DE2215600B2 - Verwendung von ß -Aminoalkylsilanen zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Oberflächen - Google Patents

Description

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Vorliegende Erfindung behandelt die Verwendung von den in der deutschen Patentschrift 2161716 genannten Aminosilanen zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Unterlagen.

Es ist bekannt Organosiliciumverbindungen mit Aminosubstitucnten, wie z. B. y-Aminopropyltriäthoxisilan, als oberflächenreaktive Verbindungen bei einer großen Anzahl von Anwendungsgebieten einzusetzen. So ist z. B. der Einsatz dieser Verbindungen als Haftvermittler zwischen anorganischen Oxiden oder Metallen und Polyvinylchlorid oder organischen Polykondensationsprodukten, wie z. B. Phenolformakiehydharzen oder Epoxidharzen, bekannt Auch die Verwen- jo dung dieser Verbindungen für den kurzzeitigen Oberflächen- bzw. Korrosionsschutz ist bekannt

Es wurde nun gefunden, daß man die in der deutschen Patentschrift 21 61 716 genannten Aminosiiane zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Unter- π lagen verwenden kann. Diese Vorbehandlung bewirkt eine Haftung von Polymeren auf der Unterlage, die mindestens genau so gut ist wie diejenige mit bekannten Aminosilanen. Weiterhin werden durch diese Vorbehandlung die genannten Oberflächen gegenüber Korrosion zeitweilig geschützt was auch für das y- Aminopropyltriäthoxisilan gilt Das Aminosilan soll metallische Oberflächen gemäß der DE-PS H 71 235 nur gegenüber Korrosion einer aggressiven Flüssigkeit schützen, während über den Korrosionsschutz dieser Verbindung gegenüber atmosphärischer Luft oder bei höherer Temperatur nichts bekannt ist

Die erfindungsgemäß verwendbaren Silane lassen sich durch die allgemeine Formel

Z₁

(RO)₃Si-CH CH₂N
R'

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kennzeichnen und werden im folgenden als /?-Aminoäthylsilane bezeichnet In dieser Formel steht R für einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, R' für einen Methyloder Äthylrest, Zi und Z₂ für Wasserstoff oder einen Ci-4-Alkylrest, der gegebenenfalls endständig eine μ Aminogruppe enthält

Die oxidischen Oberflächen, zu deren Vorbehandlung die /J-Aminoäthylsilane erfindungsgemäß verwendet werden, umfassen sowohl mineralische oxidische Oberflächen als auch solche synthetisch hergestellter Produkte. Beispiele mineralischer Produkte sind Asbest, Glimmer, Quarz, Korund, Diatomenerde, Sand, Eisenoxide.

Als Beispiele für die synthetischen, oxidische Oberflachen enthaltende, Produkte seien Glasfasern, Glasgespinste, Glaskugeln, Elektrokorund, Caldumcarbonat, Fe₂Oj genannt

Als Metalle kommen beispielsweise Eisen, Zink, Aluminium, Magnesium, Kupfer, Zinn. Titan in Betracht sowie deren Legierungen, die diese Metalle als Hauptbestandteil enthalten, wie z.B. Messing und Bronze. Die Metalle können in Form von Blechen, Bändern, Matten oder Pulvern vorliegen.

Die Polymere, deren Haftung auf den genannten Oberflächen durch die erfindungsgemäße Verwendung der /f-Aminoäthylsilane verbessert wird, umfassen natürliche und synthetische Kautschuksorten, Polymerisationsprodukte wie PVC oder Polyäthylen, Polykondensationsprodukte wie warm- und kalthärtbare Phenolformaldehydharze und Polyadditionsprodukte wie Epoxidharze oder Urethanharze.

Die Verwendung der Silane erfolgt zweckmäßigerweise in Lösung. Die /7-Aminoäthylsilane sind teilweise in Wasser oder dessen Gemischen mit organischen Lösungsmitteln löslich. Als Lösungsmittel können aber auch alle üblichen organischen Lösungsmittel, wie z. B. Alkohole, vorzugsweise Cr bis (^-Alkohole, Äther, Ketone, wie Aceton oder Äthylmethylketon, Chlorkohlenwasserstoffe oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder Xylol oder Benzine verwendet werden. Auch Gemische dieser Lösungsmittel untereinander können verwendet werden. Die Konzentration der anzuwendenden Lösung hängt von dem Lösungsvermögen der jeweiligen ß-Aminoäthylsilane in dem betreffenden Lösungsmittel ab. Eine Wirkung tritt schon bei Verwendung von 0,05 gew.-%igen Lösungen ein. Vorzugsweise liegt die Menge an Silan in der Lösung zwischen 0,1 und 1,7 Gew.-%; es können aber auch Mengen bis zu 3,5 Gew.-% und mehr verwendet werden.

Die Silanlösung kann durch an sich bekannte Methoden wie Tauchen, Spritzen, Sprühen oder Streichen auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht werden. Üblicherweise wird bei der Verwendung als Haftvermittler die oxidische oder metallische Oberfläche mit dem Silan vorbehandelt, um einen festen Verbund zu erhalten. Es ist aber auch möglich, den gleichen Effekt zu erzielen, indem man dem Polymeren geringe Mengen (0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Polymere) des entsprechenden Silans untermischt Diese letztere Verfahrensweise ist z. B. angebracht bei der Verarbeitung von Harzen mit Gießereisanden oder von Klebstoffen auf der Basis von PVC oder Epoxidharzen.

Beispiel 1

Entschlichtete Glasfaden werden in eine 05%ige wäßrige Lösung von «-Methyl-ß-aminoäthyltriätnoxisilan 1 Minute lang getaucht und dann 1 Stunde an der Luft abtropfen gelassen. Die so geschlichteten Glasfaden werden in einem Ofen 15 Minuten bei 130⁰C getrocknet und daraufhin mit einem Epoxidharz vollkommen benetzt, anschließend in Glasrohre mit 4 mm starkem Durchmesser hineingezogen und bei 130°C 2 Stunden gehärtet Nach dem Herauslösen der fertigen GFK-Epoxidrundstäbe werden diese 15 Stunden bei 130⁰C ausgehärtet Die Biegefestigkeit der GFK-Rundstäbe wird nach der Prüfvorschrift DIN 53 452 bestimmt

Ferner wird die Biegefestigkeit von Proben ermittelt die 2 Stunden in siedendem Wasser lagen und dann

trockecgewischt wurden. Dieser Test entspricht etwa der Beanspruchung bei einein Stehenlassen in Wasser bei Raumtemperatur während eines Monates.

Zum Vergleich wurden die gleichen Tests bei Verwendung von y-AmmopropyltTTäthorisjUn durchgeführt.

Biegefestigkeit von GFK-Epoxidrundstäben in kg/cm²

Trocken NaB

)>-Aminopropyltriäthoxisilan 9400 8650

a-Methyl-^aminoäthyltriäthoxisilan 9425 8416

Beispiel 2

Es ist bekannt, daß Polyvinyichlorid-Schutzüberzüge schlecht auf Stahl, Kupfer, Zink. Aluminium und Zinn haften. Behandelt man entfettete und gebeizte Streifen dieser Metalle mit einer 2%igen alkoholischen a-Methyl-/?-aininoäthylsilanlösung und härtet dann den sich bildenden Film 5 Minuten bei 130⁰C, so IaBt sich nach Aufbringen einer Polyvinylchloridschicht feststellen, daß diese Schicht nach dem Gitterschnitt bei einem Abreißversuch mit Klebeband meist noch S00%ige Haltung zeigt, während die entsprechenden Proben ohne Vorbehandlung nur eine geringe Haftfähigkeit aufweisen.

B e i s ρ i e 1 3

15 χ 8 mm große Kupferstreifen werden entfettet, gebeizt und mit einer 10%igen alkoholischen Lösung von ac-Methyl-JJ-aminoäthyltriäthoxisilan behandelt und anschließend 1 Stunde bei 130°C getrocknet Das

ίο Aussehen und ein Kratztest auf den behandelten Kupferstreifen zeigen, daß durch die Vorbehandlung ein sehr fest haftender und harter Silanfilm aufgezogen ist Werden diese Kupferstreifen dann zusammen mit unbehandelten Kupferfolien 3 Stunden in einem Ofen auf 150° C erhitzt, so zeigen die unbehandelten Proben eine starke Verfärbung (fast schwarz), während die vorbehandelten Proben ihr Aussehen behalten haben.

Beispiel 4

μ Entschlichtete Glasfaden werden mit einem Epoxidharz, dem 0,5% a-Methyl-0-aminoathyltrimethoxisilan zugegeben wurden, benetzt und wie im Beispiel 1 zu GFK-Epoxidrundstäben verarbeitet Die Prüfung der Biegefestigkeit trocken und nach dem sogenannten 2 Stunden-Kochtest ergeben innerhalb der Fehlergrenzen völlig analoge Ergebnisse wie im Beispiel 1.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verwendung von /i-Aminoalkylsilanen gemäS Patent 2161 716 zur Vorbehandlung von oxidiscfaen und metallischen Oberflächen.

2. Verwendung von /)-Aminoalkylsilanen gemäß Anspruch 1 zur Verbesserung der Haftung von oxidischen bzw. metallischen Oberflächen mit Polymeroberflächen-

3. Verwendung von ß-Aminoalkylsilanen gemäß Anspruch 1 zur Erzielung eines Korrosionsschutzes von metallischen Oberflächen.

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