100 Gcwichtsteilen des endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polydimcthylsiloxans
gemäß Beispiel 1, 25 Gewichtsteilen des SiIiciumdioxids gemäß Beispiel 1, 5 Gewichtsteilen des
Gemisches aus 50 Gewichtsteilen Methyltriacetoxysilan und 50 Gewichtsprozent Älhyitriacetoxysilan
und 1,0 Gewichtsteil
(CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
wurde unter Verwendung eines Aluminiumsubstrats 1 Woche bei Raumtemperatur zum Härten stehengelassen.
Bei der Pruning gemäß Beispiel 1 wurde eine Schälfestigkeit von 107,0 kg/cm festgestellt. Es trat
Kohäsionsversagen ein. Eine Masse gleicher Zusammensetzung, jedoch ohne
(CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
hatte eine Schälfestigkeit von 21,4 kg/cm. Es trat Adhäsionsversagen ein.
Ein Gemisch aus 100 Gewichtsleilen des endstu. ■
dige Hydroxylgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans gemäß Beispiel 1, 3 Gewichtsteilen
(CH3O)3SiCH2CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2COOH
und 1,0 Gewichtsleil Dibutylzinndilaurat wurde unter Verwendung eines Aluminiumsubstrats 1 Woche bei
Raumtemperatur zum Härten stehengelassen. Nach der Prüfung gemäß Beispiel 1 wurde eine Schälfestigkeit
von 57,0 kg/cm festgestellt. Es trat Kohäsionsversagen ein.
Ein Gemisch aus 100 Gewichtsteilen des endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans
gemäß Beispiel 1, 25 Gewichtsteilen des SiIiciumdioxids gemäß Beispiel 1,3 Gewichlsteilen Orthokieselsäureäthylester,
1,0 Gewichtsteil
(CH3O)2(CH3)SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
und 1,0 Gewichtsteil Dibutylzinndilaurat wurde unter Verwendung eines Aluminiumsubstrats 3 Wochen bei
Raumtemperatur zum Härten stehengelassen. Nach der Prüfung gemäß Beispiel 1 wurde eine Schälfestigkeit
von 31,5 kg/cm festgestellt. Es trat Kohäsionsversagen ein.
Ein Gemisch derselben Zusammensetzung, mit der Ausnahme, daß an Stelle von
(CH3O)2(CH3)SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
1,0 Gewichtsteil
1,0 Gewichtsteil
(CH3O)2(CH3)SiCH2CH2SCH2COOH
verwendet wurde; zeigte bei der gleichen Prüfung
verwendet wurde; zeigte bei der gleichen Prüfung
15 16
-- die Härtung erfolgte jedoch 2 Wochen bei Raum- ein Polymerisat aus Einheilen der Formel
temperatur — eine Schälfestigkeit von 71.5 kg/cm. Es
temperatur — eine Schälfestigkeit von 71.5 kg/cm. Es
trat Kohäsionsversagen ein; das Substrat war Alu- (HOOCCH2CH2SCH2CH2CH2)(CHjOCmO
minium. verwendet wurde, zeigte bei der gleichen Prüfung
Ein weiteres Gemisch derselben Zusammensetzung. 5 —allerdings erfolgte die Härtung 2 Wochen be; Raum-
mit der Ausnahme, daß an Stelle von temperatur — eine Schälfestigkeit von 46.4 kg cm.
Als Substrat wurde Aluminium verwendet. Es trat
(CH3O)2(CH3)SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH Kohäsionsversagen ein.
Claims (3)
1. Verwendung von Organosiliciumverbindungen. die mindestens ein Si-Atom, mindestens einen
organischen Rest, der mit dem Si-Atom durch eine Si — C-Bindung verknüpft ist und der mindestens
eine Carboxylgruppe enthält, und je Si-Atom mindestens eine Si-gebundene hydrolysierbare
Gruppe aufweisen, wobei die restlichen Valenzen der Si-Atome durch einwertige, gegebenenfalls
halogenierte Kohlenwasserstoffreste und oder Sauerstoffatome in Form von Siloxanbindungen
abgesättigt sind und die organischen Reste aus C-Atomen, Η-Atomen, C-gebundenen Halogenatomen.
C-gebundenen O-Atomen. O-Atomen. die sowohl an C — als an H — gebunden sind. C-gebundenen
N-Atomen. N-Atomen, die sowohl an C— als an H — gebunden sind, C-gebundenen
S Atomen und S-Atomen, die sowohl an C — als an H — gebunden sind, so aufgebaut sind, dal
nicht mehr als 18 C-Atome in einer ununter brochenen Kohlenwasserstoffkette vorhanden sind
in Meneen von 0,1 bis 10%. bezogen auf das Gc
wicht der Organopolysiloxane, als Bestandteil ii bei Raumtemperatur zu Elastomeren härtbarei
Massen auf Grundlage von Organopolysiloxanen gegebenenfalls Füllstoffen. Vernetzungsmitteln
Härtungskatalysatoren und anderen üblichen Zu Sätzen, deren Härtung durch Reaktion einer Si
gebundenen, hydrolysierbaren Gruppe, Halogen atome ausgenommen, mit einer Si ".rbundcner
Hydroxylgruppe und/oder Wasser erfolgt.
2. Verwendung der Organosiliciumverbindun
een in Mengen von 1 bis 5%, bezogen auf das Gc ^vicht der Organopolysiloxane, Tür den in At:
spruch 1 angegebenen Zweck.
3. Verwendung von Verbindungen der Formeln
(CH3O)3SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
(CH3COO)3SiCH2CH2SCH2COOH
(CH3O)3SiCH2CH2SCHCH2COOH
COOH
(CH3O)3SiCH2CH2CH3NHCH2CH2NHCH2CH2COOH
(C^O)2(CHj)SiCH2CH2CH2SCH2CH2COOH
(CPi1O)2(CH3)SiCH2CH2SCH2COOH
oder einem Poiysiloxan aus Einheiten der Formel
(HOOCCH2CH2SCH2CH2CH2)(CH3O)SiO
als Organosiliciumverbindungen nach Anspruch 1 für den dort angegebenen Zweck.
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