DE2229576C3

DE2229576C3 - Verfahren zur Verbesserung der Haftung von Siliconkautschuk an Aluminiumoberflächen

Info

Publication number: DE2229576C3
Application number: DE2229576A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wright Midland Mich. Greenlee (V.St.A.)
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1971-06-18
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1975-08-28
Also published as: BE784991A; DE2229576B2; FR2141952A1; US3769064A; DE2229576A1; GB1345457A; CA982889A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Haftung von bei Raumtemperatur vulkanisierbarem Silikonkautschuk, der im wesentlichen aus einem Polydiorganosiloxan mit Hydroxylendgruppen, einer Alkoxysiliciumverbindung als Vernetzungsmittel und einem Härtungskatalysator besteht, an einer Aluminiumoberfläche.

Die Haftung von Silikonkautschuk an Metalloberflächen und besonders bestimmten Silikonkautschuken an Metalloberflächen ist ein Problem, zu dessen Lösung bereits verschiedene Vorschläge angegeben wurden. So ist in der US-PS 2 354 Ol 1 ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Schicht aus unlöslichen Schwermetallsalzen von aliphatischen Fettsäuren auf Metalloberflächen, mit denen ein organischer Kautschuk verbunden werden soll, aufgebracht wird. Für Silikonkautschuk wirken Metallsalze von Fettsäuren gewöhnlich als Trennmittel, und deshalb wurde eine Reihe von weiteren Methoden zum Verbinden von Silikonkautschuk mit Metallen entwickelt. Die bekannten Methoden zur Verbesserung der Haftung von Silikonkautschuk auf Metalloberflächen beruhen auf dem Auftrag eines Klebstoffs, eines Grundiermittels u. dgl., so daß sich der Silikonkautschuk mit einem Überzug auf der Metalloberfläche verbindet.

Aus der DT-AS 1 228 172 ist ein Verfahren zur Verbesserung des Härtens von bei Raumtemperatur herstellbaren Orgariopolysiloxanelastomeren auf Oberflächen bekannt, das darin besteht, daß man die Metalloberfläche vor dem Auftrag des Silikonkautschuks mit einer Grundierlösung behandelt, die ein flüssiges Triacyloxysilan oder ein Teilhydrolysat davon enthält und die aufgebrachte Grundierschicht zu einem Überzug aushärtet.

Die Erfindung bezweckt die Verbindung von Silikonkautschuk, besonders bei Raumtemperatur vulkanisierbarem Silikonkautschuk, mit Aluminiumoberflächen ohne Anwendung einer Zwischenschicht aus Grundiermittel oder Klebstoff.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verbesserung der Haftung von bei Raumtemperatur vulkanisxeibajpem Silikonkautschuk, der im wesentlichen aus einem Polydiorganosiloxan mit Hydroxylendgruppen, einer Alkoxysiliciumverbindung als Vernetzungsmittel und einem Härtungskatalysator besteht, an einer Aluminiumoberfläche, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Aluminiumoberfläche zur Haftvermittlung mit Dimethylformamid oder einer wäßrigen Lösung von Glyzin in Berührung bringt, wonach die Metalloberfläche gewaschen und eventuell bei höherer Temperatur getrocknet wird.

Erfindungsgemäß setzt man mit Vorteil einen bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschuk ein, der im wesentlichen aus einem Polydiorganosiloxan mit Hydroxylendgruppen und einer Viskosität von 1000 bis 100000 Centistoke bei 25° C, dessen organische Reste Methyl-, Äthyl-, Phenyl- oder 3.3.3-Trifluorpropylreste sind, worin wenigstens 50° 0 der organischen Reste aus Methylresten bestehen, einer Alkoxysiliciumverbindung als Vernetzungsmittel und einem Härtungskatalysator besteht.

Erfindungsgemäß wird die Haftung des bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschuks an der behandelten Aluminiumoberfläche im Vergleich zu der Haftung des gleichen bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Kautschuks, der jedoch auf eine unbehandelte Aluminiumoberfläche aufgebracht wird, erhöht.

Zur Verbesserung der Haftung von bei Raumtemperatur vulkanisierbarem Silikonkautschuk an einer Aluminiumoberfläche wird die Aluminiumoberfläche zuerst mi* Dimethylformamid oder einer wäßrigen Lösung von Glycin behandelt. Für die Behandlung der Aluminiumoberfläche mit Glycin oder Dimethylformamid kann jede Methode angewandt werden, sofern damit ein inniger Kontakt erzielt wird. Vorzugsweise wird die Aluminiumoberfläche in Dimethylformamid, eine wäßrige Lösung von Dimethylformamid oder eine wäßrige Lösung von Glycin getaucht. Zu weiteren geeigneten Methoden gehört beispielsweise das Überleiten von Dimethylformamid oder den wäßrigen Lösungen von Dimethylformamid oder GIyciD über die Aluminiumoberfläche, Befeuchten eines Schwamms oder Tuchs mit dem Behandlungsmittel und Behandeln der Oberfläche mit dem feuchten Auftragsmittel u. dgl. Die Kontaktzeit kann im allgemeinen von etwa 1 Minute bis zu 64 Stunden oder mehr und vorzugsweise 1 bis 24 Stunden reichen. Die Temperatur, bei der die Behandlungsstufe durchgeführt wird, ist nicht kritisch, jedoch sollen Temperaturen vermieden werden, bei denen das Behandlungsmittel zersetzt oder verflüchtigt wird. Zweckmäßig kann Umgebungstemperatur angewandt werden.

In den wäßrigen Lösungen kann die Konzentration des Glycins oder des Dimethylformamids in weiten Grenzen schwanken, z. B. von 1 Gewichtsprozent bis zur Sättigungskonzentration.

Nachdem die Aluminiumoberfläche mit dem Dimethylformamid oder den wäßrigen Lösungen während einer geeigneten Zeitdauer in Berührung gestanden hat, wird sie mit Wasser gespült, um das Glycin oder Dimethylformamid zu entfernen. Im Fall des Dimethylformamids kann die Entfernung auch durch Verdampfen erfolgen. Das Spülen kann beispielsweise durch Eintauchen der Aluminiumoberfläche in Wasser erfolgen, oder es kann Wasser über die Aluminiumoberfläche laufen gelassen werden. Nachdem die Aluminiumoberfläche mit Wasser gespült ist, wird die

Oberfläche getrocknet Im Fall des Dimethylform- einer Alkoxysiliciumverbindung und einem Härtungsamids kann dieEntfernung und das Trocknen in einer katalysator bestehen, sind in bezug auf Bestandteile, Stufe erfolgen. Das Trocknen kann geschehen, indem Mengen und Herstellungsmethoden in den US-PS die Aluminiumoberfläche lediglich der Umgebungs- 2 843 555, 2 902 467, 2"967 907,3 065 194,3 070 559, luft ausgesetzt wird. Es kann auch eine andere Atmo- 5 3 070 566, 3 127 363 und 3.305 502 weiter erläutert Sphäre zum Trocknen verwendet werden, z. B. Stick- Die bei Raumtemperatur vulkanisierbaren SOikonstoff, ein Vakuum od. dgl. Die Atmosphäre kann er- kautsckuke können auch die bekannten und in der wärmt werden, Temperaturen über 75 oder 150° C Literatur beschriebenen Füllstoffe und Additive entsollen jedoch nicht angewandt werden. Db Track- halten.

nung kann schneller erreicht werden, indem das Was- io Nachdem der bei Raumtemperatur vulkanisierbare ser oder Dimethylformamid oder Glycin nut einem Silikonkautschuk auf die behandelte Aluminiumoberflüchtigen Lösungsmittel wie Aceton oder Methanol fläche aufgebracht ist, wird er härten gelassen. Da abgespült werden. Durch Einwirkung einer Track- diese Silikonkautschuke vulkanisieren, wenn sie bei nungsatinosphäre auf die Aluminiumoberfläche wäh- Raumtemperatur zusammengemischt werden, sind rend Zeiten bis 2U 10 Tagen wird die schließlich er- 15 weitere Härtungsmaßnahmen nicht erforderlich. Zur zielte Haftung des bei Raumtemperatur vulkanisier- Abkürzung der Härtungszeit kann jedoch die Tempebaren Silikonkautschuks auf der Aluminiumoberfläche ratur erhöht werden, was aber nicht erforderlich ist, nicht beeinträchtigt. da diese Silikonkautschuke gewöhnlich in wenigen

Auf die behandelte Aluminiumoberfläche wird ein Stunden aushärten. Nachdem der bei Raumtempera-

bei Raumtemperatur vulkanisierbarer Silikonkau- 20 tür vulkanisierbare Silikonkautschuk gehärtet ist, ist

tschuk aufgebracht. Für die erfindungsgemäßen die Haftung an der Aluminiumoberfläche im Vergleich

Zwecke wird ein bei Raumtemperatur vulkanisierba- zu dem gleichen Silikonkautschuk auf einer unbehan-

rer Silikonkautschuk verwendet, der auf Grund der delten Aluminiumoberfläche verbessert.

Kondensation von siliciumgebundenen Alkoxyresten Durch das folgende Beispiel wird die Erfindung

mit siliciumgebundenen Hydroxylgruppen in Gegen- 35 näher e» läutert,
wart eines Härtungskataiysators härtet Derartige bei
Raumtemperatur vulkanisierbare Silikonkautschuke

sind aligemein bekannt und im Handel erhältlich. Beispiel
Diese bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikonkautschuke sind dafür bekannt, daß sie sehr niedere 30

Bindungsfestigkeit an Aluminiumoberflächen aufwei · Zunächst werden Aluminiumbleche und -folien gesen, und deshalb ist es wichtig, die Haftung an Alu- reinigt, indem sie zuerst in Trichloräthylen und dann miniumoberflächen zu verbessern, um ihre Anwen- in Methylisobutylketon eingetaucht und mit Papierdungsmöglichkeiten zu erweitern. Auf Grund der er- Wischern abgerieben werden. Die gereinigten Aluminndungsgemäßen Behandlung der Aluminiumober- 35 niumsubstrate werden trocknen gelassen und dann fläche kann außerdem auf Klebstoffe und Grundier- für die angegebene Zeitdauer in das Behandlungsmitmittel verzichtet werden. Erfmdungsgemäß wird eine tel getaucht Dann wird das Behandlungsmittel wie in genügend große Erhöhung der Bindungsfestigkeit er- der Tabelle angegeben entfernt. Nachdem die Alumireicht, um diese bei Raumtemperatur vulkanisierba- niumsubstrate getrocknet sind, wird der bei Raumren Silikonkautschuke für Anwendungen vorteilhaft 40 temperatur vulkanisierbare Silikonkautschuk mit zu machen, bei denen eine Haftung an Aluminium- einem Spatel auf die behandelten Streifen aus Aluoberflächen erforderlich ist. miniumfolie aufgebracht, die 25,4-2,54-0,01 cm

Die bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silikon- messen. Diese Folienstreifen werden auf ein behan-

kautschuke bestehen im wesentlichen aus einem Po- deltes Aluminiumblech (15,24· 10,16-0,16 cm) mit

lydiorganosiloxan mit Hydioxylendgruppen und einer 45 einer Breite von 10,16 cm mit der Kautschukseite des

Viskosität von 1000 bis 100 000 Centistoke bei 25° C Folienstreifens auf das Aluminiumblech aufgebracht

und vorzugsweise 1000 bis 50000 Centistoke bei und dann mit einer 4,536-kg-Handwalze auf eine

25° C. Das Polydiorganosiloxan kann als organische Dicke des bei Raumtemperatur vulkanisierbaren SiIi-

Reste Methyl-, Äthyl-, Phenyl- und 3,3,3-Trifluor- konkautschuks von 0,0127 bis 0,0203 cm gewalzt,

propylreste enthalten, wobei wenigstens 50% der or- 5° Die Prüfanordnung wird dann bei Umgebungsbedin-

ganischen Reste Methylreste sind. gungen 1 Woche lang härten gelassen, bevor Haf-

Beispiele für die als Vernetzungsmittel verwendete tungstests durchgeführt werden. Haftungstests werden Alkoxysiliciumverbindung sind Alkylorthosilicate, auch mit identischen Proben nach 1 Monat langer Alkylpolysilicate und Monoorganotrialkoxysilane. Härtung durchgeführt. Die Haftung oder Adhäsion Beispiel für den Härtungskatalysator sind Metall- 55 wird mit einem üblichen Testgerät für den 180°-Ab-

salze von Cat bonsäuren wie Bleinaphthenat, Cobalt- ziehtest durchgeführt, wobei sich die Einspannbacken

naphthenat, Zinknaphthenat, Natriumnaphthenat, mit einer Geschwindigkeit von 5,08 cm pro Minute

Eisen-2-äthylhexoat, Blei-2-äthylhexoat, Chromoc- voneinander entfernen. Die Ergebnisse desAdhäsions-

toat, Dibutylzinndibenzoat, Dibutylzinnadipat, Blei- tests sind in der Tabelle angegeben,

sebacat, Dibutylzinndilactat, Dibutylzinndiacetat, Di- 60 Der bei Raumtemperatur vulkanisierbare Silikon-

butylzinndilaurat, Bleioctoat, Zinnricinoleat, Cobalt- kautschuk wird durch gründliches Vermischen der

hexoat, Aluminiumacetylacetonat, Zirconiumaceto- folgende Bestandteile hergestellt: 100 Gewichtsteile

acetat, Dioctylzinndimaleinat, Stannooctoat u. dgl. einer Polydimethylsiloxanflüssigkeit mit Hydroxyend-

Die oben beschriebenen bei Raumtemperatur vul- gruppen und einer Viskosität von etwa 12 500 Centi-

kanisierbaren Silikonkautschuke sind allgemein be- 65 stoke bei 25° C, 30 Gewichtsteile eines trimethyl·

kannt und im Handel erhältlich. Die bei Raumtem- siloxybehandelten pyrogen erzeugten Siliciumdioxid-

peratur vulkanisierbaren Silikonkautschuke, die aus füllstoffs, 4 Gewichtsteile n-Propylorthosilicat und

einem Polydiorganosiloxan mit Hydroxylendgruppen, 0,3 Gewichtsteile Dibutylzinndiacetat.

Versuch

Behandlung

Abziehfestigkeit, kg/cm nach 1 Woche nach 1 Monat

keine (Kontrolle)¹)

16 Stunden mit Wasser¹)

16 Stunden mit 5 Gewichtsprozent Glycin in Wasser, mit Wasser gespült, luftgetrocknet

64 Stunden mit Dimethylformamid, luftgetrocknet 0,36 bis 0,89
1,07
2,85

2,85

0,36 bis 1,07 1,25 3,38

3,03

*) Zu Vergleichszwecken.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Verbesserung der Haftung von bei Raumtemperatur vulkanisierbarem Silikonkautschuk, der im wesentlichen aus einem PoIydiorganosüoxan mit Hydroxylendgruppen, einer Alkoxysiliciumverbindung als Vernetzungsmittel und einem Härtungskatalysator besteht, an einer Aluminiumoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aluminiumoberfläche zur Haftvermittlung mit Dimethylformamid oder einer wäßrigen Lösung von Glyzin in Berührung bringt, wonach die Metalloberfläche gewaschen und eventuell bei höherer Temperatur getrocknet wird.