DE2661091C2 - - Google Patents
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
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- C08L83/08—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kalthärtende Silikonkautschukmasse
auf der Basis von einem Vinylendgruppen aufweisenden
Diorganopolysiloxan, einem Organohydrogenpolysiloxan
und einem Platinkatalysator.
Eine solche kalthärtende Silikonkautschukmasse ist in der DE-OS
24 54 257 beschrieben. Die bekannte Masse härtet zu selbstbindenden
Elastomeren und ist besonders zum Einbetten von elektronischen
Komponenten geeignet.
Silikonelastomere sind weit anerkannt für ihre Beständigkeit gegenüber
Feuchtigkeit und ihre Stabilität bei hoher und tiefer Temperatur.
In bestimmten Fällen, in denen solche Eigenschaften erwünscht
sind, ist es außerdem erwünscht, daß das Silikonelastomer
Lösungsmittelbeständigkeit gegenüber Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten
aufweist und insbesondere solchen Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten,
wie Gasolin, Düsenbrennstoff und Rohöl und den verschiedenen
Nebenprodukten des Rohöles.
Bei einem erfolgreichen Versuch, ein Silikonelastomer mit Stabilität
bei hoher und tiefer Temperatur und zusätzlich guter Lösungsmittelbeständigkeit
zu erhalten, wurden mit fluorierten Substituenten
versehene Polysiloxane entwickelt (vgl. z. B. US-PS 29 79 519
und 31 79 619). In den vorgenannten Patentschriften sind Verfahren
zum Herstellen heiß härtbarer Silikonkautschuk-Zusammensetzungen
beschrieben, die zu einem Elastomer härten und Perfluoralkylalkylen-Substituenten
enthalten, die zu dem heiß gehärteten Silikonelastomer
mit der erwünschten Lösungsmittelbeständigkeit gegenüber
Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten führen.
Einer der Nachteile solcher hitzehärtbarer Silikonkautschukmassen
ist jedoch deren hohe Viskosität im ungehärteten Zustand,
die bei 25°C 50 000 000 mPa · s betragen kann. Dies ist
bekannt auf dem Gebiet der heiß härtbaren Silikonkautschukmassen
und führt zu zeitaufwendigen und teuren Verfahren bei der Verarbeitung
der heißhärtbaren Silikonkautschukmasse im ungehärteten Zustand.
Es ist daher in hohem Maße erwünscht, eine Silikonmasse zu
haben, die im ungehärteten Zustand eine geringe Viskosität aufweist
und die daher leicht und wirtschaftlich zu lösungsmittelbeständigen,
fluorierten Substituenten aufweisenden Silikonelastomeren
verarbeitet werden kann. Es sind einige Versuche unternommen worden,
Silikonmassen mit im ungehärteten Zustand geringen Viskositäten
herzustellen, die im gehärteten Zustand vergleichbar gute
Eigenschaften aufwiesen, wie die lösungsmittelbeständigen Elastomeren,
die aus heißvulkanisierbaren Silikonkautschukmassen
erhalten wurden.
Doch sind die Versuche nicht vollkommen erfolgreich gewesen, eine
solche Silikonkautschukmasse, z. B. durch Einbauen von
fluorierten Substituentengruppen in übliche kalthärtende Einkomponenten-
und Zweikomponenten-Silikonkautschukmassen, herzustellen.
Die Schwierigkeit bei der Behandlung von kalthärtenden Einkomponenten-Silikonkautschukmassen
ist, daß die Masse vor dem Härten
in einem wasserfreien Zustand gehalten werden muß. Diese Massen
sind daher schwierig zu lösungsmittelbeständigen Teilen zu
verarbeiten.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Silikonkautschukmasse
der eingangs genannten Art zu schaffen, aus der
Elastomere mit der erwünschten Lösungsmittelbeständigkeit
sowie physikalischen Eigenschaften erhalten werden, die vergleichbar
sind denen der lösungsmittelbeständigen heißgehärteten
Silikonmassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine kalthärtende
Silikonkautschukmasse mit den Merkmalen des kennzeichnenden
Teiles des Patentanspruches 1 gelöst.
Der Platinkatalysator, der weiter unten näher erläutert wird,
kann ein Platinniederschlag auf einem festen Träger sein, wie
auf Holzkohle oder gamma-Aluminiumoxid oder es kann ein löslich
gemachter Platinkatalysator sein, wie Chlorplatinsäure
oder irgendeiner der bekannten Platinkomplexe.
Die erfindungsgemäße Masse wird bei Zimmertemperatur oder mit einer
sehr viel größeren Geschwindigkeit bei erhöhten Temperaturen unter
Bildung eines lösungsmittelbeständigen Silikonelastomers härten.
Es ist bevorzugt, daß in die Masse und insbesondere Teil (A) der
Masse 5 bis 100 Teile eines Füllstoffes eingearbeitet sind, um
dem gehärteten Silikonelastomer eine hohe Zugfestigkeit und Dehnung
zu geben, so daß das Elastomer Festigkeitseigenschaften vergleichbar
denen aufweist, die aus heißvulkanisierbaren Silikonkautschukmassen
erhalten werden. Der Füllstoff wird vorzugsweise
aus in der Gasphase hergestelltem oder gefälltem Siliciumdioxid
ausgewählt, das mit einer Silikonverbindung behandelt worden ist,
um es hydrophob zu machen und es so zu ermöglichen, daß der Füllstoff
der Silikonkautschukmasse verbesserte physikalische Eigenschaften
und insbesondere Zugfestigkeit verleiht. Der Füllstoff
kann mit einem cyclischen Polysiloxan oder einer Silylstickstoffverbindung
behandelt werden, wie dies nach dem Stand der Technik
bekannt ist und im folgenden näher erläutert wird. Um ein optimal
vernetztes Elastomer zu erhalten, ist es erwünscht, in die Masse
gewisse vinylgruppenhaltige Polymere einzuarbeiten, wie im folgenden
noch erläutert wird.
Die Masse enthält einen Härtungsinhibitor, damit die
Masse bei Raumtemperatur eine ausreichend lange Bearbeitungszeit
hat, wie für die jeweils angewendete Verarbeitungstechnik erforderlich.
Schließlich können in der Masse auch weitere Additive vorhanden
sein, wie Hitzestabilisatoren, z. B. Eisenoxid.
Die erfindungsgemäße Masse hat eine ausreichende geringe
Viskosität. In Abhängigkeit von der Temperatur und der Menge
des eingesetzten Härtungsinhibitors kann die obige Masse
während einer Zeit von 1 Minute bis zu 5 Stunden oder mehr
härten, wie es bei der Bearbeitungs- und Fabrikationstechnik
erwünscht ist, für die die Masse benutzt wird.
Das Polymer der Formel (1) ist einer der Grundbestandteile
der erfindungsgemäßen Masse, wobei R ausgewählt ist aus Alkylresten
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Phenyl und vorzugsweise ein
Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, wie Methyl, Äthyl usw.
Für R′ kann irgendein Perfluoralkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
stehen, doch ist Perfluormethyl am meisten bevorzugt. Im
allgemeinen können x und y zwischen 1 und 1000 variieren. Die
Werte für x und y müssen mindestens 1 sein und es können derartige
Werte sein, daß die Viskosität der Flüssigkeit von 1000
bis 500 000 mPa · s bei 25°C variiert. Am meisten bevorzugt
ist eine Viskosität für das Polymer der Formel (1) zwischen
1000 und 70 000 mPa · s bei 25°C.
Eine andere wesentliche Beschränkung für das Polymer der Formel
(1) ist, daß die Alkyl/Perfluoralkyläthylen-Siloxy-Einheiten, y-mal
genommen in dem Polymer in einer Konzentration von 5
bis 98 Mol-% und vorzugsweise von 30 bis 98 Mol-% vorhanden sind.
Am meisten bevorzugt ist die Konzentration der Alkyl/Perfluoralkyläthylen-Siloxy-Einheiten,
y-mal genommen, von 50 bis 98
Mol-%, da mit einem solchen Polymer die beste Lösungsmittelbeständigkeit
erhalten wird.
Um dem Polymer der Formel (1) die richtige Verarbeitbarkeit zu
geben, sind in der Masse 1 bis 85 Teile einer vinylgruppenhaltigen
Verbindung der Formel
vorhanden, in der R, Vi, R′ die obige Bedeutung haben,
v und w mindestens 1 sind und die Konzentration der Vi(R)₂SiO0,5-Einheiten
mit Bezug auf die Gesamtzahl der endständigen Einheiten
von 20 bis 100 Mol-% variiert und die Viskosität des Polymers
von 100 bis 200 000 mPa · s bei 25°C variiert.
In Formel (2) kann R wieder ein Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
oder Phenyl sein und R′ ist ein Perfluoralkylrest mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen und am bevorzugtesten perfluoriertes Methyl,
v und w sind positive ganze Zahlen mit einem Wert von mindestens 1
und im allgemeinen variieren v und w je unabhängig voneinander von
1 bis 800 in einer Weise, daß die Viskosität des Polymers bei 25°C
von 100 bis 100 000 mPa · s und vorzugsweise von 100 bis 20 000
mPa · s bei 25°C variieren kann.
Wie beim Polymer der Formel (1) soll das Polymer der Formel (2)
die Alkyl/Perfluoralkyläthylen-Siloxy-Einheiten w-mal genommen
in einer Konzentration von 5 bis 98 Mol-% und für eine optimale
Lösungsmittelbeständigkeit vorzugsweise von 30 bis 98 Mol-% enthalten.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Polymer der Formel (2)
und dem Polymer der Formel (1) ist die Anwesenheit von Trialkylsiloxy-Endgruppen
und Vinyldialkylsiloxyl-Endgruppen in dem Polymer
der Formel (2). Beide Einheiten müssen in der Polymermischung vorhanden
sein. Bei der Herstellung solcher Polymerer wird es einige
Polymerketten geben, die an beiden Enden mit Trialkylgruppen beendet
sind und es wird einige Polymerketten geben, die an beiden
Enden mit Vinyldialkylsiloxy-Einheiten beendet sind. In den Polymerketten
der Formel (2) müssen jedoch beide Arten von Endgruppen
vorhanden sein, damit die ungehärtete Masse die richtige Plastizität
hat sowie um dem gehärteten Elastomer, das aus dieser Masse zubereitet
worden ist, den richtigen Modul zu geben. Es ist jedoch
sehr wichtig, daß die Konzentration der Vinyldialkylsiloxy-Einheiten
in den Polymerketten der Formel (2) mit Bezug auf die Gesamtzahl
der Endgruppeneinheiten sorgfältig kontrolliert wird, so daß
die Konzentration der Vinyldialkylsiloxy-Einheiten von 20 bis 98
und vorzugsweise von 50 bis 98 Mol-% variiert.
Die Herstellung der Polymeren ist mit einem verbesserten Verfahren
möglich. Eine Beschreibung dieses Verfahrens ist in
der DE-OS 26 19 187 enthalten.
Um die Endviskosität des Polymeren der Formeln (1) und (2) zu
steuern, wird bei der Herstellung der Polymeren in die Reaktionsmischung
die gewünschte Menge an
Kettenabbruchsmitteln eingebracht, die Divinyltetraalkyldisiloxane,
Divinylhexaalkyltrisiloxane und andere niedermolekulare lineare
Polysiloxane sein können. Solche Kettenabbruchsmittel weisen im
Falle des Polymers der Formel (1) eine Vinylgruppe an dem endständigen
Siliciumatom in der Polymerkette auf, wie z. B. Divinyltetramethyldisiloxan.
Für die Herstellung des Polymers der Formel
(2) werden niedermolekulare Kettenabbruchsmittel verwendet, in
denen eine endständige Einheit eine Vinyldialkylsiloxy-Einheit
aufweist und bei denen die andere Endgruppe eine Trialkylsiloxy-Einheit
hat. Oder es kann eine Mischung von Kettenabbruchsmitteln
zur Herstellung des Polymers der Formel (2) eingesetzt werden, in
der die Mischung niedermolekulare Polymere enthält, die an beiden
Enden der Kette Vinyldialkylsiloxy-Endgruppen aufweisen und wobei
andere Kettenabbruchsmittel in der Mischung Trialkylsiloxy-Endgruppen
aufweisen. Unabhängig von der Art des Herangehens hinsichtlich
der Verwendung von Kettenabbruchsmitteln erhält man die
gleichen allgemeinen Polymerketten im Rahmen der Formel (2). In
jedem Falle wird die Mischung mit den richtigen Kettenabbruchsmitteln
zur Steuerung des Molekulargewichtes der Verbindung in
Gegenwart des Katalysators auf Temperaturen zwischen 0 bis 90°C
für eine Dauer von 5 bis 20 Stunden erhitzt, bis das Gleichgewicht
erreicht ist, d. h. ebenso viele cyclische Siloxane in das lineare
Polymer umgewandelt werden, wie lineares Polymer wieder in die
cyclischen Siloxane umgewandelt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird
die Mischung abgekühlt und zur Neutralisation des Katalysators
ein Neutralisationsmittel hinzugegeben. Danach werden die cyclischen
Bestandteile durch Strippen entfernt, und es bleiben die
erwünschten Polymere zurück. Ein anderes Verfahren besteht darin,
das vorbeschriebene Äquilibrierungsverfahren bei höheren Temperaturen
auszuführen, d. h. oberhalb von 100°C und das Octaalkylcyclotetrasiloxan
und ein perfluoräthylenhaltiges cyclisches
Trisiloxan als Hauptbestandteile zu verwenden. Die Herstellung
der cyclischen Trisiloxane ist in der US-PS 29 79 519 beschrieben.
Das Vernetzungsmittel ist irgendeines der Gruppe von Hydrid-Vernetzungsmitteln,
die im Anspruch 1 angegeben ist oder eine
Mischung solcher Vernetzungsmittel. Ein verwendbares Vernetzungsmittel
ist ein Harz, das zusammengesetzt ist aus
wobei das Verhältnis von R+H+R′′
zu Silicium von 1,0 bis 2,7 variiert. In der vorstehenden
Formel kann R ein Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder
Phenyl, R′′ ein niederer Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen
oder Phenyl oder ein -CH₂CH₂R′-Rest sein, worin R′ die vorgenannte
Bedeutung hat. Am bevorzugtesten ist R′′ der Perfluoralkyläthylenrest.
Eine andere Art Vernetzungsmittel, die in der erfindungsgemäßen
Masse eingesetzt werden kann, ist ein Harz, das zusammengesetzt
ist aus
wobei das Verhältnis
von R+H+R′′ zu Silicium von 1,2 bis 2,7 variiert, das vorstehende
Harz aus monofunktionellen, tetrafunktionellen und difunktionellen
Einheiten zusammengesetzt ist und R und R′′ die Bedeutung
haben, die für das vorstehend angegebene aus monofunktionellen und
difunktionellen Einheiten zusammengesetzte Harz angegeben ist. In
diesem zweiten aus monofunktionellen, tetrafunktionellen und difunktionellen
Einheiten zusammengesetzten Harz ist es jedoch bevorzugt,
daß entweder die monofunktionelle oder die difunktionelle
Einheit mindestens eine Perfluoralkyläthylengruppe enthält. Am
meisten bevorzugt ist es, wenn sowohl die monofunktionelle als
auch die difunktionelle Einheit eine solche Perfluoralkyläthylengruppe
enthält. Ungeachtet des Vorstehenden, wirken jedoch beide
Harze als Vernetzungsmittel und gestatten die Herstellung eines
Silikonelastomers mit einer erwünschten Lösungsmittelbeständigkeit,
unabhängig davon, ob der andere R′′-Substituent in dem obigen
Harz eine fluorierte Substituentengruppe ist oder nicht. Diese
Harze werden nach einem einfachen, für die Herstellung dieser
Harze bekannten Verfahren erhalten.
Die obigen Harze können nach einem Verfahren hergestellt werden
durch Umsetzen eines Siliciumdioxidhydrosols mit den entsprechenden
Chlorsilanen oder alkoxylierten Silanen und deren Mischungen,
bei denen das Chlorsilan eine Hydridgruppe aufweist.
Die Siliciumdioxidhydrosole, die hierfür verwendet werden, stellt
man in üblicher Weise durch Neutralisieren von Natriumsilikatlösungen
her. Diese Neutralisation kann entweder mit einer Säure
oder einem Chlorsilan erfolgen. Im letzteren Falle ist es nicht
erforderlich, zusätzliche Säure zu der Reaktionsmischung hinzuzugeben.
Während das Siliciumdioxidsol bei jeder Konzentration mit
den obigen Organosilicium-Verbindungen unter sauren Bedingungen
reagieren würde, ist es bevorzugt, ein Sol zu verwenden, das eine
Konzentration von 1 bis 35 Gew.-% Siliciumdioxid aufweist.
Die Silane und Siloxane können entweder einzeln oder als Mischung
eingesetzt werden, und in solchen Fällen kann man das Chlorsilan
direkt zu der Natriumsilikatlösung hinzugeben. Werden Alkoxysilane
verwendet, dann ist es notwendig, daß das Siliciumdioxidhydrosol
ausreichend Säure enthält, so daß der pH-Wert der Reaktionsmischung
kleiner als 5 ist. Geeignete Säuren sind Chlorwasserstoff-, Schwefel-,
Salpeter-, Phosphor-, Benzolsulfon-, Trichloressig- oder
irgendeine andere starke Säure. Ein Säureüberschuß über die zur
Einstellung des pH-Wertes auf unter 5 erforderliche Menge kann
eingesetzt werden.
Irgendeine der großen Gruppe von Verbindungen im Rahmen der obigen
Formeln kann dazu verwendet werden, dieses Silikonharz herzustellen.
Spezifische Beispiele einzelner Verbindungen, die sich als
zufriedenstellend erwiesen haben, sind Hydrogendimethylchlorsilan,
Hydrogendimethyläthoxysilan, Hydrogendimethylisopropoxysilan, Dihydrogentetramethyldisiloxan, Polydimethylsiloxan, Stearyltrichlorsilan,
Dimethyldichlorsilan und Perfluormethyläthylenmethyldichlorsilan
und Trifluorpropaldimethylchlorsilan.
Das Siliciumdioxidhydrosol wird einfach mit den Silanen und/oder
Siloxanen zur Bildung des erforderlichen Silikonharzes vermischt.
Eine starke Säure wird hinzugegeben, um den pH-Wert auf unter 5
zu bringen, wenn an der Umsetzung kein Chlorsilan teilnimmt.
Zu diesem Zeitpunkt ist es erforderlich, einen niederen Alkohol,
wie Isopropanol, hinzuzugeben, um das System zu stabilisieren. Es
ist festgestellt worden, daß die Umsetzungen zwischen Siliciumdioxidhydrosol,
Silanen und/oder Siloxanen bei 30°C oder darüber
rasch unter Bildung der copolymeren Siloxane ablaufen. Während der
Umsetzung wird die Mischung vorzugsweise gründlich gerührt. Im allgemeinen
bildet sich eine Emulsion, die sich beim Stehen in zwei
Schichten auftrennt. Diese Schichten werden dann voneinander getrennt
und die die Säure enthaltende Organosiliciumschicht wird
auf erhöhte Temperaturen erhitzt, um ihren Silanolgehalt auf unter
0,5 Gew.-% zu verringern. Danach werden Säure und Lösungsmittel
durch Strippen entfernt und es bleibt das erwünschte Harz zurück.
Weitere Einzelheiten hinsichtlich dieses Verfahrens sind in der
US-PS 26 76 182 zu finden.
Ein anderes Verfahren zum Bilden des erwünschten Harzes zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung besteht in der kontrollierten
Hydrolyse von Verbindungen mit Formeln wie HRSiX4-n , HR′′RSiX,
R′′RSiX₂, worin R und R′′ die obige Bedeutung haben, X für ein
Halogenatom steht und n von 1 bis 2 variieren kann. Die obigen
Halogenverbindungen wurden mit Äthylorthosilikat zur Bildung der
erwünschten Harze umgesetzt. Eine Lösung des Halogensilans in
einem inerten nicht-alkoholischen organischen Lösungsmittel wird
gebildet, dessen organisches Lösungsmittel in Wasser unlöslich
oder doch im wesentlichen unlöslich ist und das ausgewählt ist
aus aliphatischen und aromatischen flüssigen Kohlenwasserstoffen
und flüssigen Äthern mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen. Diese
Lösung wird graduell zu einem aus zwei Phasen bestehenden Hydrolysemedium
hinzugegeben, das eine Wassermischung in einer Menge
umfaßt, die beträchtlich im Überschuß ist zu der, die zur Hydrolyse
des Silans notwendig ist und einen flüssigen aliphatischen Alkohol
enthält, der nicht vollkommen in dem Wasser löslich ist, der jedoch
eine beträchtliche Menge Wasser löst.
Hierfür geeignete Alkohole sind niedere aliphatische Alkohole,
wie Methyl- und Äthylalkohol. Weiter können Äthyl- und Butylacetat,
welche die bevorzugten nicht-alkoholischen Lösungsmittel für die
Silanderivate sind, verwendet werden, ebenso wie Ketone, z. B.
Aceton und verschiedene andere. Die Halogensilane werden in dem
Lösungsmittel gelöst und Wasser wird zu der Mischung hinzugegeben.
Die Mischung wird während der exothermen Reaktion kräftig gerührt.
Nachdem die Umsetzung abgeschlossen ist, wird das Rühren beendet
und man läßt sich die Reaktionsmischung in zwei Schichten trennen.
Die untere wäßrige Schicht wird entfernt und die organische Schicht
mit der Säure darin für ½ bis 6 Stunden auf Temperaturen von
100 bis 175°C erhitzt, bis der Silanolgehalt des Harzes kleiner
ist als 0,5 Gew.-%. Dann wird das Lösungsmittel durch Strippen entfernt
unter Zurücklassung des erwünschten Harzes. Es ist zwar nicht
notwendig, ein Harz mit weniger als 0,5 Gew.-% Silanol in der erfindungsgemäßen
Masse einzusetzen, doch hat sich gezeigt, daß ein
solches Hydridharz zu einem gehärteten Elastomer mit besseren
physikalischen Eigenschaften führt.
In dem Hydridpolysiloxan der Formel (7) kann R ein Alkylrest mit
1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Phenyl oder beides sein, und R′ ist
Perfluoralkyl. In den obigen Formeln kann s allgemein von 1 bis
500 und t allgemein von 0 bis 500 variieren, während z 0 sein
kann, im allgemeinen aber von 1 bis 500 variiert. Das Hydridpolysiloxan
der Formel (7) kann zum Vernetzen in der Polymerkette zur
Erhöhung der Härtungsgeschwindigkeit Wasserstoffatome enthalten,
damit das erwünschte gehärtete Silikonelastomer erhalten wird.
Solche Wasserstoffatome in der Polymerkette sind nicht notwendig,
um das vorteilhafte lösungsmittelbeständige Silikonelastomer nach
der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Es kann daher z den Wert
0 haben, doch hat es vorzugsweise einen Wert innerhalb der obigen
Grenzen. Es ist lediglich erforderlich, daß die Werte für s, t und
z derart innerhalb der obigen Bereiche liegen, daß das Hydridpolysiloxanpolymer
der Formel (7) eine Viskosität von 10 bis 1000
mPa · s bei 25°C und einen Wasserstoffgehalt von 0,1 bis 5
Gew.-% hat. Dieses Hydrogenpolysiloxan braucht nicht wie die
Hydridharze Perfluoralkyläthylen-Substituenten zu enthalten, und die
Konzentration der Perfluoralkyläthylensiloxy-Einheiten in diesem
Polymer variiert daher von 0 bis 98 Mol-% von den gesamten Substituentengruppen
und vorzugsweise im Bereich von 30 bis 75 Mol-%.
Das Hydrogenpolysiloxan der Formel (7) kann mit einer ähnlichen
Äquilibrierung hergestellt werden, wie sie oben für die Vinylpolysiloxanpolymeren
der Formeln (1) und (2) beschrieben ist mit der
Ausnahme, daß ein saurer Äquilibrierungskatalysator, wie Schwefelsäure,
verwendet werden muß. Um die erwünschten Hydridsiloxy-Einheiten
in der Polymerkette zu erhalten, ist es lediglich erforderlich,
bei der Äquilibrierung Tetraalkyltetrahydrogencyclotetrasiloxane
sowie die geeigneten hydridhaltigen Kettenabbruchsmittel
in den richtigen Mengen einzusetzen, um das Polymer der gewünschten
Viskosität zu erhalten.
Jedes der hydridhaltigen Harze ebenso wie der Hydrogenpolysiloxanpolymere
der Formel (7) einzeln oder in Mischungen davon können
als Vernetzungsmittel mit den Vinylpolysiloxanen der Formeln (1)
und (2) verwendet werden, um die erfindungsgemäßen Masse zu erhalten.
Um die Härte des gehärteten Elastomers zu erhöhen, kann wahlweise
ein drittes vinylhaltiges Polymer hinzugegeben werden. Auf 100
Teile des Vinylendgruppen aufweisenden Polymers (1) kann man 1 bis 30
Teile und vorzugsweise 3 bis 15 Teile eines Polymers der folgenden
Formel hinzugeben:
worin m und n einen Wert von mindestens 1 haben und m und n unabhängig
voneinander je von 1 bis 5000 variieren, R ausgewählt ist
aus Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, R′ ein Perfluoralkylrest
mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, R⁵ ausgewählt ist aus
Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Vinylresten und deren
Mischungen. Die obigen Polymeren haben gemäß der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise einen Alkylvinylsiloxy-Gehalt von 0 bis 80
von 10 bis 80 Mol-% und einen Alkylfluoralkylalkylensiloxy-Gehalt
von 5 bis 98 Mol-% und vorzugsweise von
30 bis 95 Mol-%. Das Polymer hat mPa · s eine Viskosität von
100 000 bis 10 000 000 mPa · s bei 25°C und bevorzugt eine
Viskosität von 500 000 bis 2 000 000 mPa · s bei 25°C. Dieses
Polymer wird nach den gleichen Verfahren erhalten, wie sie für das
andere vinylgruppenhaltige fluorierte Polymer beschrieben sind, mit
der Ausnahme, daß als einer der Reaktanten ein Alkylvinyltetracyclopolysiloxan
verwendet wird sowie ein gesättigtes aliphatisches oder
halogen-aliphatisches Kettenabbruchsmittel.
Platinkatalysator im Rahmen der vorliegenden Anmeldung bedeutet
nicht nur Platinmetall auf einem festen Träger, sondern Platin
in irgendeiner Form und mehr im besonderen in Form eines Platinkomplexes.
Diese Platinkomplexkatalysatoren sind bevorzugt, da
Platin dann in den reagierenden Komponenten besser löslich ist und
in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Platinkomplexkatalysators
eine raschere Umsetzungsgeschwindigkeit ergibt. So kann z. B.
ein Platinkomplexkatalysator Chlorplatinsäure sein. Bevorzugte
Platinkatalysatoren sind solche Platinverbindungskatalysatoren,
die in der erfindungsgemäßen Masse löslich sind. Die Platinverbindungen
können ausgewählt werden aus solchen der Formel (PtCl₂ · Olefin)₂
und H(PtCl₃ · Olefin), wie in der US-PS 31 59 601 beschrieben.
Das in den vorstehenden beiden Formeln gezeigte Olefin
kann irgendeine Art Olefin sein, jedoch vorzugsweise ein Alkenylen
mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, ein Cycloalkenylen mit 5 bis 7 Kohlenstoffatomen
oder Styrol. Spezifisch können in den obigen Formeln
Äthylen, Propylen, die verschiedenen Isomeren von Butylen, Octylen,
Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclohepten usw. eingesetzt werden.
Ein weiteres platinhaltiges Material, das in der erfindungsgemäßen
Masse verwendet werden kann, ist der in der US-PS 31 59 552 beschriebene
Platinchlorid/Cyclopropan-Komplex (PtCl₂ · C₃H₆)₂.
Weiter kann das platinhaltige Material ein Komplex sein, der gebildet
ist aus Chlorplatinsäure mit bis zu 2 Molen eines Alkohols,
Äthers, Aldehyds oder deren Mischungen pro Gramm Platin, wie in
der US-PS 32 20 972 beschrieben.
Die bevorzugte Platinverbindung, die nicht nur als Platinkatalysator
sondern auch als Entflammungshemmer dienen kann, ist in der
US-PS 37 75 452 beschrieben. Diese Art Platinkomplex wird allgemein
durch Umsetzen von Chlorplatinsäure mit 4 Molen Hydratationswasser
mit Tetravinylcyclotetrasiloxan in Gegenwart von Natriumbicarbonat
in einer Äthanollösung gebildet.
Die obigen sind die Grundbestandteile zur Herstellung einer
Silikonkautschukmasse gemäß der vorliegenden
Erfindung. Um jedoch die Zugfestigkeit und Zähigkeit des gehärteten
Silikonelastomers zu erhöhen, wird in die Masse bevorzugt
ein Füllstoff eingearbeitet. Beispielhaft für die vielen anwendbaren
Füllstoffe sind Titandioxid, Lithopone, Zinkoxid, Kalziumsilikat,
Siliciumdioxid-Aerogel, Bariumoxid, Diatomeenerde, Kalziumcarbonat,
in der Gasphase hergestelltes Siliciumdioxid, silazanbehandeltes
Siliciumdioxid, gefälltes Siliciumdioxid, Glasfasern,
Magnesiumoxid, Chromoxid, Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid,
alpha-Quarz, kalzinierter Ton, Asbest, Kohlenstoff, Graphit, Kork,
Baumwolle, synthetische Fasern usw. Es wurde festgestellt, daß
in der Gasphase hergestelltes Siliciumdioxid und gefälltes Siliciumdioxid
die besten Füllstoffe für die erfindungsgemäße Masse
sind, um die Zugfestigkeit und Zähigkeit der gehärteten Produkte
zu optimalisieren und die besten Ergebnisse werden mit in der Gasphase
hergestelltem Siliciumdioxid erhalten, das behandelt worden
ist. Die Siliciumdioxid-Füllstoffe können z. B. gemäß der US-PS
29 23 009 mit Cyclopolysiloxanen behandelt werden.
Ein anderes Verfahren für behandelte und nicht-behandelte Füllstoffe,
das in der vorliegenden Erfindung Anwendung finden kann, ist
in der US-PS 30 24 126 beschrieben.
Am meisten bevorzugt sind silazan-behandelte Füllstoffe gemäß den
US-PS 36 35 743 und 38 47 848 zum Einsatz in der erfindungsgemäßen
Masse.
Mit dem behandelten, in der Gasphase hergestellten Siliciumdioxid
und insbesondere mit dem silazen-behandelten, in der Gasphase hergestellten
Siliciumdioxid, das in den beiden vorgenannten US-PS
beschrieben ist, erhält man eine Silikonmasse, die zu einem lösungsmittelbeständigen
Elastomer mit einer ausgezeichneten Kombination
von Zugfestigkeit, Dehnung und Härte härtet.
Bei der Zubereitung der Masse bildet man erst eine erste Komponente,
die Mischung (A), wozu auf 100 Teile des vinylgruppenhaltigen
Polymers der Formel (1) 1 bis 85 Teile des vinylgruppenhaltigen
Polymers der Formel (2) und vorzugsweise 1 bis 60 Teile davon
und ggf. 1 bis 30 Teile des Polymers der Formel (4) genommen
und in die oben genannten 100 Teile eingearbeitet werden. Zu dieser
Mischung (A) und dem Gemenge der vinylgruppenhaltigen Polysiloxane
gibt man 5 bis 100 Teile des Füllstoffes und bevorzugter
5 bis 75 Teile des Füllstoffes. Dazu kann man das Vinylgruppen in
der Kette aufweisende Polymer hinzugeben. Schließlich fügt man zu
der Mischung (A) einen Platinkatalysator in den oben angegebenen
Mengen. Um die Masse zu härten, wird in die Mischung (A) lediglich
das Hydridharz oder Hydrogenpolysiloxan, das oben beschrieben worden
ist, oder Mischungen davon, eingemischt. Allgemein können 0,1
bis 50 Teile des Hydridvernetzungsmittels oder Mischungen davon
auf 100 Teile der Mischung (A) und bevorzugter 10 Teile
des Hydridvernetzungsmittels auf 100 Teile der Mischung (A) eingesetzt
werden. Nach dem Vermischen der beiden Teile oder Komponenten
kann die Masse zu einer gewünschten Form verarbeitet und
bei Raumtemperatur oder für eine sehr kurze Dauer bei erhöhten
Temperaturen wie 100°C oder mehr gehärtet werden. Für die meisten
Anwendungen ist es erwünscht, daß die Masse bei Zimmertemperatur
härtet und eine Verarbeitungszeit von mindestens 1 Stunde und vorzugsweise
von 2 bis 5 Stunden hat, damit maschinell Teile aus der
Mischung geformt werden können. Um der Masse eine solche verlängerte
Verarbeitungszeit zu geben, arbeitet man in die erste
Komponente einen Härtungsinhibitor ein, und zwar allgemein
100 bis 10 000 ppm eines Alkylarylcyclopolysiloxans.
Beispiele von alkenylhaltigen Cyclopolysiloxanen sind Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan, Tetramethyltetraallylcylotrisiloxan
und Tetraäthyltetraallylcyclotripolysiloxan.
Es können auch verschiedene andere Bestandteile zu der Grundmasse
hinzugegeben werden, um deren Eigenschaften zu verbessern. Diese
Zusätze sind in der Silikonchemie bekannt und sie umfassen z. B.
Eisenoxid, das zu der Mischung (A) in einer Konzentration von
0,1 bis 5 Teilen als Hitzestabilisator hinzugegeben werden kann
und mehr im besonderen kann rotes Eisenoxid in der obigen Konzentration
hinzugegeben werden, um sowohl als Hitzestabilisator wie
als Pigment zu wirken. Wird das rote Eisenoxid nicht eingesetzt,
dann können andere Pigmente zu der Masse hinzugegeben werden,
ebenso wie Entflammungshemmer.
Durch die vorliegende Erfindung wird daher ein lösungsmittelbeständiges
Silikonelastomer erhalten durch Härten der erfindungsgemäßen
Masse bei Zimmertemperatur oder erhöhter Temperatur, wobei
die Masse in zwei Komponenten hergestellt wurde, d. h. der oben
beschriebenen Mischung (A) und des die zweite Komponente bildenden
Hydridvernetzungsmittels. In Form dieser zwei Komponenten
kann die Masse für eine längere Zeitdauer gelagert werden und
sie hat eine erwünscht geringe Viskosität von 1 000 000 bis
10 000 000 mPa · s bei 25°C. Die beiden Komponenten können
dann miteinander vermischt werden und weisen eine brauchbare Verarbeitungszeit
auf sowie eine geringe Viskosität, wodurch das
Material auf verschiedenen Vorrichtungen bearbeitet werden kann.
Das aus der erfindungsgemäßen Masse erhaltene gehärtete Elastomer
weist die erwünschte Lösungsmittelbeständigkeit auf und hat, wenn
es einen Füllstoff enthält, eine Zugfestigkeit von mindestens
28 kg/cm², eine Dehnung von mindestens 100% und eine Härte von
mindestens 40. Ohne Füllstoff weist die Masse die erwünschte
Lösungsmittelbeständigkeit auf und kann zum Einkapseln verwendet
werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläuter.
Alle genannten Teile sind Gew.-Teile.
Es wurde zuerst eine Komponente (A) zubereitet, die 61,8 Teile
eines Copolymers der folgenden Formel
enthielt, das eine Viskosität von 40 000 mPa · s bei 25°C
hatte, worin Y einen solchen Wert hatte, daß das Polymer eine
Methyltrifluorpropylsiloxykonzentration von 66 Mol-% enthielt und x
einen Wert hatte, der die Konzentration der Dimethylsiloxy-Einheiten
repräsentierte. Zu diesem Copolymer gab man 14,56 Teile eines
mit Dimethylvinyl- und Trimethyl-Endgruppen versehenen Copolymers
der Formel
mit einer Viskosität von 1300 mPa · s bei 25°C, bei dem w
einen Wert hatte, daß in dem Polymer 66 Mol-% Methyltrifluorpropylsiloxy-Einheiten
vorhanden waren und v einen Wert hatte, der die
Konzentration der Dimethylsiloxyl-Einheiten in dem Polymer repräsentierte,
wobei das Verhältnis der Vi(CH₃)₂SiO0,5- zu den (CH₃)₃SiO0,5-Einheiten
6 zu 1 betrug. Zu diesem Gemenge vinylgruppenhaltiger
Polysiloxane gab man 19,6 Teile silazanbehandelten in der Gasphase
hergestellten Siliciumdioxid-Füllstoffes, 0,62 Teile rotes
Eisenoxid als Hitzestabilisator und als Pigment sowie 15 ppm Platin
in Form eines Platinkomplexes von Platin mit einem vinylhaltigen
Polysiloxan und 1500 ppm Methylvinyltetramer.
Zur Härtung der Masse gab man zu 40 Teilen der Komponente (A) 1 Teil
eines Harzes, das zusammengesetzt war aus H(CH₃)₂SiO0,5- und SiO₂-Einheiten,
wobei das Verhältnis der monofunktionellen zu den
tetrafunktionellen Einheiten 2 zu 1 betrug und das Verhältnis
von R+H zu Si 2 war und wobei der Hydridgehalt 0,9 Gew.-% des
Gesamtharzes betrug. Die erhaltene ungehärtete Masse hatte eine
Viskosität von 4 bis 6 Millionen mPa · s bei 25°C, ein spezifisches
Gewicht von 1,43 und eine Verarbeitungszeit bei Raumtemperatur
von mindestens 2 Stunden. Die Masse härtete zu einem lösungsmittelbeständigen
Elastomer, das nach 24 Stunden in Toluol
eine 44%ige Volumenquellung und nach 24 Stunden in Düsentreibstoff
eine 33,3%ige Volumenquellung hatte. Die physikalischen
Eigenschaften des gehärteten Elastomers waren die folgenden:
Zugfestigkeit | |
41,3 kg/cm² | |
Dehnung | 210% |
Härte Shore A | 49 |
Reißfestigkeit | 8,77 kg/cm |
100% Modul # | 28 kg/cm² |
Es wurde eine Komponente (A) zubereitet, die 61,8 Teile eines
Dimethylvinyl-Endgruppen aufweisenden Copolymers der folgenden
Formel
mit einer Viskosität von 40 000 mPa · s bei 25°C enthielt, in
der y einen solchen Wert hatte, daß 66 Mol-% Methyltrifluorpropylsiloxy-Einheiten
in dem Polymer vorhanden waren und x hatte einen
Wert, der die Konzentration der Dimethylsiloxy-Einheiten repräsentiert.
Zu diesem Polymer gab man 14,56 Teile eines Dimethylvinyl/Trimethyl-Endgruppen
aufweisenden Copolymers der Formel
mit einer Viskosität von 1300 mPa · s bei 25°C, wobei w einen
solchen Werte hatte, daß in dem Polymer 66 Mol-% Methyltrifluorpropylsiloxy-Einheiten
vorhanden waren und v die Konzentration
der Dimethylsiloxy-Einheiten repräsentierte. Das Verhältnis der
Vi(CH₃)₂SiO0,5- zu den (CH₃)₃SiO0,5-Einheiten betrug 6 zu 1. Zu
dieser Mischung gab man 19,6 Teile eines silazanbehandelten in
der Gasphase hergestellten Siliciumdioxid-Füllstoffes, der gemäß
den US-PS 36 35 743 und 38 47 848 hergestellt worden war. Zu diesen
Bestandteilen gab man dann 0,62 Teile rotes Eisenoxid als
Pigment und Stabilisierungsmittel, 15 ppm Platin in Form eines
Platinkomplexes von Platin mit einem vinylgruppenhaltigen Polysiloxan
und 1500 ppm eines Methylallyltrimers. Andere in solchen
Massen brauchbare Zusätze können zu der Mischung (A) hinzugegeben
werden, doch sind die vorgenannten die Grundbestandteile für die
Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Zu 40 Teilen der Komponenten (A) gab man 1 Teil wasserstoffhaltiges
Polysiloxan der Formel
dessen Viskosität 50 mPa · s bei 25°C betrug und in der t
einen solchen Wert hatte, daß das Polymer 50 Mol-% Methyltrifluorpropylsiloxy-Einheiten
enthielt und der Hydridgehalt 0,84%
betrug. Die erhaltene Mischung hatte im ungehärteten Zustand eine
Viskosität von 4 bis 6 Millionen mPa · s bei 25°C, ein spezifisches
Gewicht von 1,43 und eine Verarbeitungszeit bei Zimmertemperatur
von mindestens 2 Stunden. Das gehärtete Elastomer wies
nach 24 Stunden in Toluol eine Volumenquellung von 42% und nach
24 Stunden in Düsentreibstoff eine Volumenquellung von 31% auf.
Das gehärtete Elastomer wies die folgenden physikalischen Eigenschaften
auf:
Zugfestigkeit | |
29,75 kg/cm² | |
Dehnung | 130% |
Shore A-Härte | 53 |
Reißfestigkeit | 6,62 kg/cm |
100% Modul # | 24,2 kg/cm² |
Durch Vermischen von 61,8 Teilen eines Polymers mit einer Viskosität
von 65 000 mPa · s bei 25°C und der Formel
worin y einen solchen Wert hat, daß das Polymer 37 Mol-% Methyltrifluorpropylsiloxy-Einheiten
enthält und x einen Wert hat, der
den Mol-%-Gehalt an Dimethylsiloxy-Einheiten repräsentiert, mit
14,6 Teilen eines Polymers der Formel
mit einer Viskosität von 750 mPa· s bei 25°C und worin w
einen solchen Wert hat, daß die Konzentration der Methyltrifluorpropylsiloxy-Einheiten
37 Mol-% beträgt und v einen Wert hat, der
die Konzentration der Dimethylsiloxy-Einheiten repräsentiert und
worin das Verhältnis der Vi(CH₃)₂SiO0,5- zu den (CH₃)₃SiO0,5-Einheiten
1 zu 1 betrug, wurde durch weiteres Zugeben der folgenden
Bestandteile die Komponente (A) hergestellt:
14,0 Teile silazan-behandelten in der Gasphase hergestellten Siliciumdioxids, 12,0 Teile alpha-Quarz, 0,65 Teile roten Eisenoxids, 10 ppm Platin in Form des in der US-PS 32 20 972 beschriebenen Platinkomplexes und 1500 ppm Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan. Die Mischung dieser vorgenannten Bestandteile ergab die Komponente (A).
14,0 Teile silazan-behandelten in der Gasphase hergestellten Siliciumdioxids, 12,0 Teile alpha-Quarz, 0,65 Teile roten Eisenoxids, 10 ppm Platin in Form des in der US-PS 32 20 972 beschriebenen Platinkomplexes und 1500 ppm Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan. Die Mischung dieser vorgenannten Bestandteile ergab die Komponente (A).
Die Komponente (B) umfaßte 1,5 Teile eines Hydridharzes, das aus
H(CH₃)₂SiO0,5- und SiO₂-Einheiten zusammengesetzt war, worin das
Verhältnis von H+CH₃ zu Silicium 2 betrug und der Silanolgehalt
des Harzes kleiner als 0,5 Gew.-% war. Das Harz enthielt 0,9 Gew.-%
Wasserstoff. Die Viskosität der ungehärteten Mischung der Komponenten
(A) und (B) lag zwischen 4 und 6 Millionen mPa · s und die
Mischung hatte eine Verarbeitungszeit bei Zimmertemperatur von
2 Stunden. Die aus den Komponenten (A) und (B) bestehende Masse
wurde zuerst 1 Stunde bei 150°C und dann für 8 Stunden bei 200°C
gehärtet. Das gehärtete Elastomer wies die folgenden physikalischen
Eigenschaften auf:
Zugfestigkeit | |
35 kg/cm² | |
Dehnung | 650% |
Shore A-Härte | 25 |
Reißfestigkeit | 13,1 kg/cm |
Gemäß dem Verfahren des Beispiels 3 wurde eine Komponente A gebildet,
für die folgende Bestandteile verwendet wurden:
61,8 Teile des Vinylendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 12,5 Teile des Vinyltrimethylsiloxyendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 15,0 Teile des Silazin-behandelten, in der Gasphase hergestellten Siliziumdioxids, 10,0 Teile Alphaquarz mit einer Teilchengröße von 10 µm, 0,65 Teile rohen Eisenoxids, 10 ppm Platin in Form des in der US-PS 32 20 972 beschriebenen Platinkomplexes und 1500 ppm Tetramethyltetravinyltetracyclosiloxan. Zu dieser Mischung gab man eine Komponente B, die 2,5 Teile des Hydridharzes des Beispiels 3 umfaßte. Die erhaltene Mischung hatte eine Viskosität von 4 000 000 bis 6 000 000 mPa · s bei 25°C, eine Verarbeitungszeit bei Zimmertemperatur von 2 Stunden, und sie wurde zuerst eine Stunde bei 150 und dann acht Stunden bei 200°C gehärtet. Das erhaltene Elastomer hatte die folgenden physikalischen Eigenschaften:
61,8 Teile des Vinylendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 12,5 Teile des Vinyltrimethylsiloxyendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 15,0 Teile des Silazin-behandelten, in der Gasphase hergestellten Siliziumdioxids, 10,0 Teile Alphaquarz mit einer Teilchengröße von 10 µm, 0,65 Teile rohen Eisenoxids, 10 ppm Platin in Form des in der US-PS 32 20 972 beschriebenen Platinkomplexes und 1500 ppm Tetramethyltetravinyltetracyclosiloxan. Zu dieser Mischung gab man eine Komponente B, die 2,5 Teile des Hydridharzes des Beispiels 3 umfaßte. Die erhaltene Mischung hatte eine Viskosität von 4 000 000 bis 6 000 000 mPa · s bei 25°C, eine Verarbeitungszeit bei Zimmertemperatur von 2 Stunden, und sie wurde zuerst eine Stunde bei 150 und dann acht Stunden bei 200°C gehärtet. Das erhaltene Elastomer hatte die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Zugfestigkeit | |
42 kg/cm² | |
Dehnung | 360% |
Shore A-Härte | 35 |
Reißfestigkeit | 10 kg/cm |
Es wurde eine Komponente A gebildet, die aus insgesamt 100 Teilen
der folgenden Bestandteile zusammengesetzt war:
61,8 Teile des Vinylendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 15,0 Teile des Vinyltrimethylsiloxyendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 17,0 Teile des Silazan-behandelten, in der Gasphase hergestellten Siliziumdioxids, 12,0 Teile Alphaquarz mit einer Teilchengröße von 10 µm und 3 Teile eines Polymers der folgenden Formel
61,8 Teile des Vinylendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 15,0 Teile des Vinyltrimethylsiloxyendgruppen aufweisenden Polymers des Beispiels 3, 17,0 Teile des Silazan-behandelten, in der Gasphase hergestellten Siliziumdioxids, 12,0 Teile Alphaquarz mit einer Teilchengröße von 10 µm und 3 Teile eines Polymers der folgenden Formel
mit einer Viskosität von 1 000 000 mPa · s bei 25°C, einem
Methylvinylsiloxy-Gehalt von 13 Mol-% und einem Methyltrifluorpropylsiloxy-Gehalt
von 37 Mol-%, wozu die Werte von n bzw. o
derart sind, daß die entsprechenden Konzentrationen für die genannten
Einheiten erhalten werden und der Wert für m durch die
Konzentration der Dimethylsiloxyeinheiten bestimmt ist. Zu diesem
Polymer gab man 10 ppm Platin in Form des Platinkomplexes des
Beispiels 4 und 1500 ppm Tetramethyltetraallyltetracyclosiloxan.
Zu dieser insgesamt die Komponente A bildenden Mischung gab man
eine Komponente B, die 2,5 Teile des Hydridharzes des Beispiels 3
umfaßte. Die dabei erhaltene Mischung hatte im ungehärteten Zustand
eine Viskosität zwischen 4 000 000 und 6 000 000 mPa · s
bei 25°C und bei Zimmertemperatur eine Verarbeitungszeit von
zwei Stunden. Die Masse wurde zuerst eine Stunde bei 150 und dann
acht Stunden bei 200°C gehärtet. Im gehärteten Zustand hatte die
Mischungen die folgenden physikalischen Eigenschaften:
Zugfestigkeit | |
35 kg/cm² | |
Dehnung | 270% |
Shore A-Härte | 47 |
Reißfestigkeit | 13,4 kg/cm |
Die obigen Beispiele veranschaulichen die vorteilhafte Masse gemäß
der vorliegenden Erfindung, die im ungehärteten Zustand eine geringe
Viskosität aufweist. Die bekannten hitzehärtbaren Silikonkautschukmassen
haben im ungehärteten Zustand Viskositäten von
mindestens 50 000 000 mPa · s oder mehr, verglichen mit den
4 000 000 bis 6 000 000 mPa · s der erfindungsgemäßen Masse.
Die angegebenen Daten lassen auch erkennen, daß die erfindungsgemäße
Masse die Herstellung gehärteter Elastomerer gestattet,
welche eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit aufweisen, verbunden
mit weiteren physikalischen Eigenschaften, die denen von Elastomeren
vergleichbar sind, die aus heißvulkanisierbaren Silikonkautschukmassen
erhalten werden.
Claims (8)
1. Kalthärtende Silikonkautschukmasse
auf der Basis von einem Vinylendgruppen aufweisenden Diorganopolysiloxan,
einem Organhydrogenpolysiloxan und einem Platinkatalysator,
dadurch gekennzeichnet,
- (A) 100 Teile einer Mischung, die zusammengesetzt ist aus
- (1) 100 Teilen eines vinylgruppenhaltigen Polymers der Formel (1): worin Vi für die Vinylgruppe steht, R ausgewählt ist aus Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Phenyl, R′ Perfluoralkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, x und y mindestens den Wert 1 haben und die Viskosität des Polymers von 1000 bis 500 000 mPa · s bei 25°C variiert und die Konzentration der Siloxyeinheiten y-mal genommen von 5 bis 98 Mol-% variiert.,
- (2) 1 bis 85 Teile auf 100 Teile des Polymers (1) einer vinylgruppenhaltigen Verbindung der folgenden Formel (2): worin R, Vi und R′ die obige Bedeutung haben, v und w einen Wert von mindestens 1 haben und die Konzentration der Vi(R)₂SiO0,5-Einheiten mit Bezug auf die Gesamtzahl der endständigen Einheiten in dem Polymer von 20 bis 100 Mol-% variiert und die Viskosität des Polymers von 100 bis 200 000 mPa · s bei 25°C variiert,
- (3) 0,1 bis 50 ppm von der Gesamtmasse eines Platinkatalysators und
- (4) ggf. 1 bis 30 Teilen eines vinylgruppenhaltigen Polymers der Formel (4): worin m und n mindestens 1 sind, R ausgewählt ist aus niederen Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, R′ ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen ist, R⁵ ausgewählt ist aus Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Vinylresten und deren Mischung, wobei der Alkylvinylsiloxy-Gehalt von 10 bis 80 Mol-% variiert und die Viskosität des Polymers von 100 000 bis 10 000 000 mP · s bei 25°C variiert und
- (B) 1 bis 50 Teile, bezogen auf 100 Teile der Mischung (A), eines
vernetzenden Polymers, ausgewählt aus der Gruppe
- (5) einem Harz mit worin das Verhältnis von R+H+R′′ zu Si von 1,0 bis 2,7 variiert,
- (6) einem Harz mit worin das Verhältnis von R+H+R′′ zu Si von 1,2 bis 2,7 variiert und
- (7) einem Polymer der Formel in der die Konzentration der Einheiten t-mal genommen von 0 bis 75 Mol-% variiert und Mischungen der vorgenannten Verbindungen, worin R und R′ die obige Bedeutung haben, s mindestens 1 ist, t und z 0 oder eine positive ganze Zahl sein können und die Viskosität des Polymers von 10 bis 1000 mPa · s bei 25°C variiert und R′′ ausgewählt ist aus Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und -CH₂CH₂R′-Resten oder Mischungen solcher Vernetzungsmittel sowie
- (C) einen Härtungsinhibitor.
2. Masse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
(A) zusätzlich 5 bis 100 Teile eines Füllstoffes enthält, der ausgewählt
ist aus Eisenoxid, in der Gasphase hergestelltem Siliziumdioxid,
gefälltem Siliziumdioxid und Alphaquarz.
3. Masse nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Füllstoff ausgewählt
ist aus in der Gasphase hergestelltem Siliziumdioxid und gefälltem
Siliziumdioxid, das mit einer Silikonverbindung behandelt worden
ist.
4. Masse nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Silikonverbindung Silazan ist.
5. Masse nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
(A) außerdem 0,1 bis 5 Teile Eisenoxid enthält.
6. Masse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Platinkatalysator ein Platinkomplex mit einem vinylgruppenhaltigen
Polysiloxan ist.
7. Masse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Gesamtmasse 100 bis 10 000 ppm des Härtungsinhibitors vorhanden
sind, der ein alkenylgruppenhaltiges zyklisches Polysiloxan ist.
8. Masse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in Polymer (1) die Konzentration der Einheiten y-mal genommen von 30
bis 98 Mol-% variiert.
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