DE2350369C2 - Verfahren zum Herstellen von Diorganopolysiloxanen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von DiorganopolysiloxanenInfo
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- DE2350369C2 DE2350369C2 DE2350369A DE2350369A DE2350369C2 DE 2350369 C2 DE2350369 C2 DE 2350369C2 DE 2350369 A DE2350369 A DE 2350369A DE 2350369 A DE2350369 A DE 2350369A DE 2350369 C2 DE2350369 C2 DE 2350369C2
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/06—Preparatory processes
Description
(R2 1SiO)n
(H)
verwendet (R' = einkerniges Aryl, einkerniges AIkaryl,
einkerniges Aralkyl oder Alkenyl mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen; n = in beiden Formeln eine
ganze Zahl von 3 bis 5),
von dem linearen Diorganopolysiloxanadditiv von 1 bis 90 Teile, bezogen auf 100 Teile des ersten
cyclischen Polysiloxans, verwendet und dieses lineare Diorganopolysiloxanadditiv eine Viskosität
von 10 000 bis 200 000 000 Centipoise bei 25°C hat und dessen Organogruppen ausgewählt sind aus
Alkyl, Cycloalkyl, einkernigem Aryl, einkernigem Alkaryl, einkernigem Aralkyl, Alkenyl, zweikernigem
Aryl und Mischungen der vorgenannten Reste, wobei bis zu 50 Mol-% der Organoreste aromatisch
u nd bis zu 50 Mol-% der Organoreste aus Alkenyl ausgewählt sein können,
vor der Zugabe des Katalysators die Mischung auf 110 bis 175° C erhitzt,
dann als Katalysator 50 ppm eines Alkalimetallhydroxids
zu der Mischung hinzugibt und
die erhaltene Mischung bei 140 bis 200°C äquilibriert.
die erhaltene Mischung bei 140 bis 200°C äquilibriert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallhydroxid KOH,
CäOH oder RbOH verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Äquilibrierung ausführt, bis 10
bis 25 Gew.-% flüchtige Bestandteile in der Reaktionsmischung vorhanden sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Äquilibrierung 3 bis 12 Stunden vornimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung so lange auf 110 bis
175°C erhitzt, bis weniger als 50 ppm Wasser in der
Mischung vorhanden sind.
6. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man nach
dem Äquilibrieren der Reaktionsmischung ein Neutralisationsmitte! zugibt und danach die flüchtigen
Bestandteile aus dem Reaktionsprodukt entfernt.
dadurch gekennzeichnet, daß man als erstes cyclisches Polysiloxan ein solches der Formel I
(R2SiO)n (I)
(R = Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,
wobei nicht mehr als 15 Mol-% Aikenyl vorhanden sein sollen) verwendet
und als zweites cyclisches Polysiloxan ein solches der Formelll
und als zweites cyclisches Polysiloxan ein solches der Formelll
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
da3 man als Neutralisationsmittel Toluo!- sulfonsäure, Phosphorsäure, Essigsäure oder AUyI-bromid
verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Reaktionsmischung vor
Zugabe des Alkalihydroxids ein Kettenabbruchsmittel mit einer Viskosität von weniger als 10 000
Centipoise bei 25° C zugibt, das ausgewählt ist aus Wasser, Organodisiloxanen, Organo-Endgruppen
enthaltenden Polysiloxanen, Silanol-Endgruppen enthaltenden Disiloxanen und Silanol-Endgruppen
enthaltenden Polysiloxanen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kettenabbruchsmittel in der
Reaktionsmischung in einer Menge von 100 ppm bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Reaktionsingredienzien,
verwendet
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man cyclische Polysiloxane der Formeln I und If verwendet, in denen R Methyl und
R' Phenyl und/oder Vinyl ist
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man Polysiloxane der Formeln
I und II verwendet, in denen R Methyl und/oder Vinyl und R' Phenyl und/oder Vinyl ist
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hersteller
von Diorganopolysiloxanen mit einer Viskosität von bis 200000 000 Centipoise bei 250C und einem
Gehalt an aromatischen Gruppen von 1 bis 50 Mol-% durch
a) Vermischen eines ersten cyclischen Polysiloxans mit einem zweiten cyclischen Polysiloxan in
Gegenwart eines linearen Diorganopolysiloxan-Additivs und
b) Erhitzen der Mischung in Gegenwart eines Katalysators.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung linearer Diorganopolysiloxane bekannt, die einen
bestimmten Gehalt an aromatischen Gruppen und entweder Triorganosiloxy- oder Silanol-Endgruppen
aufweisen. Diese Polymeren werden dann mit anderen Bestandteilen vermischt und zur Herstellung von
Zusammensetzungen verwendet, die entweder bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur zu
einem »Silikongummi« aushärten.
So ist z. B. in der DE-OS 16 45 197 ein Verfahren zum Herstellen von Organopolysiloxanölen und -kautschuken
durch Polymerisation eines oder mehrerer cyclischer oder linearer, wenig kondensierter Organopolysiloxane
unter Verwendung von Diorganosilylsulfat als Katalysator beschrieben.
Die genannte DE-OS geht aus von dem bekannten Verfahren, Diorganospolysiloxane durch Erhitzen in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren, wie KOH, in wäßriger Lösung zu polymerisieren und stellt sich als Aufgabe, einen Katalysator zu finden, mit dem auch solche Diorganopolysiloxane polymerisiert werden können, die direkt an Silicium gebundene Wasserstoffatome aufweisen.
Die genannte DE-OS geht aus von dem bekannten Verfahren, Diorganospolysiloxane durch Erhitzen in Gegenwart von alkalischen Katalysatoren, wie KOH, in wäßriger Lösung zu polymerisieren und stellt sich als Aufgabe, einen Katalysator zu finden, mit dem auch solche Diorganopolysiloxane polymerisiert werden können, die direkt an Silicium gebundene Wasserstoffatome aufweisen.
Die Lösung ist die obengenannte Verwendung von Diorganosilylsulfat als Katalysator. Dieses Diorganosi-
lylsulfat mag nun zwar für die Polymerisation solcher Diorganopolysiloxane mit Si—H-Gruppierungen
brauchbar sein, doch ist es mit Sicherheit ein verhältnismäßig teurer Katalysator, dessen Einsatz
überall dort nicht empfehlenswert ist, wo nicht Rücksicht auf Si — Η-Gruppierungen genommen zu
werden braucht.
Weiter beschreibt die DE-PS 9 57 662 ein Verfahren zum Herstellen von stabilen Alkyl- und/oder Arylpolysiloxanölen
durch Umsetzen von Polysiloxanölen, die endständige Hydroxylgruppen enthalten oder cyclischen
Polysiloxanen oder Gemischen beider Art in Gegenwart eines festen Kationenaustauschers als
Katalysator, der vorzugsweise eine neutrale Reaktion zeigt
Die DE-PS geht aus von dem bekannten Verfahren der Äquilibrierung von Siloxangemischen in Gegenwart
von wasserlöslichen Säuren und stellt es sich als
Aufgabe, den mit der erforderlichen Neutralisation der
fs Säure nach Beendigung der Äquilibrierung verbünde-
ti nen Aufwand zu vermeiden.
''i Die Lösung ist die Verwendung fester Kationenaustauscher,
die nach Beendigung der Äquilibrierung f' einfach abfiltriert werden können.
Ein gewisser Gehalt an aromatischen Gruppen in , solchen Diorganopolysiloxanen, die entweder als
. Flüssigkeiten oder Schmierfette oder zur Herstellung von bei Raumtemperatur oder in der Hitze vulkanisierbaren
Silikonkautschuk-Zusammensetzungen verwenw det werden, ist aus verschiedenen Gründen erwünscht
f,i Einmal weist der »Silikongummi« aus einem Diorga-
1)1 nopolysiloxan mit aromatischen Gruppen gute Eigen-
\* schäften bei tiefen Temperaturen, d. h, sogar bei
jy Temperaturen von -1000C, auf, wobei der erhaltene
gehärtete Silikongummi noch gummiartig ist und eine gummiartige Konsistenz aufweist.
Weiter zeigt Silikongummi aus einem Diorganopolysiloxan mit einem gewissen Gehalt an aromatischen
II Gruppen eine optische Klarheit, die für gewisse
pi Anwendungen des Silikongummis wünschenswert ist.
Wichtig ist ein gewisser aromatischer Gehalt in [ * linearen Diorganopolysiloxanen, die zur Herstellung
von bei Raumtemperatur oder in der Hitze vulkanisierbaren Silikongummi-Zusammensetzungen verwendet
werden, weiter deshalb, weil er zu einem Silikongummi führt, der eine gewünschte Entflammungsverzögerung
im gehärteten Zustand aufweist.
Es ist daher aus den obengenannten und vielen anderen Gründen erwünscht, daß das Diorganopolysiloxan
einen gewissen Gehalt an aromatischen Bestandteilen aufweist und vorzugsweise einen Gehalt an
aromatischen Bestandteilen im Polymeren von 1 bis 50 Mol-%.
Das direkteste und vorteilhafteste Verfahren, insbesondere für die Herstellung von linearen Diorganopolysiloxanen
mit Triorganosiloxy-Endgruppen besteht in der Herstellung eines aromatische Gruppen aufweisenden
Tetrameren, das z. B. durch Hydrolyse von Diphenyldichlorsilan erhalten werden kann.
Die ergänzenden Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl- und andere Arten von Gruppen aufweisenden Tetrameren
können z. B. durch Hydrolyse von Dimethyldichlorsilan mit anschließender Behandlung des Hydrolysats mit
heißer KOH und Abdestillieren einer Mischung von Methyl-substituierten cyclischen Verbindungen im Vakuum
erhalten werden.
Danach ist das Methyltetramere mit dem aromatischen oder Diphenyltetrameren, das ein Feststoff ist, zu
vermischen, jegliche vorhandene Feuchtigkeit ist zu entfernen und eine ausreichende Menge eines Alkalimetallhydroxids
als Katalysator zusammen mit einem Kettenabbruchsmittel hinzuzugeben, und die beiden
Verbindungen sind bei erhöhten Temperaturen zu äquilibrieren, um das erwünschte lineare Diorganopolysiloxan
der gewünschten Viskosität zu erhalten.
Eine Schwierigkeit bei diesem Verfahren besteht jedoch darin, daß das aromatische oder Diphenyltetramere
in dem Methyltetrameren nicht sehr löslich ist Deshalb und aus verschiedenen anderen noch nicht
völlig klaren Gründen polymerisieren diese beiden Bestandteile in dem vorbeschriebenen Verfahren auch
bei hohen KOH-Gehalten, wie sie für die Herstellung eines Trimethylsiloxy-Endgruppen aufweisenden Methyl-Phenyl-Polymeren
erforderlich sind, nur sehr langsam. Die für die Äquilibrierung erforderliche Zeit
kann 20 Stunden oder melir betragen.
Es ist auch festgestellt worden, daß bei den sehr hohen Gehalten an Alkalimetallhydroxid, die als
Katalysator erforderlich sind, wie 100 ppm KOH oder mehr, und der langen Äquilibrierungszeit eine Dephenylierung
eintritt, die zur Einführung einer Trifunktionalität in das gewünschte lineare Diorganopolysiloxan
führt.
Diese Einführung der Trifunktionalität hat nicht nur eine schlechte Reproduzierbarkeit des Produktes von
Mischung zu Mischung hinsichtlich der Endviskosität des gewünschten linearen Diorganopolysiloxangummis
zur Folge, sondern je mehr Dephenylierung eintritt, um so schwieriger ist das Diorganopolysiloxan zu verarbeiten,
insbesondere wenn es erwünscht ist lineare Diorganopolysiloxankautschuke hoher Viskosität herzustellen.
Darüber hinaus verursacht der hone Alkalimetallhydroxidgehalt
auch bei der Herstellung eines Triorganosiloxy-Endgruppen aufweisenden Polymeren die Einführung
von Silanol-Endgruppen, was in dem erstgenannten Polymeren unerwünscht ist, da die Anwesenheit
sogar von geringen Mengen von Silanolgruppen in einem solchen Polymeren eine Wechselwirkung mit den
Füllstoffen und eine Strukturierung der erhaltenen Zusammensetzung verursacht.
Insgesamt ist das oben beschriebene bekannte •Verfahren als in der Praxis nicht geeignet befunden
worden, da zur Polymerisation ein hoher KOH-Gehalt erforderlich ist und dieser hohe KOH-Gehalt unerwünschte
Nebenwirkungen verursacht.
Es ist demzufolge vorgeschlagen worden, die Umsetzung des Methyltetrameren mit dem Phenyl-
oder einem anderen aromatischen Tetrameren durch weniger als 50 ppm Alkalimetallhydroxid zu katalysieren.
Die Polymerisation kann jedoch nicht ausgeführt werden, wenn reines Methyltetrameres und reines
aromatisches Tetrameres zusammengeschüttet werden.
Eine Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens mit geringen Alkalimetallhydroxid-Katalysatorgehalten
ist jedoch, das Methyltetramere mit der gewünschten geringen Menge an Alkalimetallhydroxid zu versehen
und die erhaltene Mischung auf eine Temperatur oberhalb von 100°C für eine ausreichende Zeitspanne
zu erhitzen, um das Methyltetramere bis zu einem gewünschten Ausmaß vorzupolymerisieren. Zu dem
vorpolymerisierten Methyltetrameren wird dann die gewünschte Menge des aromatischen Tetrameren
hinzugegeben.
Eine Schwierigkeit dieses Verfahrens besteht jedoch
darin, daß es keine Möglichkeit gibt, die Feuchtigkeit
aus den beiden Reaktanten zu entfernen, d. h, dem teilweise polymerisierten Methyltetrameren und dem
Phenyltetrameren, bevor man die beiden miteinander vermischt und bei dem geringen Alkalimetallhydroxidgehalt polymerisiert
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Diphenyl- oder aromatischen Tetrameren, da sie Feststoffe sind, eine
gewisse Menge absorbierten Wassers enthalten, das in die Reaktionsmischung eingeführt wird, und es besteht
keine bequeme Möglichkeit, die Feuchtigkeit vom festen aromatischen Tetrameren zu entfernen, bevor
dieses zu dem teilweise polymerisierten Methyltetrameren hinzugegeben wird.
Es gibt auch kein bequemes oder praktisches Verfahren, die Feuchtigkeit aus der Mischung des
partiell polymerisierten Methyltetrameren und des festen aromatischen Tetrameren zu entfernen, nachdem
diese Bestandteile einmal miteinander vermischt sind.
Daher wird ein Teil des gewünschten Reaktionsproduktes keine Triorganosiloxy-Endgruppen, sondern
Silanol-Endgruppen aufweisen, was zu einer schlechten Viskositätseinstellung im gewünschten Endprodukt
führt, d. h., eine schlechte Viskositätseinstellung bei der
Herstellung des gewünschten Reaktionsproduktes von Ansatz zu Ansatz.
Aus der Mischung des partiell polymerisierten Methyltetrameren und des festen aromatischen Tetrameren kann die Feuchtigkeit nicht entfernt werden, da
sie in Gegenwart des Alkalimetaühydroxid-Katarysators
in der Mischung als Silanolgruppen in die Reaktanten eingebaut wird und so zu eine^ gewissen
Menge linearer Diorganopolysüoxane mit Silanolgruppen
führt.
Es wäre daher sehr erwünscht, einfach ein Methyl-
oder ein anderes Alkyl-, Cycloalkyl-. Alkylalkenyl-Tetrameres.
-Trimeres oder -Pentarnercs oder eine
Mischung dieser Zusammensetzungen mil einem aromatischen Tetrameren zu vermischen und dam. die
gesamte !-dichtigkeit zu entfernen urid danach die
gewünschte Menge des Alkaiimetn'Ihydroxid-Katalysators
hinzuzugeben, woraufhin die Mischung auf erhöhte Temperaturen erhitzt werden kann, um den gewünschten
linearen Diorganopolyiüoxarigumrrii zu ergeben,
der Tnorganos! !oxy-Endgruppe aufweist.
Dieses Vergehen wurde /u einen Produkt mit der
gewünschten Linearität und einem sehr geringen oder gar kernen' Siianolgriropen-Gehr.lt führen, und bei
diesem Ve 'fahren ha' man eine gute Viskosilätskontrol-Ic
des gewünschten Produktes bei dessen Herstellung von Ansatz zu Ansatz.
Dies wäre nach den bekannten Verfahren nur unter Verwendung von hohen Alkalimetaljhydroxid-Katalysatorgehalten
möglich. Diese sind aus den oben angegebenen Gründen aber nachteilig.
Auch bei der Herstellung von Silanoi-Eiidgruppen
aufweisender. Diorganopolysiioxaner., bei der die Anwesenheit oder Abwesenheit von Wasser nicht von
dieser Bedeutung ist, ist es erwünscht, ein bequemes Verfahren zur Herstellung solcher Silanol-Endgruppen
aufweisender Diorganopolysüoxane zu haben, bei dem die Endviskosität des Silanol-Endgruppen aufweisenden
Diorganopolysiloxan-Endproduktes von Ansatz zu Ansatz innerhalb enger Grenzen einstellbar ist.
Dies kann <iemäß den obigen Ausführungen nur
erreicht v-er-j*' :, wonn die gewünschten Tetramer?n
mi;-,:1 in.Tüder ve· misch'. zv.'ä 'jnd das «enze Wasser aus
dnr Miichi-Tü ":?tfern; wird. Π-ίπγ -r\b' nisn zu c'·:;
bestimmten Zeit während der Polymerisation die gewünschte Wassermenge hinzu, um das erwünschte
Endprodukt mit der erwünschten Viskosität zu erhalten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbes
sern, daß unter Verwendung eines billigen Katalysators gezielt Diorganopolysüoxane mit einer Viskosität
innerhalb enger Grenzen in dem angegebenen Bereich erhalten werden, ohne daß die Nebenwirkungen eines
ίο zu hohen Katalysatorgehaltes in Kauf genommen werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß man als erstes cyclisches Polysiloxan ein solches der Formel I
(R2SiO)n (I)
(R = Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, wobei nicht mehr als 15 Mol-% Alkenyl
vorhanden sein sollen) verwendet
und als zweites cyclisches Polysiloxan ein solches der
Formel II
(R2 1SiO)n (II)
verwendet (R' = einkerniges Aryl, einkerniges Alkaryl, einkerniges Aralkyl oder Alkenyl mit 2 bis 15
Kohlenstoffatomen; π = in beiden Formeln eine ganze Zahl von 3 bis 5), von dem linearen Diorganopolysil-
oxan Additiv von 1 bis 90 Teile, bezogen auf 100 Teile des ersten cyclischen Polysiloxans verwendet und dieses
lineare Diorganopoiysiloxan-Additiv eine Viskosität von 10 000 bis 200 000 000 Centipoise bei 25' C hat und
dessen Organogruppcn ausgewählt sind aus Alkyl,
Cycloalkyl, einkernigem Aryl, einkernigem Aikarvl,
einkernigem Araik>i. Alkenyl, zweike'-nurei" 'xrvi und
Mischungen de: vorgenannter, Reste, v. .vitrc-i !.'■■ :ru Vi
Moi-% der Orgi:.'iore:.:e aromatisch υ ia bi: zu = j
Mol-"/·1 der ürgunoresi·: aus Alkenyl juwi'uan!1 v.m;)
können, vor der ZugaDt c;ü i'. atalysatori i'iic M:. ■..·*:::,:
,luf 110 bis :75' C erhiut. di'.nv! sis K.LiiaKiaior 30 ppm
iv 'jirics Alkaiihydr:. :.Ji i.j der '\?1.whii:v: hi-vivit·' ::, ■■.. :'.■:
'..■rluiltcöt iN'iiiChu:.': c; ':·''.: '<■:■·, 2Q-J C. ii-., λ:!.^.. ■·..
•i L1InCi:, hor.i,'. K1;:.: ·....■: 1T^e:". >-r:o:.; λ.γ.^ '■·.. . -.μ:;
Weit sr gcsl ι-...-'. J. ', ·_ π: η Ju;. ^s ·_-.' :τι ;·- ;i'.- '"cri;-"; :- : ·;
Visl'osilai cJ_j '--!.'0111.".^s '" 'leri'iiib er./e- v;\-!;c^
so durch das Linierne'! a~- '^v-.^rj vo: :ic: Kata" :-;:-c:·-
zugabe. Die ietziger,ar:i:'.:- iviaLinahme ·.ermeiüe: -r:.·!
die Verunreinigung von Produkten mit Triorganosiio:-;'1
Endgruppen durch Siianoi-Enagruppt-r:
In der am meisten oevorzugten ^ustührunpsiem eier
vorliegenden Erfindung ist π ir. den obiger. Formein iü
und (Ii) gleich 4, d. h.. daß zwei Tetramerc: miteinanos"
umgesetzt werde;;. Das erfindungsgemäiie Verfahre::
kann jedoch auch ausgeführt werden, wenn η entweder
3 oder 5 ist und wenn Mischungen des einen oder beider cyclischer Polysiloxane miteinander umgesetzt werden.
bei denen η 3,4 und 5 ij:..
Weitere vorteilhafte Ausführungsiornien des erfin-
dur.f-Si:eiTii)Uen Vr-Habrens finde·· sich in den Unteran- 1 Π Γ'.':;;'" 0 Π.
H."S-^hMiCh des v.:.-f.:iihafter i;..:".s;·..·(;■ eines Ketten-.';■!''■"
..·:■<,-!;; ·-;■; \vj-.·. cj \'OTs JsJii η se':. eis Ii be: einem
oder eines der
Silanol-Endgruppen aufweisenden Materialien verwendet wird, ist dagegen ein Triorganosiloxy-Endgruppen
aufweisendes Produkt erwünscht, dann verwendet man Organo-Endgruppen aufweisende Polysiloxane oder
Disiloxane.
Die Grenzlinie zwischen der Verwendung eines Materials als Additiv oder als Kettenabbruchsmittel im
erfindungsgemäßen Verfahren ist die Viskosität von 10 000 Centipoise, d.h., das im Verfahren nach der
vorliegenden Erfindung verwendete Additiv darf keine Viskosität haben, die geringer als 10 000 Centipoise ist,
anderenfalls kann es nicht in der gewünschten Weise in dem erfindungsgemäßen Verfahren agieren. Andererseits muß das Kettenabbruchsmittel eine Viskosität von
weniger als 10 000 Centipoise haben.
Additive mit einer Viskosität von weniger als 10 000 Centipoise und insbesondere solche mit einer Viskosität
unterhalb von 5000 Centipoise sind für die Förderung der Polymerisation zwischen den verschiedenen cycli
schen Polysiloxanen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht wirksam. Die meisten Kettenabbruchsmittel
haben jedoch eine Viskosität beträchtlich unterhalb von 5000 Centipoise bei 25°C.
Wird dagegen in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kettenabbruchsmittel mit einer Viskosität von
10 000 Ceniipoise oder mehr in den oben angegebene" Konzentrationsbereichen verwendet,
sowohl als Kettenabbruchsmittel als a: sationsadditiv.
jedes lineare Dioreanopo^.siloxi;· ■
das eine Viskosität von weni.?er ah '.
aufweist, kann nur ais Ke^erchb/iicl·- :
es ist in den gev.ür.scK· .n ''■'·:..:.·· ,
einen rich'-pen ^!M'cr.,."h ,,. ..\ 2 :.
Diorga^oD ::vr "ar.h r;'.i. ■■.'■■— ■:■.:
sen zu erh.;!-.j!-..
Dur Rrr·. \<
;-i de: ■ r .· - :- -.
Gruppen ausgewählt aus aromatischen Resten und am meisten bevorzugt ist die Ausführungsform, bei der
einkernige Arylreste und Derivate einkerniger Arylreste verwendet werden. Bis zu 10 oder 50 Mol-% der
5 organischen Reste können auch aus Alkenylresten ausgewählt sein, wie Vinyl, Allyl usw. Die Zahl der
Kohlenstoffatome in den organischen Gruppen des linearen Diorganopolysiloxanadditivs kann variieren
und vorzugsweise enthalten sie 1 bis 15 Kohlenstoffatome.
Das lineare Diorganopolysiloxanadditiv wird in einer Konzentration von 1 bis 90 Teilen, bezogen auf 100
Teile des ersten cyclischen Polysiloxans der Formel (I), verwendet. In der bevorzugteren Ausführungsform
kann das lineare Diorganopolysiloxanadditiv in einer Konzentration von 2 bis 15 Teilen, bezogen auf 100
Teile des ersten cyclischen Polysiloxans der Formel (1), verwendet werden.
Das lineare Diorganopolysiloxanadditiv kann nicht in Konzentrationen von mehr als 90 Gewichtsteilen,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des ersten cyclischen Polysiloxans der Formel (I). eingesetzt werden, denn bei
diesen hohen Konzentrationen wirkt das lineare Diorganopolysiloxanadditiv auch als Kettenabbruehs-
:; mittel und begrenzt so die Endviskosität des gewünschten
Diorganopolysiioxanreaktionsproduktes.
dann | wirkt es | Dic Viskosität des linearen | Diorgiinopolysiloxanaddi- | ■5° C liege | 10 000 |
:h als | Polymer! | uvs ist von Bedeutung, und sie | soll im Bereich von | ich von 20 | η und |
bis 200 000 OCK) Centipoise | bei 2 | 000 bis | |||
das 'cCn, | 1 V1I-ZUgSv1T1Se eine V^'-osität | im Berr; | ver::ihren ρ ;'iü die i- |
||
Jert-ri 'ir.f· | ~.c 000 0oo-;>n'!DOi^c :->e· 25LICsein. | !e:si,-i | |||
.On"· .ί;·:."1' de,"' er" '-^li'e-.gi ^" .■■■<■:2?, I ; . ■ "innop:.':;■·■ ■ ■'· in' |
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Butadien'-
e:r:f"ernieer'". Λ'"·': wie Phers'. ^-,---Z- -. ■■■ .;-·...·■ :-,
XyS und -·,·-i,r'enyi, Lind .-:ηί;?-·;. -.-ρ.·..1·' .■■-...
MeihylalK:. Hexenyl und Butao;?- -!
Vorzugsweise s;nü nicht rneh- ais 50 Mo!·0·'! de- Reste
R' ausgewählt aus den Alkeny!res;;n.
In einer bevorzugten Ausführur.esform i>: der Rest R
em Phenylrest eines Phenyider:va:_, i,- ---\r\tT noch
bevorzugteren Ausführungsform sind mincestens 50
Moi-°/o der Reste R' in Formel (U) die genannte.-.
aromatischen Reste. Am meisten bevorzugt ist es. wenn
bis 100 Moi-% der Reste R aromatische Reste, wir
Phenyl, und substituierte Phenyireste si-d.
Die organischen Gruppen des linearen Diorgancr :■-lysiloxanadditivs
sinr! ausgewählt aus Alkyl. Cyc'oaik-·.!.
einkernigem Aryl einkernigem AlkaryL einkemiser
Araikyi, Alkenyl, z^'eikernigem Arj'! und
der vorgenannten Reste.
Vorz'JEs-A"e:se sind bis zu 5C Mc·!-5'; :>-r
r-.kos:iäi.:-i-~Ti7e
■. e;-v» r-;:■_■■_
:.nnren. ^erfahren <anr a\
.;■■'- '·■ .")ü .V: ·."■.- ■ v'it.n£
L. e-fndjn;sgen^
i-erwende: werden. iinei-e Uiorganor.'uiysüoxane irne"-raib des oben ar.gegebs~e: Viskosiiätsnereiches her?:: steilen, die sowohl aromatische als aurh Alkenyigrupren im Polymeren enthalten. Das lineare Diorganopolysüoxan-Reaktionsr.rod'jJ": enthält in jedem Fail Alk··'!- oder cycloaliphatische Re?:e.
i-erwende: werden. iinei-e Uiorganor.'uiysüoxane irne"-raib des oben ar.gegebs~e: Viskosiiätsnereiches her?:: steilen, die sowohl aromatische als aurh Alkenyigrupren im Polymeren enthalten. Das lineare Diorganopolysüoxan-Reaktionsr.rod'jJ": enthält in jedem Fail Alk··'!- oder cycloaliphatische Re?:e.
Das erfindunssäemriß: Verfahren ist sehr geeignet
für die Hers"e';. rg i:"esre;" Diorganopolysiloxane. die
einen GerL ;r -<~r- :c_ ijner Gruppen haben und die
geger^ener'a:: ·:■■ :■. 50 r-.1i- -'.b Aikenylsubstituenten
jchf Reste „nc! vorzugsweise
:; er- i.-lre>ie enthalten.
Vorzugsweise und für viele Anwendungen enthält das polymere Reaktionsprodukt des erfindungsgemäßen
Verfahrens 1 bis 20 Mol-% aromatischer Reste und mehr, insbesondere Phenyl- oder substituierte Phenylreste
mit bis zu 50 Mol-% Alkenylresten, insbesondere Vinylresten. Das cyclische Polysiloxan der Formel (I)
erhält man durch Einleiten von R2S1CI2 in heißes Kaliuinhydroxid, das bei einer Temperatur im Bereich
von 110 bis 150° C gehalten ist, mit anschließendem
Abdestillieren des cyclischen Polysiloxans der Formel (1) im Vakuum aus der Reaktionsmischung. In der Formel
R2S1CI2 hat R die oben für die Formel (I) genannte Bedeutung.
Das cyclische Polysiloxan der Formel (II) erhält man durch Auflösen einer Verbindung der Formel R2/SiCl2,
worin R' die obengenannte Bedeutung hat, in Toluol und Zugabe von 20 bis 80 Teilen Alkalimetallhydroxid zu der
Toluollösung, während man deren Temperatur im Bereich von 50 bis 1000C hält. Nach 1 bis 5 Stunden wird
die Lösung abgekühlt, wobei das cyclische Polysiloxan der Formel (II) ausfällt.
Das vorgenannte Verfahren für die Herstellung cyclischer Polysiloxane der Formel (H) ist besonders
geeignet, wenn das cyclische Polysiloxan der Formel (II) einen hohen Gehalt an aromatischen Gruppen aufweist.
Hat es dagegen einen geringen Gehalt an aromatischen Gruppen, wobei dann die meisten der Reste R'
Alkenylreste sind, dann kann man das cyclische Polysiloxan in reiner Form durch Abdestillieren aus der
Reaktionsmischung erhalten.
Selbstverständlich sind noch weitere Verfahren für die Herstellung der cyclischen Polysiloxane der Formeln
(I) und (II) in reiner Form bekannt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet für die Herstellung aromatische Gruppen und
insbesondere Phenyl- und substituierte Phenylgruppen enthaltender linearer Diorganopolysiloxane im Rahmen
des oben angegebenen Viskositätsbereiches.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das cyclische Polysiloxan der Formel (I) mit
einem cyclischen Polysiloxan der Formel (II) in einem Reaktionskessel vermischt. Zu diesen Ingredienzien gibt
man das oben definierte lineare Diorganopolysiloxanadditiv.
Die Menge des cyclischen Polysiloxans der Formel (I), die in bezug auf die Menge des cyclischen Polysiloxans
der Formel (II) verwendet wird, hängt ab von den Zusammensetzungen der verschiedenen cyclischen
Polysiloxane und der gewünschten Zusammensetzung des linearen Diorganopolysiloxanendproduktes.
Es ist erwünscht, daß das lineare Diorganopolysiloxanadditiv eine Zusammensetzung hat, die so weit wie
möglich der Zusammensetzung des gewünschten Reaktionsproduktes des erfindungsgemäßen Verfahrens
entspricht Diese Übereinstimmung der Zusammensetzungen ist zwar nicht notwendig, aber sie ist
erwünscht Diese Übereinstimmung ist insbesondere dann erwünscht, wenn das lineare Diorganopolysiloxanadditiv,
sowohl als Additiv als auch als Kettenabbruchsmittel in dem Verfahren wirken soll. Wenn daher das
lineare Diorganopolysiloxanendprodukt Vinyldimethylsiloxyendgruppen
aufweisen soll, dann ist es erwünscht, daß auch das Additiv Vinyldimethylsiloxyendgruppen
aufweist
Unabhängig davon, ob das Additiv als Kettenabbruchsmittel wirkt oder nicht und unabhängig davon, ob
ein zusätzliches Kettenabbruchsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, muß das
Additiv an den Kettenenden solche Gruppen aufweisen, wie man sie beim Reaktionsendprodukt des erfindungsgemäßen
Verfahrens wünscht.
Bei der Auswahl des speziellen Additivs sind vier Punkte zu berücksichtigen. Dies sind (1) die Löslichkeit
mit Bezug auf das spezielle cyclische Polysiloxan, (2) seine Viskosität hinsichtlich der gewünschten Endviskosität
des polymeren Reaktionsproduktes, (3) seine Linearität und (4), daß es die richtigen Kettenabbruchsgruppen
aufweist.
Bezüglich der Linearität ist darauf hinzuweisen, daß
das Additiv im wesentlichen linear sein sollte und unter im wesentlichen linear ist zu verstehen, daß es im
allgemeinen weniger als 500 ppm und vorzugsweise weniger als 300 ppm trifunktionelle Siloxygruppen
enthält.
Weist das Additiv mehr als diese Menge trifunktioneiler
Siloxygruppen auf, insbesondere, wenn das Additiv auch als Kettenabbruchsmittel im erfindungsgemäßen
Verfahren wirken soll, dann wird das gewünschte lineare Diorganopolysiloxan-Reaktionsprodukt nicht
erhalten.
Wenn daher das Additiv einen hohen Gehalt an trifunktionellen Siloxygruppen aufweist, dann ist es
erwünscht, die Menge des verwendeten Additivs im erfindungsgemäßen Verfahren so gering wie möglich zu
halten, da es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein im wesentlichen lineares Diorganopolysiloxan
herzustellen.
Hinsichtlich der Viskosität des Additivs ist es erwünscht, daß dieses eine Viskosität im Bereich der
gewünschten Viskosität des im wesentlichen linearen
Diorganopolysiloxanreaktionsproduktes aufweist.
Bei der Löslichkeit ist es von Bedeutung, daß das lineare Diorganopolysiloxanadditiv solche Subsiituentengruppen
aufweist, die in der Lage sind, sich mit den Substituentengruppen der cyclischen Polysiloxane aufzulösen
und zu durchsetzen, wenn der richtige Kontakt zwischen dem Additiv und den cyclischen Polysiloxanen
erhalten werden soll, um die gewünschte Reaktionsgeschwindigkeit und das gewünschte Reaktionsprodukt zu
bekommen.
Die Menge des cyclischen Polysiloxans der Formel (II), die mit Bezug auf die Menge des cyclischen
Polysiloxans der Formel (I) im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, kann in Abhängigkeit von
den Substituentengruppen und der Konzentration solcher Substituentengruppen und der verwendeten
cyclischen Polysiloxane und der gewünschten Konzen-
tration der Substituentengruppen in dem linearen Diorganopolysiloxanendprodukt variieren.
Bezogen auf 100 Teile des cyclischen Polysiloxans der Formel (1) können i bis iöö Teile oder mehr des
cyclischen Polysiloxans der Formel (II) eingesetzt
werden, in Abhängigkeit von der erwünschten Zusammensetzung
und der Konzentration der Substituentengruppen, die auf dem Endreaktionsprodukt erwünscht
ist
Zusätzlich zu den cyclischen Polysiloxanen der
Zusätzlich zu den cyclischen Polysiloxanen der
Formeln (I) und (II) und dem linearen Diorganopolysiloxanaddiiiv verwendet man bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren vorzugsweise eine gewisse Menge eines Kettenabbruchsmittels.
Ein solches Kettenabbruchsmittel muß eine Viskositat von weniger als 10 000 Centipoise aufweisen, anderenfalls ist es einfach ein Additiv gemäß der obigen Definition. Ein solches Kettenabbruchsmittel kann ein Organodisiloxan oder ein Organoendgruppen aufwei-
Ein solches Kettenabbruchsmittel muß eine Viskositat von weniger als 10 000 Centipoise aufweisen, anderenfalls ist es einfach ein Additiv gemäß der obigen Definition. Ein solches Kettenabbruchsmittel kann ein Organodisiloxan oder ein Organoendgruppen aufwei-
sendes Polysiloxan sein, wie Hexamethyldisiloxan, Trimethylsiloxyendgruppen aufweisendes Dimethylpolysiloxan
usw. oder Kettenabbruchsmittel, wie Divinyltetramethyldisiloxan, wobei diese genannten Kettenabbruchsmittel
keine Silanolgruppen enthalten und bei der Herstellung linearer Diorganopolysiloxanreaktionsprodukte
eingesetzt werden, die Triorganosiloxyendgruppen aufweisen.
Soll das gewünschte Reaktionsprodukt ein Silanolendgruppen aufweisendes Produkt sein, dann können
Kettenabbruchsmittel, wie Wasser, Silanolendgruppen aufweisende Disiloxane und Silanolendgruppen aufweisende
Polysiloxane mit einer Viskosität von weniger als 10 000 Centipoise bei 25°C verwendet werden.
1st die Viskosität des Kettenabbruchsmittels größer als 10 000 Centipoise und erfüllt es die anderen
obengenannten Bedingungen, dann wirkt es als Additiv in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Es wird darauf hingewiesen, daß die meisten Kettenabbruchsmittel, die in dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Herstellung linearer Diorganopolysiloxane
mit einer Viskosität von 1 bis 2 000 000 Centipoise eingesetzt werden, solche mit 2 bis 20 Siloxangruppen
im Polymermolekül sind und solche Siloxane haben eine Viskosität von weniger als 1000 Centipoise und wirken
daher bei keiner Konzentration als Additiv in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Es kann davon ausgegangen werden, daß alle Kettenabbruchsmittel eine Viskosität von weniger als
10 000 Centipoise bei 25° C haben und daher in dem erfindungsgemäßen Verfahren bei keiner Konzentration
als Additiv wirken können.
Wird andererseits das Additiv der vorliegenden Erfindung in einer ausreichend hohen Konzentration
verwendet, dann kann es sowohl als Additiv zur Förderung der Polymerisation der cyclischen Polysiloxane
als auch als Kettenabbruchsmittel wirken.
Die Menge des Kettenabbruchsmittels, die mit den anderen Bestandteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens
vermischt wird, hängt von der Menge des verwendeten Additivs ab. Im allgemeinen werden
jedoch 100 ppm bis zu 30 Gew.-% von den Reaktanten von einem Kettenabbruchsmittel und vorzugsweise
200 ppm bis 1 Gew.-% von den Reaktanten, die das Additiv einschließen, verwendet.
Die cyclischen Polysiloxane werden in den gewünschten Konzentrationen in einem Reaktionsgefäß angeordnet
und dann das Additiv sowie das Kettenabbruchsmittel in den gewünschten Konzentrationen hinzugegeben.
Dann erhitzt man die Reaktionsmischung auf 110 bis 175°C, insbesondere auf 150 bis 175°C, um eine
azeotrope Mischung des cyclischen Polysiloxans der Formel (I) mit Wasser abzudestillieren, um so so viel wie
möglich von der Feuchtigkeit aus dem Reaktanten zu entfernen, so daß vorzugsweise weniger als 50 ppm
Feuchtigkeit in den Bestandteilen der Reaktionsmischung verbleiben.
Diese azeotrope Abdestillation der Feuchtigkeit wird während 1 bis 5 Stunden durchgeführt Danach gibt man
zu der Reaktionsmischung weniger als 50 ppm wasserfreies Alkalimetallhydroxid. Vorzugsweise wird Kaliumhydroxid
eingesetzt
Die Bestandteile der Reaktionsmischung werden dann bei einer Temperatur im Bereich von 140 bis
2000C 3 bis 12 Stunden und vorzugsweise 3 bis 6 Stunden äquilibriert Die Umsetzung kann bei jedem
Punkt unterbrochen werden, bei dem ein Reaktionsprodukt mit der gewünschten Viskosität erhalten wird. Im
allgemeinen wird daher die Äquilibrierung bei einem Punkt unterbrochen, bei dem noch 10 bis 25 Gew.-%
und vorzugsweise 10 bis 15 Gew.-% flüchtige Stoffe in der Reaktionsmischung vorhanden sind, da zu diesem
Zeitpunkt die größte Menge des linearen Diorganopolysiloxanreaktionsproduktes entstanden ist, die aus den
cyclischen Siloxanen erhalten werden kann.
Die Viskosität des Endproduktes hängt von der Menge des verwendeten Kettenabbruchsmittels ab. Sie
ίο ist nicht abhängig von dtr Menge des verwendeten
Additivs, es sei denn, es wurden große Mengen des Additivs verwendet, wie mehr ds 20 Gewichtsteile des
Additivs pro 200 Teile des cyclischen Polysiloxans der Formel (I) und in dem Fall, bei dem kein Kettenabbruchsmittel
eingesetzt wurde. Werden geringere Mengen des Additivs in der Reaktionsmischung verwendet, dann wird die Endviskosität des Reakiionsproduktes
durch die hinzugesetzte Menge des Kettenabbruchsmittels bestimmt.
Nachdem die Reaktionsmischung die gewünschte Menge an flüchtigen Stoffen enthält, wird das Gefäß
abgekühlt und zu den Bestandteilen der Reaktionsmischung eine ausreichende Menge eines Neutralisationsmittels für den Alkalimetallhydroxidkatalysator hinzu-
gegeben.
Ein solches Neutralisationsmittel kann jedes Neutralisationsmittel
sein, vorzugsweise wird es jedoch ausgewählt aus Toluolsulfonsäure, Phosphorsäure, Allylbromid
und Essigsäure. Jede dieser Säuren kann in einer ausreichenden Menge zur Neutralisation des
Alkalimetallhydroxidkatalysators zu der Reaktionsmischung hinzugegeben werden, und die Säure wird
kräftig in die Reaktionsmischung eingerührt, um sich gut damit zu vermischen und den Alkalimetallhydroxidkatalysator
zu neutralisieren.
Danach erhitzt man das Reaktionsgefäß auf Temperaturen oberhalb von 100° C und vorzugsweise oberhalb
von 1500C, um alle flüchtigen Stoffe aus der Reaktionsmischung zu entfernen, so daß das gewünschte
lineare Diorganopolysiloxanreaktionsprodukt zurückbleibt.
Das Reaktionsprodukt hat eine Viskosität im Bereich von 1000 bis 200 000 000 Centipoise bei 25° C, und es ist
ein im wesentlichen lineares Diorganopolysiloxan mit den gewünschten Substituenten und insbesondere mit
den gewünschten Alkyl-, Cycloalkyl- und aromatischen Resten sowie gegebenenfalls Alkenylresten. Es kann ein
Silanolendgruppen oder ein Triorganosiloxyendgruppen aufweisendes Produkt sein, je nach der Art des beim
Verfahren verwendeten Kettenabbruchsmittels und Additivs.
Die Endviskosität des Reaktionsproduktes ist innerhalb des gewünschten Bereiches abhängig von der
Menge des verwendeten Additivs und der Menge des verwendeten Kettenabbruchsmittels.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man ein im wesentlichen lineares Diorganopolysiloxan.
Unter im wesentlichen linear wird ein Produkt mit weniger als 100 ppm trifunktioneller Siloxygruppen
verstanden. Weiter hat das Produkt eine Viskosität im Bereich von 1000 bis 200 000 000 Centipoise bei 25° C.
In der am meisten bevorzugten Ausführungsform ist der Rest R des cyclischen Polysiloxans der Formel (I)
Methyl und der Rest R' des cyclischen Polysiloxans der Formel (H) ausgewählt aus Phenyl und Vinyl. In einem
solchen Fall ist es bevorzugt, daß das Additiv aus den richtigen Anteilen von Methyl-, Phenyl- und Vinylgruppen
zusammengesetzt ist.
Das im wesentlichen lineare Diorganopolysiloxanadditiv hat, wenn es zur Herstellung eines Silanolendgruppen
aufweisenden Diorganopolysiloxanreaktionsproduktes verwendet wird, vorzugsweise die Formel III
HO-
R2
-SiO-
-H
(ΠΙ)
10
worin R2 die organischen Reste, die oben für das lineare
Diorganopolysiloxanadditiv genannt sind, umfassen kann und χ von 500 bis 15 000 variiert.
Soll nach der am meisten bevorzugten Ausführungsförrn
des erfindungsgernäßen Verfahrens ein im
wesentlichen lineares Diorganopolysiloxanreaktionsprodukt mit Triorganosiloxyendgruppen hergestellt
werden, dann hat das lineare Diorganopolysiloxanadditiv vorzugsweise die Formel IV
GV)
worin R3 die Organogruppen umfaßt, die oben für das lineare Diorganopolysiloxanadditiv genannt sind, und a
von 1,95 bis 2,01 variiert.
Die Reste R2 und R3 sind daher ausgewählt aus Alkyl,
Cycloalkyl, einkernigem Aryl, einkernigem Alkaryl, einkernigem Aralkyl, Alkenyl, zweikernigem Aryl und
deren Mischungen, wobei bis zu 50 Mol-% der Reste R2
und R3 aromatische und nicht mehr als 50 Mol-% der Reste R2 und R3 bei den obigen Formeln ausgewählt sind
aus Alkenylresten.
Weist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte lineare Diorganopolysiloxanreaktionsprodukt
Silanolendgruppen auf, dann kann es mit einem Vernetzungsmittel, wie Methyltriacetoxysilan, und einem
geeigneten Katalysator vermischt werden. Wird eine solche Zusammensetzung der Feuchtigkeit ausgesetzt,
dann härtet sie leicht unter Bildung eines harten gummiartigen Festkörpers.
Beispiele für die Verwendung solcher Silanolendgruppen aufweisendei linearer Diorganopolysiloxanreaktionsprodukte,
wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden können, in bei Raumtemperatur
vulkanisierbaren »Silikonw-Zusammensetzungen können z. B. in der DE-OS 21 46 863 gefunden
werden.
Weist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte lineare Diorganopolysiloxanreaktionsprodukt
Triiorgar.osüosyer.dgrjpper. auf und hat es im
allgemeinen eine Viskosität im Bereich von 1 000 000 bis 200 000 000 Centipoise bei 25° C und mehr, bevorzugt
eine Viskosität von 2 000 000 bis 50 000 000 Centipoise bei 250C, dann ist dieses Produkt außerordentlich
geeignet als Grundbestandteil für in der Hitze vulkanisierbare »Silikongummi«-Zusammensetzungen.
Solche Zusammensetzungen umfassen im allgemeinen das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Triorganosiloxyendgruppen aufweisende lineare Diorganopolysiloxan, ein Verarbeitungshilfsmittel,
einen Füllstoff, gegebenenfalls gegen Hitze stabilisierende Additive, entflammungshemmende Additive
und andere Additive, die alle in das Reaktionsprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens eingemischt werden.
In die dabei erhaltene Mischung kann dann noch ein Katalysator eingemischt werden, woraufhin die
Zusammensetzung auf erhöhte Temperaturen, d. h. oberhalb von 150° C erhitzt werden kann, um sie zu
einer harten vulkanisierten »Silikongummi«-Masse zu härten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Sofern nichts anderes angegeben,
sind alle Teile Gewichtsieile.
In einem Reaktionsgefäß wurden 95 Teile cyclisches Dimethyltetrasiloxan und 15 Teile cyclisches Diphenyltetrasiloxan
miteinander vermischt. Zu dieser Mischung gab man 5 Teile eines Trimethylendgruppen aufweisenden
Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 50 000 000 Centipoise. Außerdem gab man zu den
obigen Ingredienzien 500 ppm des als Kettenabbruchsmittel wirkenden Hexamethyldisiloxans. Die Ingredienzien
wurden vermischt, danach das Reaktionsgefäß abgeschlossen und für zwei Stunden auf eine Temperatur
von 150° C erhitzt, wobei während dieser Zeitkontinuierlich ein azeotropes Gemisch aus cyclischem
Dimethyltetrasiloxan und Wasser abgezogen wurde, bis der Feuchtigkeitsgehalt im Gefäß geringer als 50 ppm
25 war.
Dann wurden zu den Reaktionsingredienzien 20 ppm KOH, bezogen auf die Reaktionsingredienzien im
Reaktionsgefäß, hinzugegeben, wobei die KOH wasserfrei war und in einer den Zutritt von Wasser
ausschließenden Weise hinzugegeben wurde. Die Ingredienzien wurden dann unter konstantem Rühren 6
Stunden auf eine Temperatur von 160°C erhitzt. Nach Beendigung dieser Zeit waren noch 15% flüchtige
Stoffe in der Reaktionsmischung.
Man gab zu der Reaktionsmischung 5C ppm Essigsäure unter konstantem Rühren, um die gesamte im
Reaktionsgefäß vorhandene KOH zu neutralisieren. Nach Zugabe der Essigsäure und einem halbstündigen
Rühren wurde das Gefäß für 1 Stunde auf e:ne Temperatur von 170° C erhitzt, um alle flüchtigen
Bestandteile zu entfernen.
Das Reaktionsprodukt war lineares Dimethyldiphenylpolysiloxan und halte einen Phenylgruppengeha't
von 5,3 Mol-% und eine Viskosität von 50 000 000 Centipoise bei 25° C.
Zu 95 Teilen cyclischen Octamethyltetrasiloxans wurden 5 Teile eines Trimethylendgruppen aufweisenden
Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 60 000 Centipoise hinzugegeben und die beiden
Ingredienzien in einem Reaktionsgefäß so lange gerührt; bis sich das Öl aufgelöst hatte. Dann gab man
423 Teile Octaphenylcyclotetrasiloxan und 3 Teile Vinylheptamethylcyclotetrasiloxan zu der Mischung
sowie 1000 ppm Decamethyltetrasiloxan (bezogen auf die Menge des Octamethylcyclotetrasiloxans).
Danach erhitzte man den Reaktionskolben auf 15O0C
und spülte mit trockenem Stickstoff, bis 2 Teile der flüchtigen Bestandteile entfernt und gesammelt waren.
Danach gab man 0,0035 Teile fein zerteilter KOH
hinzu. Nach 2 Stunden begann sich die Viskosität des
Inhaltes des Reaktionsgefäßes zu erhöhen. Das Reaktionsgefäß wurde 4 weitere Stunden auf 150° C
belassen, dann auf 80° C abgekühlt und 0,1 g Essigsäure
hinzugegeben, um die KOH zu neutralisieren. Danach legte man an das Reaktionsgefäß ein Vakuum von
10 mm Hg an und erhitzte das Gefäß auf 160° C um die
flüchtigen Bestandteile zu entfernen. Das Vakuumstrippen
wurde beendet, nachdem iO Teile der flüchtigen
Bestandteile gesammelt waren.
Die Viskosität des Polymers betrug bei 25°C 6 χ ΙΟ7
Centipoise. Das Polymere enthielt 14 Mol-% Diphenyl- -, siloxy-, 0,6 Mol-% Methylvinylsiloxy- und als Rest
Dimethylsiloxyeinheiten.
Zu 100 Teilen Octamethylcyclotetrasiloxan gab man π
5,3 Teile eines Trimethylendgruppen aufweisenden Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 30 000
Centipoise und gab die Mischung zusammen mit 20 Teilen sym-Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan und
1 Teil Hexamethyldisiloxan als Kettenabbruchsmittel in ■ ■
einen Reaktionsbehälter. Dieser Behälter wurde auf 150° C erhitzt und mittels eines trockenen Stickstoffstromes
wurden 2 Teile der flüchtigen Bestandteile entfernt und gesammelt.
Danach gab man 0,0025 Teile fein zerteilter KOH .».
hinzu. Nach 2 Stunden begann sich die Viskosität des Inhaltes des Behälters zu erhöhen. Das Erhitzen wurde
für weitere 4 Stunden fortgesetzt und danach enthielt das Produkt 11,4% flüchtige Bestandteile (1 Stunde bei
2 mm Hg bei 100°C). Die Mischung wurde auf 80°C abgekühlt und 0,005 Teile Phosphorsäure hinzugegeben.
Die Viskosität des Produktes betrug 40 000 Centipoii
Methylvinyl- und als Rest
se, und es enthielt 14 MoM
Dimethylsiloxyeinheiten.
Dimethylsiloxyeinheiten.
Zu 100 Teilen Octamethylcyclotetrasiloxan und 15
Teilen Octaphenylcyclotetrasiloxan gab man 0,1 Teil Decamethyltetrasiloxan in einem Reaktionsgefäß und
erhitzte das Ganze auf 150° C. Mittels eines trockenen
Stickstoffstromes wurden 2 Teile flüchtiger Bestandteile entfernt.
Danach gab man 0,006 Teile fein zerteilter KOH hinzu. Nach 4 Stunden hatte sich die Viskosität der
Mischung noch nicht erhöht und deshalb gab man weitere 0,006 Teile fein zerteilter KOH hinzu. Auch
während der nächsten 3 Stunden hatte sich die Viskosität der Mischung im Reaktionsbehälter nicht
merklich erhöht. Nach 12 Stunden von der ersten KOH-Zugabe begann sich die Viskosität zu erhöhen.
Der Gehalt der Mischung an flüchtigen Bestandteilen betrug 16 Stunden nach der ersten KOH-Zugabe 12%.
Das Produkt hatte eine Viskosität von 50 000 000 Centipoise bei 250C und es enthielt 5,3 Mol-%
Diphenyl- und als Rest Dimethylsiloxyeinheiten.
Dieses Beispiel veranschaulicht die Schwierigkeit der Durchführung de- Umsetzung bei geringem Alkalimetallhydroxidgehalt,
wenn das lineare Polysiloxanadditiv nach der vorliegenden Erfindung nicht verwendet wird.
308 113/59
Claims (1)
1. Verfahren zum Herstellen von Diorganopolysiloxanen
mit einer Viskosität von iOOO bis 200 000 000 Centipoise bei 25° C und einem Gehalt an aromatischen
Gruppen von 1 bis 50 Mol-% durch
a) Vermischen eines ersten cyclischen Polysiloxans mit einem zweiten cyclischen Polysiloxan
in Gegenwart eines linearen Diorganopolysiloxan-Additivs und
b) Erhitzen der Mischung in Gegenwart eines Katalysators,
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