DE2400914A1 - ORTHOCIESEL ACID ESTERS, THE PROCESS FOR THEIR MANUFACTURING AND THEIR USE AS HYDRAULIC FLUID COMPONENTS - Google Patents
ORTHOCIESEL ACID ESTERS, THE PROCESS FOR THEIR MANUFACTURING AND THEIR USE AS HYDRAULIC FLUID COMPONENTSInfo
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Description
DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAlRDR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAlR
8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 458 MUNICH 86, POST BOX 86 02 45
Anwaltsakte 24 695 9. Januar 1974Attorney File 24,695 January 9, 1974
CASTROL LIMITED Swindon, Wiltshire, EnglandCASTROL LIMITED Swindon, Wiltshire, England
"Orthokieselsäureester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Hydraulikflüssigkeitskomponenten" "Orthosilicic acid esters, process for their preparation and their use as hydraulic fluid components "
Die Erfindung betrifft neue, infi Hydraulikflüssigkeiten verwendbare Verbindungen, insbesondere gewisse neue Orthokieselsäureester (Orthosilikate), ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Hydraulikflüssigkeiten. The invention relates to novel, useful in f i hydraulic fluids compounds, in particular certain new Orthokieselsäureester (orthosilicates), a process for their preparation and their use in hydraulic fluids.
Hydraulikflüssigkeiten werden allgemein in hydraulischem Systemen verwendet, die zahlreiche verschiedeneHydraulic fluids are widely used in hydraulic systems, which are many different
-2- -409829/1074-2- -409829/1074
~2-~ 24009H~ 2 - ~ 24009H
Funktionen erfüllen. Die Kombination von Eigenschaften, die eine Hydraulikflüssigkeit besitzen muß, ist -von Fall zu Fall verschieden. Zu den schärfsten Anforderungen gehören diejenigen, die bei Fahrzeugbrems- und -kupplungsflüssigkeiten gestellt werden. Die Fahrzeughersteller und andere maßgebliche Stellen setzen sehr strenge Spezifikationen für derartige Flüssigkeiten fest, in denen sehr hohe Qualitätsnormen bezüglich zahlreicher Eigenschaften gefordert werden.Perform functions. The combination of properties that a hydraulic fluid must possess is -von Different from case to case. The toughest requirements include those that apply to vehicle braking and braking -clutch fluids are provided. The vehicle manufacturers and other relevant bodies are very betting strict specifications for such liquids, in which very high quality standards regarding numerous properties are required.
Seit kurzem hat sich im Fahrzeugbau zunehmend die Tendenz entwickelt, zur Bedienung bzw; Betätigung von Aggregaten, wie Servolenkung, Stoßdämpfer und Bremsen, die bisher jeweils mit eigenen Hydrauliksystemen ausgerüstet wurden, ein einziges Hydrauliksystem zu verwenden. Dies hat zu schwerwiegenden Problemen bei der Rezeptur geeigneter Hydraulikflüssigkeiten geführt. Die Hydraulikflüssigkeiten auf Mineralölbasis, die bislang in Servolenkungssystemen und Stoßdämpfern verwendet wurden, weisen zwar in bezug auf die Nitril- und Chloroprenkautschuke, die für die Dichtungen und Manschetten in derartigen Systemen verwendet werden, befriedigende Eigenschaften auf, schädigen aber die synthetischen Kautschuke und Naturkautschuke erheblich, die für den Bau von hydraulischen Brems- und Kupplungssystemen verwendet werden. Dies führt zu einem zu starken Quellen der letztgenannten Dichtungen, was zu schwer-Recently there has been an increasing tendency in vehicle construction to operate or; Actuation of aggregates, such as power steering, shock absorbers and brakes, each of which was previously equipped with its own hydraulic system to use a single hydraulic system. This has caused serious problems in the Recipe for suitable hydraulic fluids. The hydraulic fluids based on mineral oil that were previously used in power steering systems and shock absorbers have, in fact, with regard to the nitrile and chloroprene rubbers used for the seals and sleeves used in such systems have satisfactory properties, but damage the synthetic Rubbers and natural rubbers significantly, which are used in the construction of hydraulic brake and clutch systems. This leads to one being too strong Sources of the latter seals, which
409829/1074 -3-409829/1074 -3-
"5" 2A00914" 5 " 2A00914
wiegenden Flickt ions störungen des Brems- oder Kupplungssystems führen kann. Umgekehrt haben die Hydraulikflüssigkeiten, die bislang in Brems- und Kupplungssystemen verwendet wurden, und in der Regel auf der Basis von Glykolen, 'Glykoläthern und/oder Glykolätherestern aufgebaut sind und in derartigen Systemen befriedigend gearbeitet haben, eine schädigende Wirkung auf die Nitril- und Chloroprenkautschukmanschetten, die in Servolenkungssystemen und Stoßdämpfern verwendet werden, was ebenfalls zu !Funktionsstörungen führen kann. Beim Betrieb von Fahrzeugen ist die Betriebssicherheit bzw. -zuverlässigkeit, die bei allen mechanischen Vorrichtungen eine wünschenswerte Eigenschaft darstellt, eine Eigenschaft, der aus Gründen der Sicherheit die Bedeutung einer absolut wesentlichen Forderung zukommt. Daher entstand das Bedürfnis nach einer Hydraulikflüssigkeit, die befriedigend in einem Zentralsystem verwendet werden kann, das die Bedienung bzw. den Betrieb einer Reihe verschiedener Aggregate steuert.Major patching faults in the brake or clutch system can lead. Conversely, the hydraulic fluids previously used in brake and clutch systems, and usually on the Based on glycols, glycol ethers and / or glycol ether esters are built up and have worked satisfactorily in such systems, have a damaging effect on the nitrile and chloroprene rubber boots used in power steering systems and shock absorbers which can also lead to malfunctions. When operating vehicles, operational safety is important reliability, which is a desirable property in all mechanical devices represents a property which, for reasons of safety, has the meaning of an absolutely essential requirement comes to. Hence the need arose for a hydraulic fluid that would be satisfactory in a central system can be used that controls the operation or operation of a number of different units.
Unter den zahlreichen verschiedenen Arten von Flüssigkeiten, die als Grundmaterialien bzw. -öle für Hydraulikflüssigkeiten vorgeschlagen wurden, finden sich auch bestimmte Orthokieselsäureester. Diese Orthosilikate wurden für bestimmte Arten von Hydraulikflüssigkeiten vorgeschlagen und in einigen Fällen auch verwendet, bei denen der Hydrolysebeständigkeit eine vergleichsweiseAmong the many different types of fluids used as base materials or oils for hydraulic fluids have been proposed, certain orthosilicic acid esters are also found. These orthosilicates have been proposed for, and in some cases used, for certain types of hydraulic fluids compared to those of hydrolysis resistance
409829/1074 -4-409829/1074 -4-
geringe Bedeutung zukommt. Von Herstellern von für Fahrzeuge zu verwendenden Hydraulikflüssigkeiten wurden sie Jedoch wegen ihrer für diese Zwecke völlig unzureichenden Hydrolysebeständigkeit durchweg abgelehnt.is of little importance. Have been used by manufacturers of hydraulic fluids to be used for vehicles However, they were consistently rejected because of their completely inadequate resistance to hydrolysis for these purposes.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, neue Verbindungen zur Verfugung zu stellen, did als Grundmaterial bzw. -öl für Hydraulikflüssigkeiten verwendet werden können und nicht mit den vorstehenden Nachteilen der für diesen Zweck bekannten Verbindungen behaftet sind, d.h. insbesondere keine der in Hydrauliksystemen der verschiedensten Art üblicherweise verwendeten Kautschukarten zu stark quellen und zudem eine gute Hydrolysebeständigkeit aufweisen.The invention was therefore based on the object of making new compounds available, did as the basic material or oil used for hydraulic fluids can and do not suffer from the above disadvantages of the compounds known for this purpose i.e. in particular none of the types of rubber commonly used in hydraulic systems of the most varied of types swell too much and also have good hydrolysis resistance exhibit.
Es wurde nun gefunden, daß sich diese Aufgabe durch bestimmte neue Orthosilikate lösen läßt, die eine überlegene Hydrolysebeständigkeit besitzen und sich aufgrund der guten Ausgewogenheit ihrer für den hier in Rede stehenden Zweck maßgeblichen Eigenschaften, wie Siedepunkt, Hydrolysebeständigkeit und Kautschukquelleigenschaften, für die Verwendung bei der Herstellung von Hydraulikflüssigkeiten für Fahrzeugaggregate und insbesondere auch Hydraulikflüssigkeiten für zentrale Hydrauliksysteme verwenden lassen. Diese Orthosilikate sind dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Glykolmonoätherrest und mindestens eine verzweigteIt has now been found that this problem can be solved by certain new orthosilicates, the one superior Have hydrolysis resistance and due to the good balance of their for the here in Relevant properties in question, such as boiling point, hydrolysis resistance and rubber swelling properties, for use in the manufacture of hydraulic fluids for vehicle assemblies and In particular, hydraulic fluids can also be used for central hydraulic systems. These orthosilicates are characterized in that they contain at least one glycol monoether residue and at least one branched
organische Gruppe, die in einigen Fällen der Glykolmonoätherrest sein kann, enthalten.organic group, which in some cases can be the glycol monoether residue.
Gegenstand der Erfindung sind somit Orthokieselsäureester (Orthosilikate) der allgemeinen FormelThe invention thus relates to orthosilicic acid esters (orthosilicates) of the general formula
R1O '" OR5 R 1 O '"OR 5
Si I,Si I,
R2OR 2 O
1
in der R ein Propylenglykolmonoalkylatherrest mit 1 bis 8 C-Atom(en)in der Alkylschlußgruppe öder ein1
in which R is a propylene glycol monoalkyl ether radical with 1 to 8 carbon atoms in the alkyl terminal group or a
2 3 4 tertiärer Alkylrest ist und R , R^ und R gleich oder verschieden sind und je einen Äthylen- oder Propylenglykolmonoalkylätherrest mit 1 bis 8 C-Atom(en) in der Alkylschlußgruppe oder einen tertiären Alkylrest bedeuten, mit der Maßgabe, daß auch R , R und R Propylenglykolmonoalkylatherreste sind, wenn R ein Pro-2 3 4 is tertiary alkyl and R, R ^ and R are the same or are different and each have an ethylene or propylene glycol monoalkyl ether radical with 1 to 8 carbon atoms in the alkyl terminal group or a tertiary alkyl radical, with the proviso that R, R and R are also propylene glycol monoalkylate radicals are, if R is a pro-
12 3 pylenglykolmonoalkylätherrest ist, daß R , R , R^ und R insgesamt mindestens 15 C-Atome enthalten, und daß12 3 pylene glycol monoalkyl ether radical is that R, R, R ^ and R contain a total of at least 15 carbon atoms, and that
12 3- 4-mindestens einer der Reste R , R- , R^ und R ein Glykolmonoalkylätherrest ist.12 3-4 at least one of the radicals R, R-, R ^ and R is a glycol monoalkyl ether radical is.
Der Ausdruck "tertiärer Alkylrest" bezeichnet in dem Sinne, wie er in der vorliegenden Beschreibung unddenThe term "tertiary alkyl" denotes in the Meaning as used in the present description and the
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Ansprüchen verwendet wird, einen Alkylrest, der ein tertiäres Kohlenstoffatom, d.h. ein Kohlenstoffatom enthält, an das kein Wasserstoffatom gebunden ist.Claims is used, an alkyl radical having a tertiary carbon atom, i.e. a carbon atom contains, to which no hydrogen atom is bonded.
Die in den Orthosilikaten der Erfindung enthaltenen Glykolmonoalkylätherreste leiten sich von Monoalkyläthern von Mono-, Di- oder Polyglykolen ab, die durch die allgemeine FormelThose contained in the orthosilicates of the invention Glykolmonoalkylätherreste derive from monoalkyl ethers of mono-, di- or polyglycols, which through the general formula
ι ιι ι
H-J-O-CH-CH-O-f-RH-J-O-CH-CH-O-f-R
wiedergegeben werden können, in der R und.R je .ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest bedeuten, mit der Maßgabe, daß nicht sowohl R-7 als auch R ein Methylrest ist, R ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen) und η eine ganze Zahl ist. Die von diesen Glykolmonoalkyläthern abgeleiteten Reste können somit durch die allgemeine Formelcan be reproduced in which R and R each mean a hydrogen atom or a methyl radical, with the proviso that both R 7 and R are not methyl radicals, R is an alkyl radical with 1 to 8 carbon atoms) and η is a is an integer. The radicals derived from these glycol monoalkyl ethers can thus be represented by the general formula
R5 R6 R 5 R 6
— CH-CH-O-- CH-CH-O-
-R-R
wiedergegeben werden.be reproduced.
R soll vorzugsweise 1 bis 4- und insbesondere 1- oder C-Atom(e) enthalten. Der Index η ist bei Monoglykol-R should preferably be 1 to 4- and especially 1- or Contains carbon atom (s). The index η is for monoglycol
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monoäthern 1, bei Diglykolmonoäthern 2 und bei PoIyglykolmonoäthern 3 oder mehr. Der Siedepunkt der Orthosilikate der Erfindung ist im allgemeinen um so höher je größer das Molekül ist, wobei die Zahl der C-Atome im Molekül ein zweckmäßiger Parameter für dessen Größe ist. Dementsprechend sind mindestens 15 C-Atome erforderlich, damit das Orthosilikat einen ausreichend hohen Siedepunkt aufweist. Die Zahl der C-Atome im Molekül hangt u.a. vom Wert des Index η ab. Vorzugsweise soll η daher mindestens 2 sein. Der Zahlenwert des Index η kann bis zu 20 betragen, sollte jedoch vorzugsweise höchstens 6 sein. Im allgemeinen ist η besonders bevorzugt 2 bis 4-, Es sei jedoch darauf hingeweisen, daß η beispielsweise bei einigen Glykolmonoätherresten auch 1 sein und dieser niedrige Wert dadurch ausgeglichen werden kann, daß η in anderen Glykolmonoalkylatherresten sehr viel größer ist. Wie weiter oben bereits erwähnt, ist der Gesamt-C-Atomgehalt ein zweckmäßiger Parameter der Molekülgröße, d.h., des kumulativen Effekts der Werte der einzelnen Indices η plus der Größe jedes der die Reste R , R , R^ und/ oder R bildenden Alkylreste, wobei die Gesamtzahl der C-Atome im Molekül in der Regel in einem Bereich von 15 bis 120 und vorzugsweise 15 bis 60 liegen wird.monoethers 1, diglycol monoethers 2 and polyglycol monoethers 3 or more. The boiling point of the orthosilicates of the invention is generally the higher the larger the molecule, the number of carbon atoms in the molecule being a useful parameter for it Size is. Accordingly, at least 15 carbon atoms are required for the orthosilicate to be sufficient has a high boiling point. The number of carbon atoms in the molecule depends, among other things, on the value of the index η. Preferably therefore η should be at least 2. The numerical value of the index η can be up to 20, but should be preferred be 6 at most. In general, η is particularly preferably 2 to 4-, It should be pointed out, however, that η, for example, also be 1 for some glycol monoether residues and this low value can be compensated by the fact that η is very much larger in other glycol monoalkylate residues. As Already mentioned above, the total C-atom content is a useful parameter of the molecular size, i.e., the cumulative effect of the values of the individual indices η plus the size of each of the radicals R, R, R ^ and / or R-forming alkyl radicals, the total number of carbon atoms in the molecule generally in a range of 15 to 120 and preferably 15 to 60 will be.
Wie bereits erwähnt, kann R wahlweise auch ein tertiärer Alkylrest sein, wobei R in diesem Pail vorzugsweise 4-bis 10 und insbesondere. 4 bis 8 C-Atome enthält.As already mentioned, R can optionally also be a tertiary alkyl radical, where R in this Pail is preferably 4-bis 10 and in particular. Contains 4 to 8 carbon atoms.
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2 3 Wie bereits erwähnt, kann auch jeder der Reste R , R oder R ein tertiärer Alkylrest sein. Auch in diesem Fall enthält jeder dieser Alkylreste vorzugsweise 4 bis 10 und insbesondere 4- bis 8 C-Atome. Mindestens einer2 3 As already mentioned, each of the radicals R, R or R can be a tertiary alkyl radical. In this case too, each of these alkyl radicals preferably contains 4 to 10 and especially 4 to 8 carbon atoms. At least one
der Reste R1, R2,the radicals R 1 , R 2 ,
und R muß ein Glykolmonoalkyl-and R must be a glycol monoalkyl
ätherrest der vorstehend definierten Art sein. Vor-ether remainder of the type defined above. Before-
12 3 zugsweise sind mindestens 2 der Reste R , R , Ry und12 3 are preferably at least 2 of the radicals R, R, R y and
R Glykolmonoätherreste.R Glycol monoether residues.
Demgemäß stellen Orthosilikate der allgemeinen FormelAccordingly, orthosilicates represent the general formula
R7OR 7 O
OROR
,8,8th
.0R.0R
1212th
SiSi
oderor
SiSi
R10OR 10 O
OR'OR '
OROR
die zwei am meisten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dar.represent the two most preferred embodiments of the invention.
«7 O Q -ΛΓ) «7 OQ -ΛΓ)
In der allgemeinen Formel A sind R', R, R/ und R gleich oder verschieden und bedeuten je einen Propylenglykolmonoalkylätherrest der Formel III, in der von zwei benachbarten Resten R? und R jeweils einer ein Wasserstoffatom und der andere ein Methylrest ist, wo-In the general formula A, R ', R, R / and R are identical or different and each denotes a propylene glycol monoalkyl ether radical of the formula III, in which of two adjacent radicals R? and R each is a hydrogen atom and the other is a methyl radical, where-
gleich oder bei die Indices η untereinander/verschieden sind und ihr the same or with the indices η from each other / different and you
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~9~ 24009H~ 9 ~ 24009H
Gesamtwert, insbesondere dann, wenn η jeweils einen Wert von, 2 bis 4 besitzt, 8 bis 16 beträgt, sowie daß die Reste R gleich oder verschieden sind und jeweils einen Methyl- oder Äthylrest bedeuten.Total value, especially if η is a Has a value of, 2 to 4, is 8 to 16, and that the radicals R are identical or different and each represent a methyl or ethyl radical.
11 Bei OrthoSilikaten der vorstehenden Formel B ist R ein tertiärer Alkylrest mit 4 bis 8 G-Atomen, insbe-11 For orthosilicates of the formula B above, R is a tertiary alkyl radical with 4 to 8 G atoms, in particular
12 sondere ein tert.-Butylrest, R ein Glykolmonoalkyl-12 special a tert-butyl radical, R a glycol monoalkyl
1 ·5
ätherrest der Formel III, R gleich wie oder verschie-1 · 5
ether residue of the formula III, R the same as or different
12
den von R und ebenfalls ein Glykolmonoalkylather-12th
that of R and also a glycol monoalkyl ether
14 - ■14 - ■
rest der Formel III"und R ein tertiärer Alkylrest mit 4 bis 8 C-Atomen, insbesondere ein tert.-Butyl-remainder of the formula III "and R is a tertiary alkyl group with 4 to 8 carbon atoms, in particular a tert-butyl
11 rest, der gleich oder verschieden von R sein kann, oder ein mit R und/oder R D gleicher oder davon verschiedener Glykolmonoalkylätherrest der Formel III, wobei in den Glykolmonoalkylätherresten der Formel III die Reste R-7 und R untereinander gleich oder verschieden sind und je ein Wasserstoffatom bedeuten oder einer von zwei benachbarten Resten R-7 und R .ein Wasserstoff atom und der andere ein Methylrest ist, die Indices η gleich oder verschieden sind und die Summe11 radical, which can be the same or different from R, or a glycol monoalkyl ether radical of the formula III identical to or different from R and / or R D , where in the glycol monoalkyl ether radicals of the formula III the radicals R 7 and R are identical or different to one another and each denotes a hydrogen atom or one of two adjacent radicals R 7 and R. is a hydrogen atom and the other is a methyl radical, the indices η are the same or different and the sum
AlLAlles
der Zahlenwerte der Indices n, wenn R ein verzweigter Alkylrest ist, 4 bis 8, wenn R dagegen ein GIykolmonoalkylätherrest ist, 6 bis 12 beträgt, und η vorzugsweise jeweils, 2 bis 4 ist, sowie die Reste R untereinander gleich oder verschieden sind und je einen Methyl- oder Äthylrest bedeuten.the numerical values of the indices n, if R is a branched one The alkyl radical is 4 to 8, when R, on the other hand, is a glycol monoalkyl ether radical is, is 6 to 12, and η is preferably in each case, 2 to 4, as well as the radicals R are identical or different to one another and each represent a methyl or ethyl radical.
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Die Orthosilikate der Erfindung eignen sich als Hydraulikflüssigkeitsbestandteile und können für diesen Zweck als Grundmaterial bzw. Basisöle verwendet werden. In diesem Fall machen die Orthosilikate die gesamte oder im wesentlichen die gesamte Hydraulikflüssigkeit, z.B. 70 oder 99 Gewichtsprozentjder Hydraulikflüssigkeit aus. Wenn die Orthosilikate. der Erfindung für diesen Zweck verwendet werden, können sie gewünschtenfalls mit kleinen Mengen anderer bekannter Grundmaterialien oder Basisöle gemischt werden.The orthosilicates of the invention are useful as hydraulic fluid components and can be used as a base material or base oils for this purpose. In in this case the orthosilicates make up all or substantially all of the hydraulic fluid, e.g. 70 or 99 percent by weight of each hydraulic fluid the end. When the orthosilicates. of the invention are used for this purpose, they can if desired mixed with small amounts of other known base materials or base oils.
Die Orthosilikate der Erfindung sind jedoch besonders geeignet zur Mischung mit beträchtlichen Mengen anderer bekannter Basisöle bzw. Grundmaterialien,um deren Eigenschaften zu modifizieren oder eine Flüssigkeit herzustellen, die ein Gemisch der Eigenschaften der einzelnen Komponenten aufweist. In diesem Fall- können die Orthosilikate in einem weiten Bereich von Mengenverhältnissen anwesend sein, z.B. in Mengen von 1 bis 70 und insbesondere 10 bis 60 Gewichtsprozent. Auf diese Weise kann man beispielsweise Hydraulikflüssigkeiten für Zentralhydrauliksysteme rezeptieren, die in hohem Maß in Kombination die guten Kautschukquelleigenschaften der Orthosilikate in bezug auf Nitrilkautschuke und der bekannten synthetischen Grundmaterialien bzw. Basisöle für Brems- und Kupplungssysteme in bezug auf die in Automobilbrems- und -kupplungssystemeri üblicherweiseHowever, the orthosilicates of the invention are particularly suitable for admixture with substantial amounts of others known base oils or base materials to modify their properties or a liquid produce which has a mixture of the properties of the individual components. In this case- can the orthosilicates may be present in a wide range of proportions, for example in amounts from 1 to 70 and especially 10 to 60 percent by weight. To this Way you can, for example, formulate hydraulic fluids for central hydraulic systems, which in high Degree in combination the good rubber swelling properties of the orthosilicates with respect to nitrile rubbers and the known synthetic base materials or base oils for brake and clutch systems with respect to the in Automotive brake and clutch systems commonly
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verwendeten synthetischen Kautschuke und Naturkautschuke aufweisen.used synthetic rubbers and natural rubbers exhibit.
Zu den Grundmaterialien bzw. Basisölen, mit denen die Orthosilikate der Erfindung gemischt werden können, gehören die zu diesem Zweck bekannten und vielfach verwendeten Glykole, PolyoxyalkylengJykole und deren Mono- und Dialkylester. Diese Produkte sind im Handel, z.B. unter dem eingetragenen Warenzeichen "Ucon", erhältlich. Andere Beispiele dieser Materialien sind die unter den Handelsnamen "Oxitol" und "Cellosolve" erhältlichen Produkte -. Weitere Grundmaterialien bzw. Basisöle sind die aus der britischen Patentschrift Λ 34-1 901 bekannten Borsäureester. Weitere Beispiele bekannter Basisöle, die mit den Orthosilikaten der Erfindung gemischt werden können, sind die in der britischen Patentschrift 1 34-1 901 erwähnten und in den britischen Patentschriften 1 083 324 und 1 24-9 ausführlicher beschriebenen Dicarbonsäureester und Glykoldiester.The base materials or base oils with which the orthosilicates of the invention can be mixed include the glycols, polyoxyalkylene glycols and their mono- and dialkyl esters known and widely used for this purpose. These products are commercially available, for example under the registered trademark "Ucon". Other examples of these materials are those available under the trade names "Oxitol" and "Cellosolve" . Other base materials or base oils are the boric acid esters known from British patent specification Λ 34-1 901. Further examples of known base oils that can be blended with the orthosilicates of the invention are the dicarboxylic acid esters and glycol diesters mentioned in British Patent 1 34-1901 and described in more detail in British Patent Nos. 1,083,324 and 1,24-9.
Gemäß einer Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf Hydraulikflüssigkeiten, die mindestens 70 Prozent • eines erfindungsgemäßen Orthosilikats oder eines Gemisches solcher Orthosilikate oder aber ein Gemisch aus einem oder mehreren erfindungsgemäßen Orthosilikat(en) mit einem oder mehreren bekannten Hydraulik-According to one embodiment, the invention relates on hydraulic fluids that are at least 70 percent • an orthosilicate according to the invention or a mixture of such orthosilicates or a mixture from one or more orthosilicate (s) according to the invention with one or more known hydraulic
flüssigkeitsbasisöl(en) enthalten.contain liquid base oil (s).
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Es ist außerordentlich erwünscht, daß die Hydraulikflüssigkeiten der Erfindung eine kinematische Viskosität von höchstens 5000 und insbesondere nicht mehr als 200OcSt. bei -400C und einen Siedepunkt von mindestens 230 und vorzugsweise mindestens 2600C besitzen.It is highly desirable that the hydraulic fluids of the invention have a kinematic viscosity of 5,000 or less, and particularly not more than 200OcSt. at -40 0 C and a boiling point of at least 230 and preferably at least 260 0 C.
Im Einsatz werden den Hydraulikflüssigkeiten der Erfindung in der Regel kleine Mengen verschiedener Additive der in Hydraulikflüssigkeiten üblicherweise verwendeten Arten zugemischt.In use, the hydraulic fluids of the invention typically contain small amounts of various additives of the types commonly used in hydraulic fluids.
Typische Additive, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind die schmierwirksamen bzw. Lubrizitäts-Additive
aus der Gruppe Rizinusöl oder in verschiedener Weise behandelter Rizinusöle, z.B.
"Firsts" Rizinusöl,
Rizinusöl nach Spezifikation DTD72, geblasenes Rizinusölj d.h. ein Rizinusöl, das
unter Erhitzen mit Luft oder Sauerstoff geblasen wurde,Typical additives that can be used according to the invention are the lubricating additives or lubricity additives from the castor oil group or castor oils treated in various ways, for example "Firsts" castor oil,
Castor oil according to specification DTD72, blown castor oilj ie a castor oil that has been blown while being heated with air or oxygen,
spezial-helles, geblasenes Rizinusöl, d.h. ein auf ähnliche Weise geblasenes Rizinusöl, und "Hydricin 4", d.h. ein im Handel erhältliches, mit Äthylenoxyd und Propylenoxyd behandeltes Rizinusöl. special light, blown castor oil, i.e. a similarly blown castor oil, and "Hydricin 4" which is a commercially available castor oil treated with ethylene oxide and propylene oxide.
Andere schmierwirksame Additive, die erfindungsgemäßen Hydraulikflüssigkeiten einverleibt werden können, sindOther lubricating additives which hydraulic fluids according to the invention can be incorporated are
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u. a. Borsäureester, z.B. Tricresylborat, und Phosphor enthaltende Ester, insbesondere Phosphate, z.B. Tricresylphosphat. i.a. Boric acid esters, e.g., tricresyl borate, and phosphorus containing esters, especially phosphates, e.g., tricresyl phosphate.
Die Hydraulikflüssigkeiten der Erfindung können auch kleinere Mengen an Polyoxyalkylenglykolen oder PoIyoxyalkylenglykoläthern, z.B. die von der Firma Union Carbide Corporation unter dem eingetragenen Warenzeichen "Ucon" erhältlichen, insbesondere diejenigen der Serien "LB" und "HB", enthalten. Zweckmäßige Beispiele solcher Polyoxyalkylenglykole und ihrer Äther und Ester sind in der britischen Patentschrift 1 055 641 angegeben. Andere geeignete schmierwirksame Zusätze sind Orthophosphate oder Sulfate primärer oder sekundärer aliphatischer Amine mit insgesamt 4 bis 24 C-Atomen, die Alkylcitrate mit durchschnittlich 3 1/2 bis 13 C-Atome in den Alkylresten, aliphätische Dicarbonsäuren und deren Ester. Spezielle Beispiele solcher Additive sind:The hydraulic fluids of the invention can also contain smaller amounts of polyoxyalkylene glycols or polyoxyalkylene glycol ethers, e.g. those from Union Carbide Corporation under the registered trademark "Ucon" available, especially those of the series "LB" and "HB" included. Suitable examples of such polyoxyalkylene glycols and their ethers and esters are in British Patent 1,055,641. Other suitable lubricating additives are orthophosphates or sulfates of primary or secondary aliphatic amines with a total of 4 to 24 carbon atoms, the Alkyl citrates with an average of 3 1/2 to 13 carbon atoms in the alkyl radicals, aliphatic dicarboxylic acids and their esters. Specific examples of such additives are:
Diamylaminorthophosphat, Dinonylaminorthophosphat, Diamylaminsulphat, Dinonylcitrat, ..Diamylamine orthophosphate, dinonylamine orthophosphate, Diamylamine sulphate, dinonyl citrate, ..
Di(2-äthylhexyl)-citrat,Di (2-ethylhexyl) citrate,
von einem Polyoxyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 200 abgeleitetes Polyoxyäthylensebacat, from a polyoxyethylene glycol with a molecular weight polyoxyethylene sebacate derived from 200,
-azelat-azelate
oder -adipat,or adipate,
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~14·~ 2Α009Η~ 14 · ~ 2Α009Η
Polyoxyäthylen/Polyoxypropylen-Glutarat, abgeleitet von einem Polyoxyglykolgemisch· mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 200,Polyoxyethylene / polyoxypropylene glutarate, derived from a polyoxyglycol mixture with a Average molecular weight of about 200,
Glutarsäure, Azelainsäure,· Sebacinsäure,
Bernsteinsäure, Diäthylsebacat,
Di-(2-äthylhexyl)-sebacat und
Di-(isooctyl)-azelat.Glutaric acid, azelaic acid, sebacic acid, succinic acid, diethyl sebacate, di- (2-ethylhexyl) sebacate and
Di (isooctyl) azelate.
Ungesättigte aliphatische Säuren oder deren Salze, z.B. Ölsäure oder Kaliumrizinoleat, können ebenfalls verwendet werden.Unsaturated aliphatic acids or their salts, e.g. oleic acid or potassium ricinoleate, can also be used.
Für die Zwecke der Erfindung verwendbare Korrosionsinhibitoren können aus heterocyclischen, Stickstoff enthaltenden Verbindungen, z.B. Benztriazol und Benztriazolderivate, wie die in der britischen Patentschrift 1 061 904 beschriebenen, oder Mercaptobenzthiazole, ausgewählt werden. Als Korrosionsinhibitoren eignen sich auch viele Amine oder Aminderivate. Z.B. können den Hydraulikflüssigkeiten als Korrosionsinhibitoren Corrosion inhibitors which can be used for the purposes of the invention can be selected from heterocyclic nitrogen containing compounds such as benzotriazole and benzotriazole derivatives such as those in the British patent 1 061 904, or mercaptobenzothiazoles, to be selected. Many amines or amine derivatives are also suitable as corrosion inhibitors. E.g. can use hydraulic fluids as corrosion inhibitors
Di-(n-butylamin), Di-(n-amylamin), Cyclohexylamin,Di- (n-butylamine), di- (n-amylamine), cyclohexylamine,
-15-409829/1074 -15- 409829/1074
~15~ 24009 Η~ 15 ~ 24009 Η
Morpholin,Morpholine,
Triethanolamin -Triethanolamine -
und deren lösliche Salze, z.B. Cyclohexylamincarbonat,and their soluble salts, e.g. cyclohexylamine carbonate,
Phosphite, z.B.Phosphites, e.g.
Triphenylpho'sphit undTriphenylphosphite and
Di-(isopropyl)-phosphit, die ebenfalls guteDi (isopropyl) phosphite which is also good
Korrosionsinhibitoren sind,Are corrosion inhibitors,
und bestimmte anorganische Salze, z.B. Natriumnitrat, einverleibt werden.and certain inorganic salts such as sodium nitrate can be incorporated.
Andere Additive, die den Hydraulikflüssigkeiten der Erfindung einverleibt-werden können, sind Antioxidantien, wie Diarylamine, z.B. Diphenylamin, ρ,ρ'-Dioctyl-diphenylamin, Phenyl-Ä-naphthylamin oder Phenyl-ß-naphthylamin. Andere brauchbare Antioxidantien sind die allgemein als "gehinderte Phenole" bekannten Verbindungen, z.B.Other additives that make up the hydraulic fluids of the invention can be incorporated are antioxidants such as diarylamines, e.g. diphenylamine, ρ, ρ'-dioctyl-diphenylamine, phenyl-Ä-naphthylamine or Phenyl-ß-naphthylamine. Other useful antioxidants are the compounds commonly known as "hindered phenols", e.g.
2,4—Dimethyl-6-t-butylphenol, 2,6-Di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-Di-t-butylphenol,2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t-butylphenol,
1,1 -Bis-(3,5-ä.i-t-butyl -A-- hydroxyphenyl)-methan, 3,3', 5»5'»-Tetra-t-butyl-A-, A-' -dihydroxy-diphenyl,1,1 -Bis- (3,5-Ä.i-t-butyl -A-- hydroxyphenyl) methane, 3,3 ', 5 »5'» - Tetra-t-butyl-A-, A- '-dihydroxy-diphenyl,
3-Methyl-4, 6-di-t-butylphenol und3-methyl-4,6-di-t-butylphenol and
A--Methyl-2-t-butylphenol.A - methyl-2-t-butylphenol.
Wieder andere Additive, die verwendet werden können, sind Phenothiazin und dessen Derivate, z.B. diejenigen mitStill other additives that can be used are phenothiazine and its derivatives, e.g., those with
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an das Stickstoffatom oder die Arylgruppen im Phenothiazinmolekül gebundenen Alkyl- oder Arylresten.alkyl or aryl radicals attached to the nitrogen atom or the aryl groups in the phenothiazine molecule.
Als weitere Additive können außerdem u.a. Alkylenoxyd/ Ammoniak-Kondensationsprodukte, z.B. das in der britischen Patentschrift 1 24-9 803 beschriebene Propylenoxyd/Ammoniak-Kondensationsprodukt, verwendet werden, und zwar als Korrosionsinhibitoren. Als schmierwirksame Additive können ferner komplexe Ester, wie die unter dem Handelsnamen "Reoplex 641" vertriebenen und auch in der britischen Patentschrift 1 249 803 beschriebenen Produkte verwendet werden. Außerdem lassen sich als Additive langkettige (z.B. C/10_y,g-)primäre Aminkorrosionsinhibitoren und polymerisierte Chinol'inharzantioxidantien, wie in der britischen Patentschrift 1 249 803 beschrieben, verwenden. Beispiele solcher Amine bzw. Harze sind die im Handel unter der Bezeichnung "Armeen 12D" bzw. "Agerite resin D" erhältichen Produkte.Other additives that can also be used include alkylene oxide / ammonia condensation products, for example the propylene oxide / ammonia condensation product described in British patent specification 1 24-9 803, specifically as corrosion inhibitors. Complex esters, such as the products sold under the trade name “Reoplex 641” and also described in British patent specification 1,249,803, can also be used as lubricating additives. In addition, long-chain (for example C / 10- y , g-) primary amine corrosion inhibitors and polymerized quinoline resin antioxidants, as described in British Patent 1,249,803, can be used as additives. Examples of such amines or resins are the products available commercially under the name “Armeen 12D” or “Agerite resin D”.
Gebräuchliche Additive, wie die vorstehend beschriebenen, werden normalerweise in kleinen Mengen, z.B. 0,05 bis 10 und insbesondere 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, verwendet. Common additives such as those described above are normally used in small amounts, e.g. 10 and in particular 0.1 to 2 percent by weight is used.
Die Orthosilikate der Erfindung lassen sich nach den zur Herstellung derartiger Ester üblichen Verfahren herstellen, z.B. durch Umsetzen eines Siliciumtetra-The orthosilicates of the invention can be prepared by the methods customary for the preparation of such esters manufacture, e.g. by converting a silicon tetra-
-17--17-
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24009H24009H
halogenide, wie SiCl^,mit vier Teilen einer Hydroxyverbinduiig, wie einem Glykolmonoäther oder einem Alkanol, oder durch Umestern eines Tetrahydrocarbylsilikats mit entsprechenden Mengen einer Hydroxyverbindung. Beispielsweise kann man zur Herstellung eines Orthosilikats mit vier identischen Glykolmonoatherresten Siliciumtetrachlorid mit einem ,Glykolmonoäther in einem Molverhältnis von 1 : 4- umsetzen oder einen Kieselsauretetraalkylester mit einem Glykolmonoäther in einem Molverhältnis von 1 : 4- umestern, wobei die Umsetzung jedoch vorzugsweise in Anwesenheit von überschüssigem Glykolmonoäther, z.B. einem Überschuß von 10% bei der Verwendung von SiCl^, oder eines größeren Überschusses im Falle einer Umesterungsreaktion durchgeführt wird.halides, such as SiCl ^, with four parts of a hydroxy compound, such as a glycol monoether or an alkanol, or by transesterification of a tetrahydrocarbyl silicate with corresponding amounts of a hydroxy compound. For example, to prepare an orthosilicate with four identical glycol monoether residues, silicon tetrachloride can be reacted with a glycol monoether in a molar ratio of 1: 4 or a tetraalkyl silicate with a glycol monoether in a molar ratio of 1: 4, but the reaction is preferably carried out in the presence of excess Glycol monoether, for example an excess of 10 % when using SiCl ^, or a larger excess in the case of a transesterification reaction is carried out.
Zur Herstellung eines Orthosilikats, das zwei von einem Glykolmonoäther und zwei von einem anderen Glykolmonoäther abgeleitete Reste enthält, kann ein schrittweises Verfahren angewandt werden, d.h., man kann SiCl. oder ein Tetrahydrocarbylsilikat in einem Molverhältnis von 1 : 2 mit einem bestimmten Glykolmonoäther umsetzen bzw. -'estern und das Reaktionsprodukt dann mit einem anderen Glykolmonoäther in einem Molverhältnis von 1 : 2 weiter umsetzen bzw. -estern. Die Art der Glykolmonoätherreste wird somit durch die Wahl der verwendeten Glykolmonoäther und die Zahl der einzelnenFor the production of an orthosilicate containing two from one glycol monoether and two from another glycol monoether contains derived residues, a step-wise process can be used, i.e. one can use SiCl. or react a tetrahydrocarbyl silicate in a molar ratio of 1: 2 with a certain glycol monoether or -esters and the reaction product then with another glycol monoether in a molar ratio from 1: 2 to implement or star. The type of Glykolmonoätherreste is thus determined by the choice of used glycol monoether and the number of each
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Reste einer bestimmten Art durch das angewandte Molverhältnis bestimmt. Beispiele geeigneter Tetrahydrocarbylsilikate sind Tetramethyl-, Tetraphenyl- und Tetraäthylsilikat, wobei das letztgenannte Silikat besonders bevorzugt ist. Andere geeignete Tetrahydrocarbylsilikate sind in der britischen Patentschrift 1 075 236 beschrieben.Remnants of a certain type determined by the molar ratio used. Examples of suitable tetrahydrocarbyl silicates are tetramethyl, tetraphenyl and tetraethyl silicate, the latter being particularly is preferred. Other suitable tetrahydrocarbyl silicates are disclosed in the British patent 1 075 236.
Zur Herstellung von Orthosilikaten, die anstelle von Glykolmonoatherresten einen oder mehrere Alkylrest(e) enthalten, kann auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben gearbeitet werden, wobei jedoch abweichend davon ein Teil des eingesetzten Glykolmonoäthers durch eine entsprechende Menge Alkanol ersetzt wird. In diesem Fall wird vorzugsweise der Alkylrest vor den Glykolmonoatherresten eingeführt, z.B. indem man SiCl^ mit einem Alkanol, wie t-Butanol,- in der Menge, die erforderlich ist, um die gewünschte Anzahl von Alkylgruppen einzuführen, umsetzt und das Reaktionsprodukt anschließend weiter mit Glykolmonoäther umsetzt. Bei der Herstellung von Alkylreste enthaltenden Orthosilikaten durch Umestern eines geeigneten TetraäLkylsilikats, z.B. Tetra-(t^-butyl)-silikat, das die gewünschten Alkylreste enthält, kann dieses mit einem Glykolmonoäther in einem Kolverhältnis von 1 : 1, 1 : 2 oder 1 : 3 umgesetzt werden, um 1, 2 oder 3 Glykolmonoatherreste in das Molekül einzuführen. Wahl- und vorzugsweiseFor the production of orthosilicates, which instead of Glycol monoether radicals containing one or more alkyl radicals can be carried out in the same manner as above are worked described, but notwithstanding this, a part of the glycol monoether used by a corresponding amount of alkanol is replaced. In this case, the alkyl radical is preferred over the glycol monoether radicals introduced, e.g. by adding SiCl ^ with an alkanol, such as t-butanol, - in the amount required to create the desired number of alkyl groups introduce, and the reaction product is then further reacted with glycol monoether. at the production of orthosilicates containing alkyl radicals by transesterification of a suitable tetraalkylsilicate, e.g. tetra- (t ^ -butyl) silicate, which contains the desired alkyl radicals contains, this can be mixed with a glycol monoether in a ratio of 1: 1, 1: 2 or 1: 3 are converted to 1, 2 or 3 Glykolmonoatherreste introduce into the molecule. Optional and preferably
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kann man ein Tetrahydrocarbylsilikat, wie Tetraäthylsilikat, mit einem entsprechenden Alkohol umestern, um die gewünschte Anzahl der erforderlichen Alkylreste einzuführen und die dabei erhaltene Verbindung mit einem Glykolmonoäther weiter umestern, um die restlichen ithylreste gegen Glykolmonoätherreste auszutauschen.you can use a tetrahydrocarbyl silicate, such as tetraethyl silicate, transesterify with an appropriate alcohol to obtain the desired number of alkyl radicals required introduce and the compound obtained with a glycol monoether further transesterify to the remaining Replace ethyl residues with glycol monoether residues.
Wenn die Orthosilikate durch Umestern hergestellt werden, so kann man das als Ausgangsmaterial verwendete Tetrahydrocarbylsilikat und die Reaktionsbedingungen so wählen, daß bei der Reaktion freiwerdende Hydroxyverbindungen aus dem Reaktionsgemisch abdestilliert werden können. Beispielsweise entstehen bei der Umesterung von Tetraäthylsilikat mit Glykolmonoäther sowohl Äthanol als auch Tetra-(glykolmonoäther)-orthosilikat. Der vergleichsweise niedrig siedende Äthanol kann dabei abgestreift werden, so-daß die Umesterung, die eine Gleichgewichtsreaktion ist, vollständig ablaufen kann.If the orthosilicates are produced by transesterification, this can be used as the starting material Tetrahydrocarbyl silicate and the reaction conditions should be chosen so that those released during the reaction Hydroxy compounds can be distilled off from the reaction mixture. For example, the Transesterification of tetraethylsilicate with glycol monoether, both ethanol and tetra (glycol monoether) orthosilicate. The comparatively low-boiling ethanol can be stripped off, so that the transesterification, which is an equilibrium reaction, proceed to completion can.
Bei der Herstellung der neuen Orthosilikate der Erfindung durch Umestern wird vorzugsweise ein Katalysator verwendet, z.B. Natriummetall, das die Reaktion über die Bildung des Alkoxyds des Glykolmonoäthers erleichtert, oder ein bekannter Umesterungskatalysator, wie p-Toluolsulfonsäure oder ein Tetraalkyl-, z.B. Tetraisopropyltitanat. In the preparation of the new orthosilicates of the invention by transesterification, a catalyst is preferably used, e.g. sodium metal, which facilitates the reaction via the formation of the alkoxide of the glycol monoether, or a known transesterification catalyst such as p-toluenesulfonic acid or a tetraalkyl, e.g., tetraisopropyl titanate.
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Die Herstellung der Orthosilikate der Erfindung aus Siliciumtetrahalogeniden kann leicht durch Umsetzen der entsprechenden Hydroxyverbindung mit dem Tetrahalogenid bei einer Temperatur von -40 bis 15O0C, vorzugsweise 40 bis 1000C, durchgeführt werden. Gewünschtenfalls kann diese Umsetzung in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie llkyläthern, Toluol, Petroläther usw., durchgeführt werden. Außerdem kann ein Säureakzeptor, z.B. ein tertiäres Amin, verwendet werden, um den bei der Umsetzung entstehenden Halogen- ■ wasserstoff zu neutralisieren.The preparation of orthosilicates of the invention from silicon tetrahalides can be easily prepared by reacting the corresponding hydroxy compound with the tetrahalide at a temperature of -40 to 15O 0 C, preferably 40 to 100 0 C is performed. If desired, this reaction can be carried out in the presence of an inert solvent, such as alkyl ethers, toluene, petroleum ether, etc. In addition, an acid acceptor, for example a tertiary amine, can be used to neutralize the hydrogen halide formed in the reaction.
Bei der Herstellung der Orthosilikate durch Umestern kann eine Reaktionstemperatur von beispielsweise 80 bis 250 und vorzugsweise 120 bis 2000C angewandt und gewünscht enfalls auch ein inertes Lösungsmittel verwendet werden. Weitere Einzelheiten der Herstellung von GIykolmonoätherorthoSilikaten sind aus "Journal of Inorganic Nuclear Chemistry", 1968, Band 30, Seiten bis 727 zu entnehmen.In the preparation of orthosilicates by transesterifying a reaction temperature of, for example, 80 to 250 and preferably 120 to 200 0 C and can be applied enfalls desired, an inert solvent may be used. Further details of the preparation of GlykolmonoätherorthoSilikaten can be found in "Journal of Inorganic Nuclear Chemistry", 1968, Volume 30, pages to 727.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.
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Beispiel 1example 1
Herstellung von Tris-(triäthylenglykolmonomethyläther)-ib-butylsilikat Manufacture of tris (triethylene glycol monomethyl ether) ib-butyl silicate
MengeDeployed
lot
Molenumber
mole
methyläther.Triethylene glycol mono-
methyl ether.
Das Siliciumtetrachlorid und der Diäthyläther werden in einem zwei Liter fassenden, mit einem Rührwerk, einem Thermometer, einem Thermoelement, einem Stickstoffeinlaß, einem Tropftrichter, einem Kühler und einer Wasserkolonne mit Fallen ausgerüsteten Dreihalskolben mit rundem Boden vorgelegt. Der tertiäre Butanol und das Pyridin (letzteres wird als"Säureakzeptor verwendet, um zu verhindern, daß der tertiäre Butanol mit dem bei der Umsetzung entstehenden Chlorwasserstoff reagiert) . werden in den Tropftrichter gefüllt und bei einer Anfangstemperatur von 200G allmählich in den Kolben gegeben. Die Temperatur wird durch das Thermoelement aufgezeichnet, weil das Thermometer durch einen sich bildenden weißen Niederschlag verdeckt wird. Die Zugabe des tertiären Butanols wird im Verlauf von 1 1/2 Stunden vervollständigt, wobei man die Temperatur infolge The silicon tetrachloride and diethyl ether are placed in a two liter round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, thermocouple, nitrogen inlet, dropping funnel, condenser and water column with traps. The tertiary butanol and pyridine (the latter is used as the "acid acceptor to prevent the tertiary butanol to react with the formed during the reaction hydrogen chloride). Be filled in the dropping funnel and added gradually with an initial temperature of 20 0 G in the piston The temperature is recorded by the thermocouple because the thermometer is obscured by a white precipitate which forms The addition of the tertiary butanol is completed in the course of 1 1/2 hours, the temperature being monitored as a result
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der exothermen Reaktion auf höchstens 35°C am Ende der Zugabe steigen läßt. Das Reaktionsgemisch wird dann weitere 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und anschließend filtriert.the exothermic reaction can rise to a maximum of 35 ° C at the end of the addition. The reaction mixture is then stirred for a further 30 minutes at room temperature and then filtered.
Die Apparatur wird wie vorstehend beschrieben wieder aufgebaut, worauf das filtrierte Reaktionsgemisch im Kolben vorgelegt wird. Dann wird dem Reaktionsgemisch der Triäthylenglykolmonomethyläther durch den Tropftrichter zugesetzt.Dabei erfolgt die Zugabe zunächst langsam, wobei keine feststellbare exotherme Reaktion stattfindet, so daß die Zugabegeschwindigkeit so erhöht wird, daß eine zu eines Temperaturanstieg von maximal 5°C führende exotherme Reaktion stattfindet. Während der Zugabe wird ein kräftiger Stickstoffstrom durch das Reaktionsgemisch geleitet, um Chlorwasserstoff zu entfernen. The apparatus is rebuilt as described above, whereupon the filtered reaction mixture im Piston is presented. The triethylene glycol monomethyl ether is then added to the reaction mixture through the dropping funnel The addition is initially slow, with no noticeable exothermic reaction taking place. so that the rate of addition is increased so that a temperature rise of a maximum of 5 ° C leads exothermic reaction takes place. During the addition, a vigorous stream of nitrogen is bubbled through the reaction mixture to remove hydrogen chloride.
Das rohe Produkt wird dann insgesamt 9 1/2 Stunden auf 70 C erhitzt, um eine Vervollständigung der Reaktion sicherzustellen, worauf man es bis zu 17O0C bei 0,05 Torr abstreift. Dabei erhält man 14-0 g (23,7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Siliciumtetrachlorid) einer klären, braunen Flüssigkeit, die 4,95 Gewichtsprozent Silicium (Theorie 4,75 Prozent) und 0,17 Gewichtsprozent restliches Chlor (Theorie O Prozent) enthält.The crude product is then heated 9 1/2 hours at 70 C as a whole, to a completion of the reaction ensure, followed by stripping it down to 17O 0 C at 0.05 Torr. This gives 14-0 g (23.7 percent by weight, based on the silicon tetrachloride) of a clear, brown liquid which contains 4.95 percent by weight of silicon (4.75 percent theory) and 0.17 percent by weight of residual chlorine (0 percent theory) .
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Beispiel 2Example 2
Herstellung von Tris-(triäthylenglykolmonomethyläther)-t-butylsilikat Production of tris (triethylene glycol monomethyl ether) t-butyl silicate
MengeUsed
lot
MoleCount the
mole
methylätherTriethylene glycol mono-
methyl ether
Das Siliciumtetrachlorid und 250 ml Toluol werden in einem zwei Liter fassenden, mit einem Tropftrichter, einem Rührer, einem Kühler, einem Stickstoffeinlaß und einem Thermoelement ausgerüsteten Dreihalskolben mit rundem Boden vorgelegt. Der Kolben wird auf ein Eisbad gesetzt, worauf im Verlauf von 40 Minuten 87 g Pyridin zugegeben werden. Dabei wird die Temperatur des Kolbeninhalts bei 15^0C gehalten. Hierauf wird der Kolben vom Eisbad genommen und der Inhalt I5 Minuten gerührt, wobei man seine Temperatur auf die Umgebungstemperatur (etwa 200C)ansteigen läßt. Dann wird der in 50 ml Toluol gelöste tertiäre Butanol im Verlauf von 1/2 Stunde in den Kolben gegeben, wobei man die Temperatur in einem Bereich von 20 bis 250C hält. Der Inhalt des Kolbens wird dann 1 1/2 Stunden auf 800C erhitzt.The silicon tetrachloride and 250 ml of toluene are placed in a two liter round bottom flask equipped with a dropping funnel, stirrer, condenser, nitrogen inlet and thermocouple. The flask is placed on an ice bath and 87 grams of pyridine is added over 40 minutes. The temperature of the contents of the flask is kept at 15 ^ 0 C. Then the flask is removed from the ice bath and the contents stirred I5 minutes using its temperature to the ambient temperature is allowed to rise (about 20 0 C). The tertiary butanol dissolved in 50 ml of toluene is then added to the flask in the course of 1/2 hour, the temperature being kept in a range from 20 to 25 ° C. The contents of the flask are then heated to 80 ° C. for 1 1/2 hours.
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Der Kolbeninhalt wird dann in einen größeren (drei Liter fassenden) analog wie das ursprüngliche Reaktionsgefäß ausgerüsteten Kolben umgefüllt und mit weiteren 500 ml [Toluol versetzt. Hierauf wird das restliche Pyridin (260 g) im Verlauf von 1 1/2 Stunden zugegeben, wobei die Temperatur in einem Bereich von 20 bis 25°C gehalten wird. Dann wird dem Reaktionsgemisch allmählich der Triäthylenglykolmonomethyläther zugesetzt. Dabei gibt man ein Drittel des Glykoläthers im Verlauf einer 3/4 Stunde zu, wobei die Temperatur in einem Bereich von 20 bis 35 C gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Kolbeainhalt für eine weitere Umsetzung zu stark verdickt, so daß man die Zugabe unterbricht und den Kolbeninhalt mit weiteren 600 ml Toluol versetzt. Dann setzt man die Zugabe des Glykoläthers fort, wobei die Temperatur während der Zugabe des Rests des Glykoläthers in einem Bereich von 30 bis 400G gehalten wird. Die Zugabe ist in insgesamt 2 1/2 Stunden beendet, wobei die Restmenge an Toluol (400 ml) zugesetzt wird, nachdem 3/4 des Glykoläthers zugegeben sind. Das Reaktionsgemisch wird dann 2 1/2 Stunden bei 90 bis 1000C und hierauf weitere 7 Stunden bei 8O0C gerührt. Schließlich wird das Rohprodukt filtriert, wobei man eine Diatomeenerde als Filterhilfe verwendet, auf einem Rotationsverdampfer abgestreift und schließlich bis zu einer Temperatur von 1700C bei einem Druck von 0,4 bis 0,5 Torr abgestreift. Dabei erhält man 236 g (40 Gewichtsprozent, bezogen auf Siliciumtetra-The contents of the flask are then transferred to a larger (three-liter) flask equipped in the same way as the original reaction vessel, and a further 500 ml of toluene are added. The remainder of the pyridine (260 g) is then added over the course of 11/2 hours, the temperature being maintained in the range from 20 to 25 ° C. Then the triethylene glycol monomethyl ether is gradually added to the reaction mixture. One third of the glycol ether is added in the course of 3/4 hour, the temperature being kept in a range from 20 to 35.degree. At this point in time the contents of the flask have thickened too much for further reaction, so that the addition is interrupted and a further 600 ml of toluene are added to the contents of the flask. Then one continues the addition of the glycol ether, wherein the temperature is maintained of the glycol ether in a range from 30 to 40 G 0 during the addition of the remainder. The addition is complete in a total of 2 1/2 hours, the remainder of the toluene (400 ml) being added after 3/4 of the glycol ether has been added. The reaction mixture is then stirred for 2 1/2 hours at 90 to 100 0 C and then for a further 7 hours at 8O 0 C. Finally, the crude product is filtered, using a diatomaceous earth as a filter aid, stripped on a rotary evaporator and finally stripped up to a temperature of 170 ° C. at a pressure of 0.4 to 0.5 Torr. This gives 236 g (40 percent by weight, based on silicon tetra-
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chlorid) einer tiefgelben Flüssigkeit, die 4,86 Gewichtsprozent Silicium (Theorie 4,75 Prozent) und 0,05 Gewichtsprozent restliches Chlor (Theorie 0 Prozent) enthält.chloride) a deep yellow liquid that is 4.86 percent by weight Silicon (theory 4.75 percent) and 0.05 percent by weight residual chlorine (theory 0 percent) contains.
Tris-(tripropylenglykolmonomethyläther)-neopentylsilikat Tris (tripropylene glycol monomethyl ether) neopentyl silicate
Siliciumtetrachlorid . 17^- gSilicon tetrachloride. 17 ^ - g
Tripropylenglykolmonomethyläther (im Handel unter der Bezeichnung "DOWANOL TPM" erhältliches'Produkt) ■ 679 gTripropylene glycol monomethyl ether (product available commercially under the name "DOWANOL TPM") 679 g
Neopentylalkohol · 88 gNeopentyl alcohol x 88 g
Pyridin 340 gPyridine 340 g
Toluol 2,5 LiterToluene 2.5 liters
In einem 5 Liter fassenden Kolben werden das Toluol und das Siliciumtetrachlorid miteinander gemischt, worauf das Gemisch mit einer Mischung aus dem Neopentylalkohol und 79 g Pyridin unter Kühlen versetzt wird, . wobei die Reaktionstemperatur infolge der stattfindenden exothermen Reaktion auf maximal 42°C steigt. Hierauf erhitzt man das Reaktionsgemisch 4 Stunden auf 1000C und läßt es dann über Nacht abkühlen. Dann werden der Tripropylenglykolmonomethyläther und der Rest des Pyridins im Verlauf einer halben Stunden zugegeben, wobeiThe toluene and silicon tetrachloride are mixed with one another in a 5 liter flask, whereupon the mixture is admixed with a mixture of the neopentyl alcohol and 79 g of pyridine while cooling. the reaction temperature rising to a maximum of 42 ° C. as a result of the exothermic reaction that takes place. The reaction mixture is then heated to 100 ° C. for 4 hours and then left to cool overnight. The tripropylene glycol monomethyl ether and the remainder of the pyridine are then added over the course of half an hour, with
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die dabei stattfindende exotherme Reaktion durch Kühlen mit einem Wasserbad kontrolliert wird. Dann wird das Reaktionsgemisch 5 Stunden und 20 Minuten auf 112 bis 1140C erhitzt und anschließend abgekühlt. Dann filtriert man das ausgefallene Pyridinhydrochlorid ab. Hierauf wird das Lösungsmittel auf einem Rotationsverdampfer abgestreift und das Produkt schließlich unter hohem Vakuum (200°C/0,1 Torr) abgestreift, wobei man 484,4 g (66,3 Prozent) des Endprodukts erhält.the exothermic reaction that takes place is controlled by cooling with a water bath. The reaction mixture is then heated to 112 to 114 ° C. for 5 hours and 20 minutes and then cooled. Then the precipitated pyridine hydrochloride is filtered off. The solvent is then stripped on a rotary evaporator and the product is finally stripped under high vacuum (200 ° C / 0.1 torr) to give 484.4 g (66.3 percent) of the final product.
Analyse: 3,74- % Si (Theorie 3,84 #); Restchlorgeh.: 0,15 #Analysis: 3.74 % Si (3.84 # theory); Residual chlorine content: 0.15 #
Tetra-(tripropylenglykolmonomethyläther-Tetra- (tripropylene glycol monomethyl ether
silikatsilicate
SiGl^ 170 gSiGl ^ 170 g
Tripropylenglykolmonomethyl-Tripropylene glycol monomethyl
äther (wie in Beispiel 3) 906 gether (as in Example 3) 906 g
Pyridin 348 gPyridine 348 g
Toluol ■ 2,5 Liter + 250 ml + 250 mlToluene ■ 2.5 liters + 250 ml + 250 ml
Ein Gemisch aus dem Pyridin und dem Tripropylenglykolmonomethyläther wird im Verlauf einer Stunde dem in 2,5 Litern Toluol gelösten Siliciumtetrachlorid zugesetzt, wobei die Temperatur mittels eines Wasserbades unter 50 C gehalten wird. Während der Zugabe wird das Reaktionsgemisch zunehmend viskoser, weshalb zwei Teilmengen vonA mixture of the pyridine and the tripropylene glycol monomethyl ether is added in the course of one hour to the silicon tetrachloride dissolved in 2.5 liters of toluene, the temperature being kept below 50 C by means of a water bath. During the addition, the reaction mixture becomes increasingly viscous, which is why two subsets of
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jeweils 250ml Toluol zugesetzt werden,uni das Rühren zu erleichtern.
Das Reaktionsgemisch wird dann 4 Stunden
auf 10O0C erhitzt, hierauf abgekühlt und dann filtriert.
Schließlich streift man das Lösungsmittel bei 105 C/ 20 Torr ab. Das dabei erhaltene Produkt wird dann unter
hohem Vakuum (200°C/0,1 Torr) abgestreift, wobei man 676,4- g (79,8 Prozent)eines blaßgelben Endprodukts erhält.
Analyse: 3,4 % Si (Theorie 3,3 #); Restchlorgehalt: 0,11 %. 250 ml of toluene are added in each case to facilitate stirring. The reaction mixture is then heated for 4 hours at 10O 0 C, cooled to this, and then filtered. Finally, the solvent is stripped off at 105 ° C./20 torr. The resulting product is then stripped under high vacuum (200 ° C./0.1 torr) to give 676.4 g (79.8 percent) of a pale yellow end product.
Analysis: 3.4 % Si (theory 3.3 #); Residual chlorine content: 0.11 %.
Beispi.el 5Example for 5
Tris-{triäthylenglykolmonomethyläther)-t-'butyl-Tris- (triethylene glycol monomethyl ether) -t-'butyl-
silikatsilicate
Toluol 2,5 Liter + 250 mlToluene 2.5 liters + 250 ml
Ein Gemisch aus dem SiCl^ und 2,5 Litern Toluol wird mit einem Gemisch aus dem t-Butanol und 87 g Pyridin versetzt, wobei die Temperatur unter 5O0C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird dann 4 Stunden auf 1000C erhitzt, abgekühlt und dann mit einem Gemisch aus dem Triäthylenglykolmonomethyläther und dem Rest des Pyridins versetzt, wobei die Temperatur wiederum unter 500CA mixture of the SiCl ^ and 2.5 liters of toluene is treated with a mixture of the t-butanol and 87 g of pyridine, the temperature being kept below 5O 0 C. The reaction mixture is heated, cooled, then 4 hours at 100 0 C and then treated with a mixture of the triethylene glycol monomethyl ether and the remainder of pyridine, keeping the temperature again below 50 0 C.
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gehalten wird. Um das Rühren zu erleichtern, gibt man weiteres Toluol (250 ml) zu und erhitzt das Reaktionsgemisch dann insgesamt 4- Stunden auf 100 C. Hierauf kühlt man das Reaktionsgemisch ab, filtriert es und streift das Toluol (100°C/20 Torr) ab. Das dabei erhaltene Produkt wird dann unter hohem Vakuum (2100C/ 0,5 Torr) abgestreift, wobei man 34-6 g (70,4· Prozent) des Endprodukts erhält.is held. To facilitate stirring, more toluene (250 ml) is added and the reaction mixture is then heated to 100 ° C. for a total of 4 hours. The reaction mixture is then cooled, filtered and the toluene (100 ° C./20 Torr) is stripped off . The resulting product is then stripped under high vacuum (210 0 C / 0.5 Torr) to give 34-6 g (70.4 percent ·) is the final product.
Analyse: 4-,92#Si (Theorie 5,68 #); Restchlorgehalt:0,04- %. Analysis: 4-.92 # Si (theory 5.68 #); Residual chlorine content: 0.04 %.
Bis-(dipropylenglykolmonomethyläther)-bis (t-butyl)-silikat.Bis (dipropylene glycol monomethyl ether) bis (t-butyl) silicate.
170 g-170 g-
DipropylenglykolmonomethylätherDipropylene glycol monomethyl ether
(im Handel unter der Bezeichnung(in trade under the name
"DOWAKOL DPM" erhältliches Produkt) 326 g"DOWAKOL DPM" available product) 326 g
t-Butanol 14-8 gt-butanol 14-8 g
Pyridin 34-8 gPyridine 34-8 g
Toluol m ' 2,5 LiterToluene m ' 2.5 liters
Ein Gemisch
/aus dem SiCl^ und Toluol wird mit einem Gemisch aus
dem t-Butanol und 174- g Pyridin im Verlauf von 2 Stunden
versetzt, wobei die Wärmeentwicklung so geregelt wird, daß die Temperatur der Reaktanten Λ10C nicht übersteigt.
Dann wird das Reaktionsgemisch 4- Stunden auf 100 C er- A mixture
/ from the SiCl ^ and toluene is t-butanol, and 174- g of pyridine over the course of 2 hours, treated with a mixture of the, wherein the heat development is regulated so that the temperature of the reactants does not exceed 0 C Λ1. The reaction mixture is then heated to 100 ° C. for 4 hours.
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hitzt, worauf man es abkühlen läßt und dann mit einem Gemisch aus dem Dipropylenglykolmonomethyläther und dem Rest des Pyridins versetzt. Das dabei erhaltene Gemisch wird 4 Stunden auf 1000C erhitzt, abgekühlt und filtriert, worauf man das Toluol abstreift, das Reaktionsproduktgemisch eineut filtriert und schließlich unter hohem Vakuum (180°C/0,01 Torr) abstreift, wobei man 248,2 g (53 Prozent) des Endprodukts in Form einer klaren, gelben Flüssigkeit erhalt.heated, whereupon it is allowed to cool and then mixed with a mixture of the dipropylene glycol monomethyl ether and the rest of the pyridine. The thus obtained mixture is heated for 4 hours at 100 0 C, cooled and filtered, followed by stripping off the toluene, the reaction product mixture eineut filtered and finally stripping under high vacuum (180 ° C / 0.01 Torr) to give 248.2 g (53 percent) of the end product as a clear, yellow liquid.
Analyse: 6,02 % Si. (Theorie 5,98 #) ; Restchlorgehalt: . · . 0,36 #.Analysis: 6.02 % Si. (Theory 5.98 #); Residual chlorine content:. ·. 0.36 #.
Bis(t-butyl)-(dipropylenglykolmonomethyläther)-(triäthylenglykolmonomethyläther)-silikat Bis (t-butyl) - (dipropylene glycol monomethyl ether) - (triethylene glycol monomethyl ether) silicate
("DOWANOL DPM")Dipropylene glycol monomethyl ether
("DOWANOL DPM")
Eine in einem 5 Liter fassenden Kolben vorgelegte Mischung aus dem Toluol und dem SiCl4 wird mit einem Gemisch aus dem t-Butanol und I58 g Pyridin versetzt, A mixture of toluene and SiCl 4 placed in a 5 liter flask is mixed with a mixture of t-butanol and 158 g of pyridine,
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wobei die Temperatur durch Kühlen mit einem Wasserbad unter 5O0C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird dann 4 Stunden auf 80 bis 10Ö°C erhitzt, worauf man es abkühlen läßt und mit einem Gemisch aus dem Dipropylenglykolmonomethyläther und 79 g Pyridin versetzt. Dabei findet eine sehr schwach exotherme Reaktion statt. Das Reaktionsgemisch wird dann 4- Stunden auf 800C erhitzt, worauf man es abkühlen läßt und mit einem Gemisch aus dem Triäthylenglykolmonomethyläther und dem Rest des Pyridine (95 g) versetzt, wobei mit einem Wasserbad gekühlt wird.wherein the temperature is maintained by cooling with a water bath at 5O 0 C. The reaction mixture is then heated to 80 ° to 10 ° C. for 4 hours, whereupon it is allowed to cool and a mixture of dipropylene glycol monomethyl ether and 79 g of pyridine is added. A very weak exothermic reaction takes place. The reaction mixture is then heated to 80 ° C. for 4 hours, whereupon it is allowed to cool and a mixture of the triethylene glycol monomethyl ether and the remainder of the pyridine (95 g) is added, cooling with a water bath.
Hierauf erhitzt man das Reaktionsgemisch 6 Stunden auf 100 bis 1040C, läßt es dann abkühlen, filtriert es, streift das Toluol ab und streift schließlich das Reaktionsgemisch unter hohem Vakuum (18O°C/O,O5 Torr) ab. Das dabei erhalteneProdukt wird filtriert, wobei man 413,1 g (86 Prozent) einer klaren, gelben Flüssigkeit erhält.Then the reaction mixture is heated for 6 hours at 100 to 104 0 C, then allowed to cool, it was filtered, the toluene clips and eventually strips off the reaction mixture under high vacuum (18O ° C / O, O5 Torr). The resulting product is filtered to give 413.1 g (86 percent) of a clear, yellow liquid.
Analyse: 5,85# Si (Theorie 5,78$); Restchlorgehalt: 0,Analysis: 5.85 # Si (theory $ 5.78); Residual chlorine content: 0,
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24009U24009U
Beispiel 8Example 8
Tris-(dipropylenglykolmonomethyläther)-t-butyl-silikat Tris (dipropylene glycol monomethyl ether) t-butyl silicate
ReaktantenReactants
SiCl^ 17OgSiCl ^ 170g
t-Butanol ; 74 gt-butanol; 74 g
DipropylenglykolmonomethylätherDipropylene glycol monomethyl ether
("DOWANOL DPM") 488 g("DOWANOL DPM") 488 g
Pyridin . 348 gPyridine. 348 g
Toluol 1 Liter + 200 ml + 200 ml +Toluene 1 liter + 200 ml + 200 ml +
200 ml + 400 ml + 1 Liter200 ml + 400 ml + 1 liter
Eine Vormischung aus dem SiGl1, und 1 Liter Toluol wird mit einem Gemisch aus dem t-Butanol und 80 g Pyridin versetzt. Während der Zugabe wird die dabei stattfindende exotherme Reaktion durch Kühlen Tilt einem Wasserbad geregelt. Hierauf werden die Reaktionsteilnehmer 3 Stunden auf 800C erhitzt. Dann wird ein Gemisch aus dem Rest des Pyridine und dem Dipropylenglykolmonomethyläther dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Während der Zugabe wird das Reaktionsgemisch viskos und schwer zu rühren,, so daß weitere Teilmengen Toluol (5 x 200 ml und dann 1 χ 400 ml) nach Bedarf zugesetzt werden. Die Wärmeentwicklung während der Zugabe wird durch Kühlen mit einem Wasserbad geregelt. Nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch in einen 5 Liter fassenden Kolben überführt, wobei ein weiterer Liter Toluol zugesetzt wird, undA premix of SiGl 1 and 1 liter of toluene is mixed with a mixture of t-butanol and 80 g of pyridine. During the addition, taking place in this exothermic reaction is controlled by cooling Tilt a water bath. The reactants are then heated to 80 ° C. for 3 hours. Then a mixture of the remainder of the pyridine and the dipropylene glycol monomethyl ether is added to the reaction mixture. During the addition, the reaction mixture becomes viscous and difficult to stir, so that further aliquots of toluene (5 × 200 ml and then 1 × 400 ml) are added as required. The heat development during the addition is regulated by cooling with a water bath. When the addition is complete, the reaction mixture is transferred to a 5 liter flask, with a further liter of toluene being added, and
-32-409829/1074 -32- 409829/1074
dann 12 Stunden auf 800C erhitzt. Das dabei erhaltene •Produkt wird filtriert, dann das Lösungsmittel abgestreift und hierauf das Produkt unter hohem Vakuum (200°C/0,1 Torr) abgestreift. Schließlich wird das Produkt wiederum filtriert, wobei man 399 g (73?6 Prozent) einer klaren, gelben Flüssigkeit erhält.then heated to 80 ° C. for 12 hours. The product obtained in this way is filtered, then the solvent is stripped off and the product is then stripped off under high vacuum (200 ° C / 0.1 Torr). Finally, the product is again filtered to obtain 399 g (73? 6 percent) is a clear, yellow liquid.
Analyse: 5,48$ Si (Theorie 5,17$); Restchlorgeh.: 0,15$,Analysis: $ 5.48 Si (theory $ 5.17); Residual Chlorine: $ 0.15,
Bis-(triäthylenglykolmonomethyläther)-bis-(t-butyl)-siÜkat Bis- (triethylene glycol monomethyl ether) -bis- (t-butyl) -siÜkat
ReaktantenReactants
170 g170 g
t-Butanol 148 gt-butanol 148 g
Triäthylenglykolmonomethyläther 361 g Pyridin 348 gTriethylene glycol monomethyl ether 361 g pyridine 348 g
Toluol . 2,5 Liter + 250 mlToluene. 2.5 liters + 250 ml
Ein Vormischung aus dem SiCl^ und 2,5 Liter Toluol wird mit einem Gemisch aus dem t-Butanol und 174 g Pyridin versetzt, wobei die Temperatur während der Zugabe unter 50 G gehalten wird. Dann erhitzt man das Reaktionsgemisch 4 Stunden auf 1000C, kühlt es hierauf- ab und versetzt es dann mit einem Gemisch aus dem Triäthylenglykolmonomethyläther und dem Rest des Pyridins·. Dabei findet eine schwach exotherme Reaktion statt, wobei die Tempe-A premix of the SiCl ^ and 2.5 liters of toluene is mixed with a mixture of the t-butanol and 174 g of pyridine, the temperature being kept below 50 G during the addition. Then heating the reaction mixture 4 hours at 100 0 C, cools it from hierauf- and then treated it with a mixture of the triethylene glycol monomethyl ether and the rest of the pyridine ·. A weakly exothermic reaction takes place, whereby the temperature
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24009H24009H
ratur unter 5O0C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird dann 4 Stunden auf 1000C erhitzt. Während dieser Zeit gibt man weitere 250 ml Toluol zu, um das Rühren zu erleichtern. Das dabei erhaltene Rohprodukt wird abgekühlt und filtriert, worauf man Toluol abstreift und das Produkt dann unter hohem Vakuum abstreift, wobei man als Endprodukt eine klare, hellgelbe Flüssigkeit in einer Ausbaute von 323,1 g (64,6 Prozent) erhält.temperature is kept below 5O 0 C. The reaction mixture is then heated to 100 ° C. for 4 hours. During this time, another 250 ml of toluene is added to facilitate stirring. The crude product obtained in this way is cooled and filtered, whereupon toluene is stripped off and the product is then stripped off under high vacuum, the end product being a clear, light yellow liquid in a volume of 323.1 g (64.6 percent).
Analyse: 5,7$ Si (Theorie 5,6$); Restchlorgehalt: 0,05#.Analysis: $ 5.7 Si ($ 5.6 theory); Residual chlorine content: 0.05 #.
Bis-(tripropylenglykolmonomethyläther)-bis-(t-butyl)-silikat Bis (tripropylene glycol monomethyl ether) bis (t-butyl) silicate
t-Butanol Trip'ropylenglykolmonomethyiäther ("DOWANOL TPM") Pyridin Toluolt-butanol tripropylene glycol monomethyl ether ("DOWANOL TPM") Pyridine toluene
Ein Gemisch aus dem SiCl. und dem Toluol wird unter Kühlen mit. einem Wasserbad im Verlauf von 2 Stunden mit einem Gemisch aus dem t-Butanol und 1-74 S Pyridin versetzt, wobei die Temperatur des Reaktionsgemisches infolge einer mäßig starken Wärmeentwicklung auf maxi-A mixture of the SiCl. and the toluene is cooled with. a water bath in the course of 2 hours with a mixture of the t-butanol and 1-74 S pyridine, the temperature of the reaction mixture due to a moderately strong heat development to maxi-
-34-409829/1074 -34- 409829/1074
2A009H2A009H
mal 38°C steigt. Das Reaktionsgemisch wird dann 4 Stunden auf 1000C erhitzt, hierauf abgekühlt und dann im Verlauf von 2 Stunden mit einem Gemisch aus dem Tripropylenglykolmonomethyläther und dem restlichen Pyridin versetzt, wobei eine geringe Wärmeentwicklung stattfindet, die die Temperatur des Reaktionsgemisches auf höchstens 300C ansteigen läßt. Dann wird das Reaktionsgemisch 4 Stunden auf 1000G erhitzt, abgekühlt und filtriert, worauf das Lösungsmittel abgestreift und das Produkt schließlich unter hohem Vakuum (180°C/0,1 Torr) abgestreift wird. Dabei erhält man 367,2 g (63 Prozent) Endprodukt.times 38 ° C rises. The reaction mixture is then heated to 100 ° C. for 4 hours, then cooled and then a mixture of the tripropylene glycol monomethyl ether and the remaining pyridine is added over the course of 2 hours, a slight evolution of heat taking place, which increases the temperature of the reaction mixture to a maximum of 30 ° C. leaves. Then the reaction mixture is heated for 4 hours to 100 0 G, cooled and filtered, and the solvent stripped off and the product is finally stripped off under high vacuum (180 ° C / 0.1 Torr). This gives 367.2 g (63 percent) of the end product.
Analyse: 4,96#Si (Theorie 4,8#); Restchlorgehalt: nichtAnalysis: 4.96 # Si (4.8 # theory); Residual chlorine content: not
bestimmt.certainly.
Beispiel 11Example 11
Tris-(tripropylenglykolmonomethyläther) t-butylsilikatTris (tripropylene glycol monomethyl ether) t-butyl silicate
4 · 119 g 4 x 119 g
t-Butanol 51,8 gt-butanol 51.8 g
Tripropylenglykolmonomethyläther (11DOWANOL TPM") 474 gTripropylene glycol monomethyl ether (11 DOWANOL TPM ") 474 g
Pyridin 237 gPyridine 237 g
Toluol 250 ml + 300 ml + 600 ml + 200 ml Toluene 250 ml + 300 ml + 600 ml + 200 ml
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In einem zur Kühlung mit einem Wasserbad ausgerüsteten Kolben wird ein Gemisch aus dem SiCl. und 250 ml-Toluol mit einem Gemisch aus dem t-Butanol und 80 g Pyridin versetzt. Die dabei stattfindende exotherme Reaktion erhöht die Temperatur auf' 30°C Um es fließfähig zu erhalten, werden dem Reaktionsgemisch weitere 300 ml Toluol zugesetzt, worauf man es 2 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird dann abgekühlt und im Verlauf einer Stunde mit dem Tripropylenglykolmonomethyläther und dem restlichen Pyridin versetzt, wobei eine geringe Wärmeentwicklung festzustellen ist. Außerdem gibt man weitere 600 ml Toluol zu. Das Reaktionsgemisch wird mit Hilfe weiterer 200 ml Toluol in einen größeren Kolben überführt und hierauf 10 Stunden auf 900C erhitzt» Sann wird das Rohprodukt durch Filtrieren, Abstreifen des Lösungsmittels auf einem Rotationsverdampfer und schließlich Abstreifen unter hohem Vakuum (180°C/0,1 Torr) aufgearbeitet, wobei man als Nebenprodukt 380 g (75*9 Prozent) einer hellgelben Flüssigkeit erhält. ■Analyse: 3,86$ Si (Theorie 3,91#); Restchlorgehalt: 0,?6#.A mixture of the SiCl. and 250 ml of toluene are mixed with a mixture of the t-butanol and 80 g of pyridine. The exothermic reaction which takes place increases the temperature to 30 ° C. In order to keep it flowing, a further 300 ml of toluene are added to the reaction mixture, whereupon it is heated to boiling under reflux for 2 hours. The reaction mixture is then cooled and the tripropylene glycol monomethyl ether and the remaining pyridine are added over the course of one hour, a slight evolution of heat being observed. A further 600 ml of toluene are also added. The reaction mixture is transferred by means of further 200 ml of toluene in a larger flask and then heated for 10 hours at 90 0 C »Sann the crude product by filtration, stripping off the solvent on a rotary evaporator and finally stripping under high vacuum (180 ° C / 0, 1 Torr), 380 g (75 * 9 percent) of a pale yellow liquid being obtained as a by-product. ■ Analysis: $ 3.86 Si (theory 3.91 #); Residual chlorine content: 0,? 6 #.
Beispiel 12 Tetra-(dipropylenglykolmonomethyläther)-silikat Example 12 Tetra (dipropylene glycol monomethyl ether) silicate
SiCl4 170 gSiCl 4 170 g
DipropylenglykolmonomethylätherDipropylene glycol monomethyl ether
(•"DQWÄNOL DPM") 650 g.(• "DQWÄNOL DPM") 650 g.
Pyridin 348 gPyridine 348 g
Toluol '. 2,5 Liter ,g_Toluene '. 2.5 liters, g_
409829/107A409829 / 107A
Eine Vormischung aus SiCl. und Toluol wird mit einem Gemisch aus dem Dipropylenglykolmonomethyläther und Pyridin versetzt, wobei eine exotherme Reaktion stattfindet, durch die die Temperatur auf einen Höchstwert von 380C steigt. Das Reaktionsgemisch wird dann 3 1/2 Stunden auf 10O0C erhitzt, anschließend auf einem Wasserbad abgekühlt und dann zur Entfernung von Pyridinhydrochlorid filtriert, worauf man das Lösungsmittel auf einem Rotationsverdampfer bei 100°C/20 Torr abstreift.Das Rohprodukt wird dann unter hohem Vakuum (180°C/0,1 Torr) abgestreift und hierauf zweimal filtriert, wobei man 152 g (29,5 Prozent) einer klaren, goldfarbenen Flüssigkeit erhält.A premix of SiCl. and toluene is added to a mixture of the dipropylene glycol monomethyl ether, and pyridine, of which an exothermic reaction takes place by which the temperature rises to a maximum of 38 0 C. The reaction mixture is then heated to 10O 0 C for 3 1/2 hours, then cooled on a water bath and then filtered to remove pyridine hydrochloride, whereupon the solvent is stripped off on a rotary evaporator at 100 ° C / 20 Torr. The crude product is then under high Stripped vacuum (180 ° C / 0.1 Torr) and then filtered twice, giving 152 g (29.5 percent) of a clear, gold-colored liquid.
Analyse: 5,0$ Si (Theorie 5,4-3$); Rest chlor gehalt: 0,05$.Analysis: $ 5.0 Si ($ 5.4-3 theory); Residual chlorine content: $ 0.05.
Die Infrarotspektren der Produkte der vorstehenden Beispiele 1 bis 12 bestätigten in federn EaIl, daß das erwartete Produkt erhalten wurde.The infrared spectra of the products of Examples 1 to 12 above confirmed in springs EaIl that the expected product was obtained.
Die Brauchbarkeit der erfindungsgemäßen Orthosilikate zur Verwendung in Hydraulikflüssigkeiten wurde durch Messen des Rückflußsiedepunkts, der Hydrolysebeständigkeit und der Kautschukquellwirkung verschiedener Ester nachgewiesen.The utility of the orthosilicates according to the invention for use in hydraulic fluids has been confirmed by Measuring the reflux point, resistance to hydrolysis and rubber swelling of various esters proven.
Der Rückflußsiedepunkt wurde in der in der SpezifikationThe reflux point was as specified in the specification
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SAE J17O3c angegebenen Weise bestimmt.SAE J17O3c specified manner.
Die Kautschukquellurig wurde jeweils wie folgt bestimmt:The rubber swell was determined in each case as follows:
In eine 62,206-g-I'lasclie (2-ounce bottle) mit einer Glasperlenschicht am Boden wurde jeweils eine quadratische Kautschukplatte mit Abmessungen von etwa 2,54 χ 2,54- χ 0,254 cm gegeben. Dann wurde die Flasche mit der Testflüssigkeit gefüllt und 3 Tage bei konstanter Temperatur in einen Ofen gestellt, worauf die Kautschukplatte herausgenommen, mit Äthanol gewaschen und getrocknet wurde. Das Volumen der Kautschukplatte wurde vor und nach dem Test nach der allgemein bekannten Verdrängungsmethode jeweils genau gemessen und aus den Meßwerten dann die Volumenänderung in Prozent berechnet. Styrol-Butadien-Kautschukplatten wurden bei 1200C, Naturkautschukplatten, die temperaturempfindlicher sind, bei 7O0G geprüft, d.h. bei den für die Durchführung dieser Tests üblichen Temperaturen.In a 62.206 g bottle (2 ounce bottle) with a layer of glass beads on the bottom, a square rubber sheet with dimensions of about 2.54 × 2.54- × 0.254 cm was placed in each case. Then, the bottle was filled with the test liquid and placed in an oven at a constant temperature for 3 days, after which the rubber sheet was taken out, washed with ethanol and dried. The volume of the rubber sheet was measured exactly before and after the test by the generally known displacement method and the change in volume in percent was then calculated from the measured values. Styrene-butadiene plates were tested at 120 0 C, natural rubber plates are temperature-sensitive, at 7O 0 G, that is, at the customary to carry out this test temperatures.
Außerdem wurden auch Nitril- und Chloroprenkautschukplatten verwendet, die jeweils bei einer Temperatur von 70°G geprüft wurden. Es sei darauf hingewiesen, daß, da Nitril- und Chloroprerikautschuk bislang üblicherweise nicht mit Bremsflüssigkeiten in Berührung kamen und diese Kautschuke daher nicht auf diese Weise geprüft wurden, es diesbezüglich keine anerkannte bzw, übliche Praxis gibt.In addition, nitrile and chloroprene rubber sheets were also used, each of which was tested at a temperature of 70 ° G. It should be noted that, since nitrile and chloropreric rubbers have not previously come into contact with brake fluids and these rubbers have therefore not been tested in this way, there is no recognized or common practice in this regard.
-38-409829/1074 -38- 409829/1074
24009H24009H
Die Hydrolysebeständigkeit wurde bestimmt, indem 1 g Wasser, 1 g des zu prüfenden OrthoSilikats und 9 g eines handelsüblichen Glykoläther-Hydraulikflüssigkeit-Grundmaterials (Grundöl), sowie Siedesteine in ein Siederohr gegeben und über einem Bunsenbrenner zum Sieden erhitzt wurden. Dann ließ man das Siederohr samt Inhalt abkühlen. Das zu prüfende Gemisch wurde während des Siedens und anschließenden Abkühlens auf visuell erkennbare Anzeichen fir .Hydrolyseunbeständigkeit, wie Gelieren des Gemisches oder Bildung eines Niederschlags bzw. Sediments, beobachtet. Nach dem Ergebnis der visuellen Begutachtung wurde dann der Orthosilikatester nach folgender Bewertungsskala bezüglich seiner Hydrolysebeständigkeit bewertet:The resistance to hydrolysis was determined by adding 1 g of water, 1 g of the OrthoSilicate to be tested and 9 g of a commercial glycol ether hydraulic fluid base material (Base oil) and boiling stones are placed in a boiler tube and heated to boiling over a Bunsen burner became. Then the boiler tube and its contents were allowed to cool down. The mixture to be tested became during the boiling and subsequent cooling for visually recognizable signs of non-resistance to hydrolysis, such as gelling of the mixture or formation of a precipitate or sediment is observed. According to the result of the visual The orthosilicate ester was then assessed according to the following rating scale with regard to its resistance to hydrolysis rated:
0 = Testgemisch geliert 3 = Geringe Sedimentbildung0 = test mixture gelled 3 = little sedimentation
1 = Starke Sedimentbildung 4- = Sehr schwache Sediment1 = Heavy sedimentation 4- = Very weak sediment
bildungeducation
2 = Sedimentbildung 5 = Klar2 = sedimentation 5 = clear
Als Glykoläther-Grundöl wurde bei diesen Tests eine mit Additiven (vermutlich Natriumnitrit, Agerite Resin D und Benzotriazol) partiell inhibierte Äthylen/Fropylenglykoläthergemisch-Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von 2880C verwendet. Dieses Grundöl wurde nach Vorversuchen ausgewählt, bei denen das Orthosilikat mitAs the glycol ether base oil was a (presumably sodium nitrite, Agerite Resin D, and benzotriazole) partially inhibited ethylene / Fropylenglykoläthergemisch fluid used in these tests with additives having a boiling point of 288 0 C. This base oil was selected after preliminary tests in which the orthosilicate with
a) Wasser unda) water and
b) Wasser und Glykoläther-Grundöl ohne Additiveb) Water and glycol ether base oil without additives
zum Sieden erhitzt wurde.was heated to boiling.
-39--39-
409829/1074409829/1074
24009H24009H
Diese Vorversuche erwiesen sich als nicht scharf genug, um die Hydrolysebeständigkeit des geprüften Orthosilikats zu ermitteln. Es wurde gefunden, daß die Anwesenheit der Additive die Niederschlagsbildung steigerte.These preliminary tests turned out to be not sharp enough to reduce the hydrolysis resistance of the tested To determine orthosilicate. It has been found that the presence of the additives stimulates the formation of precipitates increased.
Die Ergebnisse der Siedepunktsbestimmung, Hydrolysebeständigkeitstests und Kautschukquellungstests bei Styrol-Butadien-Kautschuk und Naturkautschuk sind in der nachfolgenden Tabelle I, die Ergebnisse von Kautschukquellungstests bei Nitrilkautschuk und Chloroprenkautschuk in den nachstehenden Tabellen II bzw. III wiedergegeben.The results of the determination of the boiling point, hydrolysis resistance tests and rubber swell tests on styrene-butadiene rubber and natural rubber are in Table I below, the results of rubber swelling tests on nitrile rubber and chloroprene rubber reproduced in Tables II and III below.
Aus den in den Tabellen wiedergegebenen Versuchsergebnissen ist zu ersehen, daß die geprüften Orthosilikate befriedigende Siedepunkte und eine überlegene Hydrolysebeständigkeit besitzen. Außerdem wurden niedrige Kautschukquellwerte bei Nitril- und Chloroprenkautschuk festgestellt. Die Kautschukquellungswerte bei Styrol-Butadieh- und Naturkautschuk waren zwar hoch, jedoch ist dem keine große Bedeutung zuzumessen, da die niedrigen Kautschukqueilungswerte bei Chloropren- und Nitrilkautschuk weitaus wichtiger sind, wenn Hydraulikflüssigkeiten hergestellt werden sollen, die mit allen genannten Kautschuken verträglich sind. Wenn die Orthosilikate der Erfindung mit bekannten Fahrzeug-Hydraulikflüssigkeits-Grundölen, die in bezug aufFrom the test results given in the tables it can be seen that the tested orthosilicates have satisfactory boiling points and superior hydrolysis resistance. They were also low Rubber swell values determined for nitrile and chloroprene rubber. The rubber swelling values at Styrene-butadiene and natural rubber were high, but they are of no great importance the low rubber swelling values of chloroprene and nitrile rubber are far more important when hydraulic fluids are used are to be produced which are compatible with all of the rubbers mentioned. If the Orthosilicates of the invention with known vehicle hydraulic fluid base oils, those relating to
409829/1074409829/1074
' : 24009Η' : 24009Η
Chloropren- und Nitrilkautschuke sehr schlechte, ge-•genüber Styrol-Butadien- und Naturkautschuk dagegen gute Eigenschaften aufweisen, gemischt werden, so weist das Gemisch im Vergleich mit den Werten des reinen Orthosilikats bezüglich Styrol-Butadien-Kautschuken und Naturkautschuken niedrigere, gegenüber Nitril- und Chloroprenkautschuken dagegen höhere Kautschukquellungswerte auf.Chloroprene and nitrile rubbers very poor compared to • Styrene-butadiene and natural rubber, on the other hand have good properties, are mixed, so the mixture exhibits in comparison with the values of the pure Orthosilicate with regard to styrene-butadiene rubbers and natural rubbers lower, compared to nitrile and chloroprene rubbers, on the other hand, have higher rubber swelling values.
Bei den in den nachfolgenden Tabellen I bis III erwähnten Silikaten A bis C handelt es sich um nicht der Lehre der Erfindung entsprechende, jedoch auf die in den Beispielen 1 bis 12 beschriebene Weise hergestellte Glykolmonoätherorthosilikate, die zum Vergleich geprüft wurden. Das Silikat A war Tris-(triäthylenglykolmonomethyläther )-i-butylsilikat mit einem analytisch bestimmten Siliciumgehalt von 5»0 Gewichtsprozent (Theorie 4,74 Prozent). Das Silikat B war Tetra-(triäthylenglykolmonomethyläther)-silikat mit einem Siliciumgehalt von 3,77 Gewichtsprozent (Theorie 4,1 Prozent). Das Silikat C war Bis-(tripropylenglykolmonomethyläther)-bis-(triäthylenglykolmonomethyläther)-silikat mit einem Siliciumgehalt von 4,17 Gewichtsprozent (Theorie 3,78 Prozent).The silicates A to C mentioned in Tables I to III below are not Teaching of the invention, but produced in the manner described in Examples 1 to 12 Glycol monoether orthosilicates tested for comparison. The silicate A was tris (triethylene glycol monomethyl ether ) i-butyl silicate with an analytically determined silicon content of 5 »0 percent by weight (Theory 4.74 percent). The silicate B was tetra (triethylene glycol monomethyl ether) silicate with a silicon content of 3.77 percent by weight (theory 4.1 percent). The silicate C was bis (tripropylene glycol monomethyl ether) bis (triethylene glycol monomethyl ether) silicate with a silicon content of 4.17 percent by weight (theory 3.78 percent).
-41--41-
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Tabelle ITable I.
(O(O
Hydrolyse-
beständig-
keitsbewer-
tung 4th
Hydrolysis-
resistant-
ability assessment
tion
test {.% Quellung)3-day rubber swelling
test {.% swelling)
kautschuknature
rubber
äther)-t-butyleilikatTris- (triethylene glycol monomethyl-
ether) -t-butyl silicate
Butadien-
KautschukStyrene
Butadiene
rubber
äther)-neopentylsilikat3} ris- (tripropylene glycol monomethyl-
ether) neopentyl silicate
äther)-silikatTetra- (tripropylene glycol monomethyl-
ether) silicate
äther )-bis-(t-bu;byl) -silikatBis- (dipropylene glycol monomethyl-
ether) -bis- (t-bu; byl) -silicate
methyläther)-(triäthylenglykolmono-
methyläther)-silikatBis (t-butyl) - (dipropylene glycol mono-
methyl ether) - (triethylene glycol mono-
methyl ether) silicate
äther)-t-butylsilikat ·Tris (dipropylene glycol monomethyl
ether) -t-butylsilicate
-fs-fs
gabeile I (Fortsetzung)gabeile I (continued)
punkt
(0C)Boil
Point
( 0 C)
beständig-
keitsbewer-
tungHydrolysis-
resistant-
ability assessment
tion
test (# Quellung)3-day rubber swelling
test (# swelling)
kautschuknature
rubber
äther)-bis-(t-butyl)-silikatBis (triethylene glycol monomethyl
ether) bis (t-butyl) silicate
Butadien-
Ka ut sch ukStyrene
Butadiene
Ka ut sch uk
äther)-bis-(t-butyl)-silikatBis (tripropylene glycol monomethyl
ether) bis (t-butyl) silicate
äther)-t-butylsilikatTris (tripropylene glycol monomethyl
ether) -t-butylsilicate
* Nicht bestimmt* Not determined
IIII
ίο co coίο co co
COCO
Nitrilkautscb.uk (£ Quellung)3-day rubber swell test
Nitrilkautscb.uk (£ swelling)
ätb.er)-silikatTetra- (tripropylene glycol monomethyl-
ätb.er) silicate
ätb.er)-bis-(t-butyl)-silikatBis- (dipropylene glycol monometh, yl-
ätb.er) -bis- (t-butyl) -silicate
methyläther)-(triäthylenglykolmono-
methyläther)-silikatBis (t-butyl) - (dipropylene glycol mono-
methyl ether) - (triethylene glycol mono-
methyl ether) silicate
ättLer)-t-butylsilikatTrig (dipropylene glycol monomethyl
ättLer) -t-butylsilicate
ättier)-bis-(t-butyl)-silikatBis (triethylene glycol monomethyl
ättier) bis (t-butyl) silicate
äther)-bis-(t-butyl)-silikatBis (tripropylene glycol monomethyl
ether) bis (t-butyl) silicate
4?4?
roro
O OO O coco
Tabelle .IIITable .III
Chloroprenkaut schuk (^ Quellung)3-day rubber swell test
Chloroprene rubber (^ swelling)
äther;-t-butylsilikatTris- (triethylene glycol monomethyl--
ether; -t-butylsilicate
äther)-neopentylsilikatTris (tripropylene glycol monomethyl
ether) neopentyl silicate
Claims (14)
in der R ein Propylenglykolmonoalkylätherrest mit 1 bis 8 C-Atomen in der Alkylschlußgruppe oder ein ter-1
in which R is a propylene glycol monoalkyl ether radical with 1 to 8 carbon atoms in the alkyl terminal group or a ter-
dadurch gekennzeichnet, daß R ein tertiärer Alkyl-Ί
characterized in that R is a tertiary alkyl
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