DE2166495C3 - Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitenden, wärmebeständigen Polysiloxanelastomeren oder eines entsprechenden Überzugs hiervon aus einer Polysiloxanemulsion - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitenden, wärmebeständigen Polysiloxanelastomeren oder eines entsprechenden Überzugs hiervon aus einer PolysiloxanemulsionInfo
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Description
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stellung keine organischen Lösungsmittel benötigt zugsweise 60 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das
werden, welche dem Personal gefährlich werden und Gewicht des Sibxans. Wenn die Menge der ober-
die Umwelt verschmutzen können. flächenaktiven Sulfonsäure über 2 Gewichtsprozent
Das eingangs genannte Verfahren ist dadurch ge- liegt, wird die Wärmestabilität des schließlich erhal-
kennzeichnet, daß man aas einer 5 tenen Polysiloxanelastomeren auf einen Wert vermindert,
der beispielsweise bei Temperaturen über 1750C
A) durch Lösen von 0,01 bis 2 Gewichtsprozent einer unannehmbar ist.
oberflächenaktiven organischen Sulfonsäure, deren Die wäßrige Lösung der oberflächenaktiven Sulfonorganische
Gruppe aus Kohlenstoff und Wasser- säure wird mit Siloxan in einer Menge versetzt, die eine
stoff oder Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauer- io Mischung mit einem Wassergehalt von 40 bis 95 Gestoff
in Form eines Athersauerstoffs besteht und wichtsprozent ergibt. Das Siloxan kann in jeder gewenigstens
12 Kohlenstoffatome enthält, in 40 bis wünschten Weise zugegeben werden, z. B. auf einmal,
95 Gewichtsprozent Wasser, wobei die Menge der langsam während einer gewissen Zeitdauer, in Anoberflächenaktiven
Sulforisäure und des Wassers teilen u. dgl. Die Temperatur, bei der die Zugab; erjeweils
auf das Gewicht des Siloxans in B) be- 15 folgt, ist nicht besonders kritisch. Temperaturen, die
zogen ist, 1000C nahekommen oder Temperaturen über 100 3C
B) durch Einmischen eines cyclischen PoJydiorgano- sind jedoch nicht besonders geeignet, da eine entsiloxans,
eines hydroxylendblockierten Polydi- stehende Dispersion durch Sieden zerstört werden
organosiloxans mit seiner - kann.
organosiloxans mit einer Viskosität von nicht 20 Nachdem das Siloxan zugesetzt ist, wird die Mimehr
als 20OcSt bei 25°C oder Mischungen schung zur Erzeugung einer stabilen Dispersion homodaraus,
worin 90 bis 100% der an Silicium ge- genisiert. Die Mischung wird am besten dadurch hobundenen
organischen Reste Methylreste und mogenisiert, daß sie durch eine Homogenisiervorrieh-0
bis 10% Äthyl-, Phenyl-, Vinyl- oder 3,3,3-Tri- tung reführt wird. Solche Homogenisiervorrichtungen
fluorpropylreste sind, in die nach A) erhaltene 25 sind im Handel erhältlich. Die Mischung kann so oft
Lösung, wie gewünscht durch eine Hoinogenisiervorriehtung
C) durch Homogenisieren und Bildung einer stabilen geführt werden, solange eine stabile Dispersion entDispersion
der nach B) erhaltenen Mischung, steht. Zwei oder drei Durchgänge sind gewöhnlich ge-
D) durch wenigstens einstündiges Erwärmen dieser eignet.
Dispersion auf eine Temperatur von 25 bis 95°C 30 Die erhaltene stabile Dispersion wird dann wenigunter Polymerisation des Siloxans, stens eine Stunde auf 25 bis 95°C erwärmt. Da bei den
E) durch Versetzen des nach D) erhaltenen Pro- niedrigeren Temperaturen von 25 bis zu 700C die
duktes mit einem nicht ionischen Emulgator in Polymerisation länger dauert, werden die höheren
einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsprozent, be- Temperaturen von 70 bis 95°C bevorzugt. Bei 90'C
zogen auf das Gewicht des Siloxans, 35 erfolgt beispielsweise in 3 bis 5 Stunden eine aus-
F) durch Erzeugung einer Emulsion eines Polydi- reichende Polymerisation, so daß ein Polydiorganoorganosiloxans
mit einer Viskosität von 2000 bis siloxan mit einer Viskosität innerhalb der oben ange-100
000 cSt bei 25°C mit einem pH-Wert von 6,5 gebeaen Grenzen erhalten wird.
bis 9 durch Neutralisation der oberflächenaktiven Nachde η wenigstens eine Stunde lang die Polymeri-
Sulfonsäure, 4° sation stattgefunden hat, wird ein nicht ionischer
G) durch Einmischen von feinteiligem Ruß in einer Emulgator in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtspro-Menge
von 8 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf zent, bezogen auf das Gewicht des Siloxans, zugesetzt,
das Gesamtgewicht des Siloxans und des Rußes, Es ist notwendig, den nicht ionischen Emulgator an
in die nach F) erhaltene Emulsion und dieser Stelle des Verfahrens zuzusetzen. Wenn er vor
H) durch Versetzen der dabei erhaltenen Emulsion, 45 oder während der Polymerisation zugegeben wird,
bezogen auf das Gewicht des Siloxans, mit 0,005 wird die Polymerisation gehemmt. Der nicht ionische
bis 5 Gewichtsprozent eines Salzes einer Carbon- Emulgator wird benötigt, um die Dispersion während
säure mit einem der Metalle Zink, Blei, Cobalt, des restlichen Teils des Verfahrens in emulgiertem ZuEisen
oder Zinn und 0,5 bis 10 Gewichtsprozent stand zu halten.
eines Silans der Formel RSi(OR')3, worin R einen 5° Nachdem der nicht ionische Emulgator zugesetzt ist,
einwertigen Kohlenwasserstoff- oder halogenier- wird die oberflächenaktive Sulfonsäure bis zu einem
ten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlen- pH-Wert von 6,5 bis 9 und vorzugsweise 6,8 bis 8
Stoffatomen und R' einen Alkylrest mit 1 bis neutralisiert. Die jeweiligen Maßnahmen für die Neu-
6 Kohlenstoffatomen bedeutet, tralisation sind nicht kritisch, und jede der bekannten
55 Maßnahmen kann angewandt werden. Die besten Erhergestellten Emulsion durch Verdampfen des Wassers gebnisse werden erzielt, wenn eine verdünnte Lösung
einen Polysiloxanelastomeren erzeugt oder ein Sub- eines Alkalihydroxids, Alkalicarbonats oder Alkalibistrat
mit einem Film dieser Emulsion beschichtet. carbonats verwendet wird. Die Temperatur, bei der
Die Beschichtung des Substrates mit einem Film er- die oberflächenaktive Sulfonsäure neutralisiert wird,
folgt zweckmäßigerweise durch Eintauchen des Sub- 60 ist nicht kritisch. Vorzugsweise wird die Emulsion
strates in ein Bad der Emulsion. jedoch abgekühlt und bei einer Temperatur von 40 bis
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten 700C neutralisiert. Das erzeugte Polydiorganosiloxan-Emulsion
wird eine oberflächenaktive Sulfonsäure in polymere hat eine Viskosität von 2000 bis 100 000 cSt
Wasser gelöst. Die oberflächenaktive Sulfonsäure liegt bei 25°C und vorzugsweise von 20 000 bis 40 000 cSt
in einer Menge von 0,01 bis 2 Gewichtsprozent und 65 bei 25°C. Die hierin angegebenen Viskositäten der
vorzugsweise 0,1 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf Polydiorganosiloxane beziehen sich auf die Viskosität
das Gewicht des Siloxans, vor. Die verwendete Wasser- des Polydiorganosiloxans selbst und nicht auf die
menge beträgt 40 bis 95 Gewichtsprozent und vor- Viskosität der Emulsion.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Emulsion zur Aufnahme sion einen Monat lang oder länger ohne Austausch der
des feinteiligen Rußes bereit, der dem Polysiloxan- gesamten Emulsion verwendet werden. Dies bietet
elastomeren die elektrische Leitfähigkeit verleiht. Der viele offensichtliche Vorteile bei einer Fließbandpro-Ruß
kann aus irgendeiner der feinteiligen technischen duktion, bei der Substrate getaucht werden. Die Emul-Rußsorten
bestehen, die als Füllstoffe verwendet wer- 5 sion kann ohne weiteres einmal oder zweimal regeneden,
besonders aus solchen, die bekanntermaßen hohe riert werden, beim Versuch, die Emulsion mehr als
elektrische Leitfähigkeit haben. Der feinteilige Ruß zweimal zu regenerieren, ist jedoch Vorsicht geboten,
wird in einer Menge von 8 bis 35 Gewichtsprozent, Vorzugsweise wird die Emulsion durch Zugabe von
bezogen auf das Gesamtgewicht des Siloxans und des Alkoxysilan oder von Alkoxysilan und Organometall-Rußes,
zugesetzt. Der Ruß kann in jeder geeigneten 10 katalysator regeneriert.
Weise zugegeben werden, es wird jedoch bevorzugt, den Das aus der erfindungsgemäß verwendeten Emulsion
feinteiligen Ruß lediglich einzurühren. Der Ruß wird hergestellte Polysiloxanelastomere weist ausreichende
bei einem Minimum von Durchmischung glatt in der elektrische Leitfähigkeit und Wärmestabilität auf, so
Emulsion dispergiert. daß er als Leiter für ein Motorzündkabel verwendei
Nachdem der Ruß zugesetzt ist, wird ein Organo- 15 werden kann.
metallkatalysator in einer M»nge von 0,005 bis 5 Ge- Die oberflächenaktiven Sulfonsäuren sind bekannt,
wichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Siloxans, Die oberflächenaktiven Sulfonsäuren sind organische
und ein Alkoxysilan in einer Menge von 0,5 bis 10 Ge- Sulfonsäuren, in denen die organische Gruppe aus
wichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Siloxans, Kohlenstoff und Wasserstoff besteht und auch Sauerzugesetzt.
Die in dieser Weise erzeugte Emulsion ist 20 stoff als Äthergruppe enthalten kann. Die organischen
stabil und kann zum Beschichten von Substraten durch Gruppen enthalten wenigstens 12 Kohlenstoffatome.
Eintauchen des Substrats in die Emulsion verwendet Die organischen Sulfonsäuren können aromatische
werden. Das eingetauchte Substrat wird von der Emul- oder aliphatische Sulfonsäuren sein. Aromatische
sion überzogen, und beim Verdampfen des Wassers Sulfonsäuren sind die Alkylarylsulfonsäuren, in denen
härtet der Überzug zu einem wärmestabilen elektrisch 25 der Arylrest aus Benzol-, Naphthalin- oder Diphenylleitenden
Siliconkautschuk. Es ist nicht erforderlich, ätherresten bestehen kann. Die Alkylreste der Alkyldie
Abscheidung aus der Emulsion ζί erwärmen, da- arylsulfonsäuren können entweder linear oder vermit
sie zu einem Polysiloxanelastomeren härtet, ge- zweigt sein. Beispiele für die Alkylbenzolsulfonsäuren
wünschtenfalls kann jedoch erwärmt werden. Das sind Dodecylbenzolsulfonsäure oder Tridecylbenzol-Erwärmen
soll nicht so stark sein, daß der härtende 30 sulfonsäure, die linear oier verzweigt sein können.
Siliconkautschuk infolge des entweichenden Wasser- Zu den aliphatischen Sulfo lsäuren gehören beispielsdampfes
Blasen oder Fehlstellen bildet. Die Emulsion weise lineare oder verzweigte Alkylsulfonsäuren auf
kann auch zur Abscheidung eines Polysiloxanelastome- Paraffinbasis.
ren durch Verdampfen des Wassers aus dei Emulsion Es sind solche oberflächenaktiven Sulfonsäuren geverwendet
werden. In diesem Fall wird kein Substrat, 35 eignet, die wenigstens 12 Kohlenstoffatome im organisondern
nur ein Behälter für die Emulsion benötigt. sehen Rest enthalten und dadurch oberflächenaktive
Die Emulsion, die den Organometallkatalysator und Eigenschaften aufweisen, die eine Dispersion des
das Alkoxysilan enthält, härtet in einer Zeit bis zu Siloxans in Wasser ergeben, die für den Gebrauch ge-
2 Wochen oder darüber zu einem vorteilhaften Poly- nügend stabil ist. Die oberflächenaktiven Sulfonsäuren
siloxanelastomeren. Die Emulsion bleibt zwar stabil, 40 müssen außerdem mit Wasser dispergierbar sein,
nach langer Lagerung härten die Abscheidungen Geeignete Klassen von oberflächenaktiven Sulfon-
jedoch nicht befriedigend. Zur Lagerung wird daher säuren sind die Alkylbenzolsulfonsäuren, die Alkyl-
die Emulsion in zwei oder mehr Packungen hergestellt naphthalinsulfonsäuren, die Alkylsulfonsäuren oder
und aufbewahrt. Eine Packung kann die Emulsion die Alkyldiphenyläthersulfonsäuren. Davon werden
nach Zusatz des Rußes und eine andere Packung das 45 die Alkylbenzolsulfonsäuren mit wenigstens 15 Koh-
Alkoxysilan und den Organometallkatalysator ent- lenstoffatomen bevorzugt.
halten. Das Alkoxysilan und der Organometallkataly- Die verwendeten Siloxane umfassen dit cyclischen
sator müssen sich nicht in einem einzigen Behälter bc- Polydiorganosiloxane und hydroxylendblockiertePoIyfinden,
sondern können auch in getrennten Behältern diorganosiloxane mit einer Viskosität von nicht mehr
gehalten werden. Ferner kann entweder der Organo- 50 als 200OcSt bei 25°C. Die organischen Reste bestehen
metallkatalysator oder das Alkoxysilan der Emulsion aus Methyl-, Äthyl-, Phenyl-, Vinyl- oder 3,3,3-Trizugefügt
werden, nachdem der Ruß zugesetzt ist, und fluorpropylresten, wobei wenigstens 90% und vorder
andere Bestandteil kann in einem eigenen Behälter zugsweise wenigstens 98 % der organischen Reste
aufbewahrt werden. Wenn die Emulsion zur Ab- Methylreste sind. Von den cyclischen Polydiorganoscheidung
des wärmestabilen elektrisch leit nden 55 siloxanen sind alle bekannten cyclischen Polydi-Polysiloxanelastomeren
verwendet werden soll, wird organosiloxane geeignet, die drei oder mehr Diorganoder
Inhalt der zwei oder mehr Packungen vermischt, siloxaneinheiten pro Molekül aufweisen. Die hy-
und die Emulsion härtet bei Raumtemperatur 'mter droxylendblockierten Polydiorganosiloxane sind allge-Wasserentzug
zu einem elektrisch leitfähigen sowie mein bekannt und als Handelsprodukte erhältlich,
wärmestabilen Körper. 60 Der verwendete nicht ionische Emulgator kann einer
wärmestabilen Körper. 60 Der verwendete nicht ionische Emulgator kann einer
Wenn die Emulsion zur Abscheidung eines hart- der bekannten nicht ionischen Emulgatoren sein, zu
baren Siliconkantschuks unbrauchbar wird, kann sie denen beispielsweise Saponine, Kondensationsproregeneriert
werden. Die Emulsion wird durch Zugabe dukte von Fettsäuren mit Äthylenoxid, z. B. Tetravon
weiterem Organometallkatalysator, Alkoxysilan äthylenoxiddodecylester, Kondensationsprodukte von
oder beiden regeneriert. Vorzugsweise sollen etwa die 65 Äthylenoxid und Monoanhydrosorbittrioleat, Kongleichen
Mengen angewandt werden, wie sie Ursprung- densationsprodukte von phenolischen Verbindungen
lieh zur Herstellung der Emulsion benutzt wurden. mit Seitenketten mit Äthylenoxid, z. B. Konden-Bei
Regenerierung der Emulsion kann die Emul- sationsnrodukte von ÄthvlennxiH mit knHnrWvi-
7 8
phenol, oder Iminderivate, z. B. polymerisiertes Äthy- wird eine elastomere Folie mit einem Durometerwert
lenimin oder N-Octadecyl-N.N'-äthylenimid, gehören. von 60 auf der Shore-A-Skala, einer Zugfestigkeit bei
Das Alkoxysüan ist ein Silan der Formel RSi(OR'),·,, Bruch von 19 kg/cm2, einer Elongation bei Bruch von
worin R einen einwertigen Kohlenwasserstoff- oder 250% und einem Spannungswert von 30% erhalten,
halogenierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Koh- 5 Die Folie hat einen spezifischen Widerstand von
Ienstoffatomen und R' einen Alkylrest mit 1 bis 6 Koh- 6,39 · 103 Ohm · cm. Zur Bestimmung der Wärme-
lenstoffatomen, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Iso- Stabilität der Folie wird diese auf eine bestimmte
propyl-, Pentyl- oder Hexylrest, bedeutet. Vorzugs- Temperatur erwärmt und die Zeitdauer festgestellt,
weise sind beide Reste R und R' Methylreste. nach der die Folie brüchig wird. Die Folie ist 3 Tage
Die Metallsalze von Carbonsäuren, die als Metall io bei 2000C und 11 Tage bei 175°C wärmestabil. Eine
Zink, Blei, Ccbalt, Eisen oder Zinn enthalten, sind weitere Probe der Emulsion wird mit 4 Teilen Bariumfür
die Kondensation von siliciumgebundenen Alkoxy- zirconat versetzt. Eine so erhaltene gehärtete Folie hat
resten mit Silanolen und die Kondensation von eine Wärmestabilität von 11 Tagen bei 2000C und
Silanolen mit Silanolen allgemein bekannt. Die bevor- 42 Tagen bei 175°C.
zugten Metallsalze der Carbonsäuren sind die Di- »5
organozinncarboxylate.
organozinncarboxylate.
Das erfindungsgemäß hergestellte Polysiloxanelasto- Beispiel 2
mere bzw. entsprechende Überzüge hiervon bieten verschiedene Vorteile. Er läßt sich aus einer wäßrigen Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird
Emulsion herstellen, die ein gefahrlos zu handhabender 20 mjt der Ausnahme wiederholt, daß die Rußmenge abStoff
ist und die Umgebung nicht verschmutzt, wenn geändert wird. Es werden gehärtete Polysiloxanfolien
sie verworfen oder verdampft wird. Ferner erhält man mit folgenden Leitfähigkeitseigenschaften erhalten:
ihn durch Härten der wäßrigen Emulsion, während
gemäß bekannten Methoden bei Raumtemperatur
gemäß bekannten Methoden bei Raumtemperatur
härtbare Siliconmassen unter wasserfreien Bedingun- 25
gen gelagert werden mußten. Weitere Vorteile ergeben Ruß Spezifischer
sich daraus, daß die Emulsion regeneriert werden kann, Widerstand
wenn sie keinen bei Raumtemperatur härtbaren SiIi- Gewichtsprozent Ohm · cm
conkautschuk mehr ergibt.
Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung 30
näher erläutert. 45 1,86-10»
Beispiel 1
a) Herstellung der Emulsion
1609 g destilliertes Wasser werden mit 6,0 g Dodecylbenzolsulfonsäure
versetzt. Nachdem sich die Dodecylbenzolsulfonsäure gelöst hat, werden 1200 g einer
Mischung von cyclischen Siloxanen mit 3 bis 8 Dirne- 40
thylsiloxaneinheiten pro Molekül in die Lösung eingerührt. Die erhaltene Mischung wird zweimal bei
316kg/cm! durch eine handelsübliche Homogenisiervorrichtung geführt. Die erhaltene Dispersion wird
4 Stunden auf 9O0C erwärmt und dann auf 400C ab- 45 Zur Bestimmung des Einflusses überschüssiger gekühlt. Nach 2,5 Stunden bei 400C werden 54 g eines Mengen an organischer Sulfonsäure wird die Menge Alkylphenoxypolyoxyäthylenäthanols als nicht ioni- des Natriumsalzes von Dodecylbenzolsulfonsäure in scher Emulgator zugesetzt. Die erhaltene Emulsion einer Emulsion mit 75 Gewichtsprozent Polydimethylwird mit 79 g einer O,25n-Lösung von Natriumhy- siloxan und 25 Gewichtsprozent Ruß, bezogen auf das droxid neutralisiert. Das erhaltene Polydimethyl- 50 Gewicht des Polydimethylsiloxans und des Rußes, absiloxan hat eine Viskosität von etwa 25 000 cSt bei geändert. Das Natriumsalz wird der nach der Arbeits-25° C. Die Emulsion enthält 35 Gewichtsprozent Poly- weise nach Beispiel 1 ,.hergestellten Emulsion zugedimethylsiloxan. setzt. Die gehärteten Folien werden bei 2000C ge-
Mischung von cyclischen Siloxanen mit 3 bis 8 Dirne- 40
thylsiloxaneinheiten pro Molekül in die Lösung eingerührt. Die erhaltene Mischung wird zweimal bei
316kg/cm! durch eine handelsübliche Homogenisiervorrichtung geführt. Die erhaltene Dispersion wird
4 Stunden auf 9O0C erwärmt und dann auf 400C ab- 45 Zur Bestimmung des Einflusses überschüssiger gekühlt. Nach 2,5 Stunden bei 400C werden 54 g eines Mengen an organischer Sulfonsäure wird die Menge Alkylphenoxypolyoxyäthylenäthanols als nicht ioni- des Natriumsalzes von Dodecylbenzolsulfonsäure in scher Emulgator zugesetzt. Die erhaltene Emulsion einer Emulsion mit 75 Gewichtsprozent Polydimethylwird mit 79 g einer O,25n-Lösung von Natriumhy- siloxan und 25 Gewichtsprozent Ruß, bezogen auf das droxid neutralisiert. Das erhaltene Polydimethyl- 50 Gewicht des Polydimethylsiloxans und des Rußes, absiloxan hat eine Viskosität von etwa 25 000 cSt bei geändert. Das Natriumsalz wird der nach der Arbeits-25° C. Die Emulsion enthält 35 Gewichtsprozent Poly- weise nach Beispiel 1 ,.hergestellten Emulsion zugedimethylsiloxan. setzt. Die gehärteten Folien werden bei 2000C ge-
Zu 120 g dieser Emulsion werden 3,4 g des nicht altert, und die Zeit bis zum Brüchigwerden wird festionischen Emulgators und 55,2 g destilliertes Wasser 55 gestellt,
gegeben und in die Emulsion eingerührt. Zu diesem
Zeitpunkt werden langsam 18 g Ruß (flockiger
gegeben und in die Emulsion eingerührt. Zu diesem
Zeitpunkt werden langsam 18 g Ruß (flockiger
Schaum) zugegeben und eingerührt. Die rußhaltige
Emulsion wird dann mit 2,1 g einer Mischung von NalriumsaIz von Dodecyi- Wärmestabilität
20 Gewichtsprozent Dibutylzinndilaurat in Polydime- 00 benzolsulfonsäure
thylsiioxanflüssigkeit und 1,3 g Methyltrimethoxysilan Gewichtsprozent Tage
katalysiert.
8,6 | 40 | 2,11 · 10« | Beispiel 3 |
15,8 | 2,07 · 10B | ||
35 20,0 | 1,01 · 10« | ||
22,5 | 9,98 · 103 | ||
25,0 | 9,03 · 103 | ||
30,0 | 6,39 · 103 | ||
b) Erfindungsgemäßes Verfahren 65 '
Eine Probe der Emulsion wird bei Raumtemperatur 2<° 8
in einer Petrischale eindampfen gelassen. Nach 7Tagen 4,0 7
Zur Bestimmung des Einflusses der Rußkonzentralion und von Bariumzirkonat auf die Wärmestabilität
wird die Rußmenge in Gewichtsprozent in einer nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 hergestellten
Emulsion abgeändert. Die Wärmealterung wird bei 2000C durchgeführt, und die Menge an
Bariumzirkonat beträgt 4 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Emulsionsfeststoffe.
Polydimcthyl- | Ruß | Wärmestabilität, | Tage |
siloxan | ohne BaZrO3 | mit | |
Gewichts | Gewichts | BaZrO3 | |
prozent | prozent |
20
25
30
11
8
3
8
3
19
14
U
14
U
Die Leitfähigkeit wird an einem gehärteten Kautschuk bestimmt, der aus einer nach der Arbeitsweise
von Beispiel 1 hergestellten Emulsion auf einem Glasfasersubstrat durch Tauchüberzug abgeschieden wurde.
Die Emulsionsfeststoffe bestehen aus 70 Gewichtsprozent Polydimethylsiloxan und 30 Gewichtsprozent
Ruß. Die Leitfähigkeit wird durch Messen des Widerstandes ermittelt.
Zeit Tage
323°C Ohm/m
2040C Ohm/m
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Die im Beispiel 1 hergestellte Emulsion wird nach 2 Wochen durch Zugabe von 1,3 g Methyltrimethoxy
silan zu 120 g der Emulsion regeneriert. Die so erhaltene Emulsion härtet anschließend zu einer entsprechenden
elastomeren Polysiloxanfolie. Weitere 120 g der im Beispiel 1 hergestellten Emulsion, die
zwei Wochen in Gebrauch war, werden mit 1,3 j Methyltrimethoxysilan und 2,1 g einer Mischung von
20 Gewichtsprozent Dibutylzinndilaurat in Polydimethylsiloxanflüssigkeit
versetzt. Die erhaltene Emulsion ist regeneriert und ergibt entsprechend gehärtete
Siliconkautschukfolien wie im Beispiel
12 300 | 8500 |
7 550 | 7550 |
4 900 | 7700 |
6550 | |
5 100 | 4600 |
5 400 | — |
5 600 | 3900 |
6 200 | 3900 |
7 200 | 4250 |
(brüchig) | 4400 |
4400 | |
4750 | |
(brüchig) | |
Beispiel 6 |
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch
leitenden, wärmebeständigen Polysiloxanelastome- . .
ren oder eines entsprechenden Überzugs hiervon Die heutige Industrie sieht sich in zunehmendem
aus einer Polysiloxanemulsion, dadurch ge- Maße gezwungen, gefährliche Stoffe zu vermeiden und
kennzeichnet, daß man aus einer 10 die Menge an Verunreinigungen, die in die Umgebung
abgegeben werden, zu verringern. Es besteht daher die
A) durch Lösen von 0,01 bis 2 Gewichtsprozent Notwendigkeit, organische Lösungsmittel aus Vereiner
oberflächenaktiven organischen Sulfon- fahren und Produkten auszuschließen Viele Versäure,
deren organische Gruppe aus Kohlen- fahren und Produkte erfordern jedoch Fheßbedinstoff
und Wasserstoff oder Kohlenstoff, Was- i5 gungen, damit sie richtig funktionieren. Da viele Stoffe
serstoff und Sauerstoff in Form eines Äther- nur in organischen Lösungsmitteln loslich sind, muß
Sauerstoffs besteht und wenigstens 12 Kohlen- eine neue Technologie entwickelt werden, um das
stoffatome enthält, in 40 bis 95 Gewichtspro- organische Lösungsmittel entbehrlich zu machen. Ein
zent Wasser, wobei die Menge der ober- Mittel, das zur Beseitigung der Verwendung organiflächenaktiven
Sulfonsäure und des Wassers 20 scher Lösungsmittel in Betracht gezogen wird, ist die
jeweils auf das Gewicht des Siloxans in B) be- wäßrige Emulsion und/oder Dispersion. Bei Vei fahren
zogen ist, und Produkten, die auf der Verwendung orginischer
B) durch Einmischen eines cyclischen Polydi- Lösungsmittel beruhen, können jedoch nicht lediglich
organosiloxans, eines hydroxylendblockierten Dispersionen oder Emulsionen in wäßrigen Medien
Polydiorganosiloxans mit einer Viskosität von 25 zur Erzielung äquivalenter Ergebnisse angewandt
nicht mehr als 200 cSt bei 250C oder Mischun- werden. Vielmehr sind neue Verfahren und neue Zügen
daraus, worin 90 bis 100% der an Silicium sammensetzungen erforderlich, wenn ein organisches
gebundenen organischen Reste Methylreste Lösungsmittel durch ein wäßriges Medium ausge-
und 0 bis 10% Äthyl-, Phenyl-, Vinyl- oder tauscht werden soll. Während bewährte Verfahren und
3,3,3-Trifluorpropylreste sind, in die nach A) 30 Produkte erfolgreich sind, wenn organische Lösungserhaltene
Lösung, mittel verwendet werden, führt der Übergang zu einem
C) durch Homogenisieren und Bildung einer wäßrigen Medium zu völlig unbrauchbaren Verfahren
stabilen Dispersion der nach B) erhaltenen und Produkten, wenn nicht Änderungen durchgeführt
Mischung, werden. Silicone, ζ. B. Siliconkautschuk, sind mit
D) durch wenigstens einstündiges Erwärmen die- 35 Erfolg in organischen Lösungsmittelsystemen und in
ser Dispersion auf eine Temperatur von 25 bis Massen verwendet worden. Versuche, die organischen
95°C unter Polymerisation des Siloxans, Lösungsmittelsysteme oder Massensysteme in wäßrige
E) durch Versetzen des nach D) erhaltenen Pro- Systeme überzuführen, hatten jedoch bestenfalls nur
duktes mit einem nicht ionischen Emulgator teilweise Erfolg.
in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsprozent, 40 Siliconemulsionen sind bekannt. Beispielsweise ist in
bezogen auf das Gewicht des Siloxans, der US-PS 28 91 920 ein Verfahren zur Herstellung
F) durch Erzeugung einer Emulsion eines Poly- von Emulsionen von Organosiloxanen durch Polydiorganosiloxans
mit einer Viskosität von 2000 merisation von niedermolekularen Organosiloxanen, bis 100000cSt bei 25°C mit einem pH-Wert z.B. cyclischen Polydiorganosiloxanen, mit starken
von 6,5 bis 9 durch Neutralisation der ober- 45 Mineralsäuren oder Basen beschrieben, während das
Π ichenaktiven Sulfonsäure, cyclische Polydiorganosiloxan in einem wäßrigen Me-
G) durch Einmischen von feinteiligem Ruß in dium emulgiert ist. In der US-PS 32 94 725 ist ein Vereiner
Menge von 8 bis 35 Gewichtsprozent, be- fahren zur Herstellung von Emulsionen von Siloxanen
zogen auf das Gesamtgewicht des Siloxans und durch Polymerisation von Organosiloxanen mit oberdes
Rußes, in die nach F) erhaltene Emulsion 50 flächenaktiver Sulfonsäure beschrieben, während das
und Organosiloxan in einem wäßrigen Medium disper-
H) durch Versetzen der dabei erhaltenen Emul- giert ist.
sion, bezogen auf das Gewicht des Siloxans, Zum Leiten von elektrischem Strom stehen vermit
0,005 bis 5 Gewichtsprozent eines Salzes schiedene Mittel zur Verfügung, z. B. MeUlIe, Kohle
einer Carbonsäure mit einem der Metalle 55 sowie seit kurzer Zeit leitende synthetische Stoffe, z. B.
Zink, Blei, Cobalt, Eisen oder Zinn und 0,5 Kautschuk. Elektrisch leitender Kautschuk bietet eine
bis 10 Gewichtsprozent eines Silans der For- Reihe von Vorteilen, die Metalleiter oder Kohleleiter
mel RSi(OR')3, worin R einen einwertigen nicht haben. Der elektrisch leitende Kautschuk weist
Kohlenwasserstoff- oder halogenierten Koh- sowohl elastomere Eigenschaften als auch elektrische
lenwasserstoffrcst mit 1 bis 18 Kohlenstoff- 60 Leitfähigkeit auf und bietet damit Nutzungsmöglichatomen
und R' einen Alkylrest mit 1 bis 6 Koh- keiten, die mit Metall oder Kohle nicht erzielbar sind,
lenstoffatomen bedeutet, Metall und Kohle haben jedoch gegenüber Kautschuk
den Vorteil, daß sie ohne Schädigung bei höheren
hergestellten Emulsion durch Verdampfen des Temperaturen angewandt werden können.
Wassers einen Polysiloxanelastomeren erzeugt oder 65 Die Erfindung bezweckt daher ein Verfahren zur
ein Substrat mit einem Film dieser Emulsion be- Herstellung eines elektrisch leitenden Polysiloxan-
schichtet. elastomeren oder eines entsprechenden Überzugs hier-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- von aus einer Polysibxanemulsion, für deren Her-
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US8017970A | 1970-10-12 | 1970-10-12 | |
US8017970 | 1970-10-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2166495A1 DE2166495A1 (de) | 1974-04-04 |
DE2166495B2 DE2166495B2 (de) | 1975-08-21 |
DE2166495C3 true DE2166495C3 (de) | 1976-04-01 |
Family
ID=
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