DE2316184A1

DE2316184A1 - Unter wasserausschluss lagerfaehige plastische organopolysiloxan-formmassen

Info

Publication number: DE2316184A1
Application number: DE2316184A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Buechner; Hans Joachim Dr Luecking; Walter Prof Dr Noll; Karl-Heinz Dr Rudolph; Hans Dr Sattlegger
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-03-31
Filing date: 1973-03-31
Publication date: 1974-10-10
Also published as: ES424820A1; JPS576451B2; FR2223426B1; FR2223426A1; DE2316184C3; SE396224B; NL7404252A; DE2316184B2; JPS49130452A

Description

Bayer Aktiengesellschaft ,,. _. _ο,

Zentralbereich

Patente, Marken

und Lizenzen H/Ss

509 Leverkusen, Bayerwerk

30. März 1973

Unter Wasserausschluß lagerfähige plastische Organopolysiloxan-Formmassen

Die Erfindung betrifft plastisch verformbare Gemische von Organopolysiloxanen m;it bestimmten Vernetzungsmitteln, die bei Temperaturen unterhalb 5O⁰C in Anwesenheit von Wasser oder Wasserdampf in einen gummielastischen Zustand übergehen.

Derartige Gemische finden vornehmlich Verwendung als Fugenkitt und Dichtungsmassen im Bauwesen, in sanitären Anlagen und im Aquarienbau. Sie enthalten alle als Grundbestandteil ein gegebenenfalls mit Füllstoff vermischtes αΐ,ω-Dihydroxypolydiorganosiloxan. Mischt man dies mit einer Siliciumverbindung, die mindestens drei Gruppen enthält, welche sowohl mit Silanolgruppen als auch mit Wasser reagieren können, und schließt man dabei den Zutritt jeglicher Feuchtigkeit aus, so ergeben sich lagerbeständige Reaktionsgemische, die bei Zutritt atmosphärischer Luft durch deren Wasserdampfgehalt in ein elastomeres Vernetzungsprodukt umgewandelt werden.

Als solchermaßen vernetzend wirkende wasserreaktive Siliciumverbindungen sind Alkoxy-, Amino-, Oximato-, Acyloxy- und Acylamidosilane bekannt und gebräuchlich. Die Vielfalt dieser Vernetzungsmittel bietet die willkommene Möglichkeit zur Anpassung an die jeweiligen technischen Bedürfnisse, so hinsichtlich der Verarbeitung, der Haftung auf der vorgegebenen Unterlage und der mechanischen Eigenschaften.

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In einem bestimmten Anwendungsfalle haben sich jedoch alle vorangehend erwähnten feucht vernetzenden Dichtungsmassen als ungeeignet erwiesen, nämlich in Berührung mit einer Unterlage aus Polycarbonat. Beispielsweise in Sicherheitsscheiben aus Polycarbonatplatten, wie sie für Fenster in Schulbauten, Kindergärten und anderen öffentlichen Einrichtungen benutzt, werden, entstehen an den Kittstellen Sparinungsrisse, die möglicherweise auf das Eindiffundieren niedermolekularer Bestandteile der Polysiloxan-Kittmassen zurückzuführen sind»

Es wurde nun gefunden, daß sich dieser schwerwiegende Nachteil ohne Einbuße an anderen vorteilhaften Eigenschaften vermeiden läßt durch Benutzung von neuen, aus bestimmten polymeren Organosiliciumverbindungen bestehenden Vernetzungsmitteln. Gegenstand der Erfindung sind demgemäß unter Ausschluß von Wasser lagerfähige plastische Organopolysiloxan-Formmassen, die sich unter Einwirkung von Wasser oder atmosphärischer luft bereits bei Raumtemperatur in gummielastische Formkörper oder Überzüge umwandeln, hergestellt durch Mischen von α,υ-Dihydroxypolydiorganosiloxanen mit als Vernetzungsmittel dienenden Acetoxysiliciumverbindungen und gegebenenfalls mit a,<*>-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxanen, mit Füllstoffen und mit bekanntermaßen die Vernetzung beschleunigenden Schwermetallsalzen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Vernetzungsmittel aus Acetoxysilyläthyl-substituierten Organopolysiloxanen der Formel

[[OH,) ₃Si-0-]_u-

C-O-

Si-

CH₂

CHo

/ η

-0·

CH, ι J -Si-O-i
H

p-r

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—"3—

besteht- Hierin wie auch in den nachfolgenden Formeln ist ρ eine der ganzen Zahlen von 3 bis 100, vorzugsweise bis 50, r eine ganze Zahl im Bereich von p/2 bis p, u=v=0 oder 1,
η = 2 oder 3·

Die Mengenverhältnisse der Mischungskomponenten sind analog denen der bekannten Massen. Bevorzugt ist ein Gemisch, das auf 100 Gewichtsteile at,cö-Dihydroxypolydiorganosiloxan von 1000 bis 100 000 cP, insbesondere 10 000 bis 50 000 cP Viskosität bei 20°0, 10 bis 15 Gewichtsteile eines Füllstoffes, 28 bis 35 Gewichtsteile eines o,io-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxans und 8 bis 15 Gewichtsteile des Vernetzungsmittels enthält.

Als Füllstoffe werden verstärkend wirkende, wie kolloiddisperse Kieselsäure, beYorzugt, doch lassen sich dazu auch gering verstärkende verwenden, wie Quarzmehl, Diatomeenerde oder Zinkoxyd.

Das erfindungsgemäß verwendete Vernetzungsmittel erhält man nach einem an anderer Stelle vorgeschlagenen Verfahren (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 2 308 238)durch Umsetzung eines Vinylacetoxysilans der Formel

• O CH=CH₂
mit einem Methylhydrogenpolysiloxan der Formel

-Ii³C

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409841 /089'd

in Gegenwart eines Platinkatalysators unter Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb 120⁰C, wenn man die beiden Reaktionskomponenten im Mengenverhältnis von 0,98 bis 1,1 Mol, vorzugsweise von 1 bis 1,01 Mol Vinylacetoxysilän je Grammatom des stöchiometrisch" für das angestrebte Reaktionsprodukt bestimmten Si-gebundenen Wasserstoffs im Methylhydrogenpolysiloxan bei Raumtemperatur innig miteinander und mit dem Katalysator vermischt, das Gemisch durch einen auf Temperaturen zwischen 180 und 200°C erhitzten Reaktionsraum mit solcher Geschwindigkeit fließen läßt, daß die Verweildauer des Reaktionsgemisches in dem erhitzten Raum 30 bis 60 Sekunden, vorzugsweise 40 bis 45 Sekunden beträgt, und das aus dem Reaktionsraum abfließende Produkt schnell auf eine Temperatur unterhalb 50 C abkühlt. Bevorzugt wird das Produkt der Additionsreaktion von Vinyltriaeetoxysilan (n = 3) mit einem a,ü?-Bis-( trimethylslloxy)-polymethylhydrogensiloxan der angegebenen Formel, worin ρ = 35 bis 40 und u = ν = 1 gewählt ist.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen aus ihren Mischungskomponenten erfolgt in bekannter Weise, wobei man gewöhnlich zunächst die weitgehend wasserfreien nicht vernetzend wirkenden Komponenten zusammenmischt, danach das Vernetzungsmittel beimengt und schließlich das Gesamtgemisch bei Raumtemperatur entgast. Die hier beschriebenen Vernetzungsmittel sind bei Raumtemperatur flüssig; deshalb lassen sich die Formmassen damit vorteilhafter herstellen als mit dem für ähnliche Massen vielfach gebräuchlichen Methyltriacetoxysilan, das ein fester Stoff ist und zum Einmischen eigens aufgeschmolzen werden muß.

In dem folgenden Beispiel und den Vergleichsversuchen sind Meßwerte der Bildung von Haftungs- oder Haarrissen unter Spannung angeführt, die sich aus dem Biegeversuch in Anlehnung an den Zeitstandversuch gemäß DIN-Vorschrift 53 ergeben haben. "Tl." bedeutet Gewichtsteile; die Viskositätswerte sind bei 20⁰C gemessen.

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S-

Beispiel

Zu einem Gemisch von 122 Tl. α,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxan von 50 000 cP Viskosität, 47 Tl. a,»-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxan von 1000 cP Viskosität und 18 Tl- aus der Gasphase gewonnener Kieselsäure mischt man unter Feuchtigkeitsausschluß 15 Tl. eines Triacetoxysilyläthyl-substituierten Polysiloxans der vorangehend aufgeführten Formel, worin die Indices η = 5» r = 30, ρ = 36 und u = ν = 1 sind.

Lagert man die so erhaltene Paste 4 Monate lang unter Ausschluß jeglichen Wasserzutritts, so bleibt sie unverändert. An freier Luft von 20⁰C und 50 bis 60 $> relativer Feuchte bildet sich innerhalb von 30 Minuten eine zusammenhängende Haut an der Oberfläche der Paste.

Die Eignung dieser Masse zur Abdichtung zwischen Polycarbonatplatten wurde in der Weise geprüft, daß die im Beispiel beschriebene Paste auf die Mitte eines aus Polycarbonatharz bestehenden Schulterstabes in 6 mm dicker Schicht aufgetragen und auf diesem Prüfkörper 6 Tage lang bei 20⁰C, in einem weiteren Versuch ebenso bei 70⁰C der feuchten Luft ausgesetzt wurde. Alsdann wurde die Haarrißbildung an den Prüfstäben nach der vorangehend bezeichneten DIN-Methode gemessen. Sowohl nach Lagerung bei 20 C als auch solcher bei 70 C zeigte sich keine Haarrißbildung bei 2 $> angelegter Spannung.

Vergleichsversuche

In einer Reihe von Versuchen wurde gleichartig verfahren, wie im Beispiel beschrieben, mit der einzigen Änderung, daß an Stelle des erfindungsgemäßen Vernetzungsmittels eine äquivalente Menge von

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1) Methyltriacetoxysilan, ' '

2) einem Si-Ketoximat der Formel CIUSiF-O-H=C(CH^)-CH₉-CH_xI,

3) -einem Aminosilan der Formel CHv-Si-KII-/H\L verwendet wurde.

Die Prüfung nach, der im Beispiel angewendeten Methode ergab in allen Fällen Haarrisse, und zwar -"

nach Lagerung bei 20⁰C im Falle (1) schon ohne Spannungsbelastung, . in den Fällen (2) und (3) bei 0,6 <fo angelegter Spannung,

nach Lagerung bei 70⁰C in den Fällen (1) und (2) schon ohne

Spannungsbelastung, im Falle (3) bei 0,4 fo angelegter Spannung. '

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■ 4Ό9841

Claims

Pa tentanspruch

Unter Ausschluß von Wasser lagerfähige plastische Organopolysiloxan-Formmassen, die sich unter Einwirkung von Wasser oder atmosphärischer Luft bereits bei Raumtemperatur in gummielastische Formkörper oder .Überzüge umwandeln, hergestellt durch Mischen von <χ,ω- Dihydroxypolydiorganosiloxanen mit als Vernetzungsmittel dienenden Acetoxysiliciumverbindungen und gegebenenfalls mit α»ω— Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxanen, mit Füllstoffen und mit bekanntermaßen die Vernetzung beschleunigenden Schwermetallsalzen, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel aus Acetoxysilyläthyl—substituierten Organopolysiloxanen der Formel

CH

Si

-O-

C-O-

CH₂ Si(CH₃)₃__n

CH,

-Si-O-r

p-r

worin ρ eine der ganzen Zahlen von 3 bis 100, r eine ganze Zahl im Bereich von p/2 bis p, u=v=0 oder 1,
η = 2 oder 3 ist,

besteht.

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