DE2743663A1

DE2743663A1 - Mit silan behandelte aluminiumhydroxide

Info

Publication number: DE2743663A1
Application number: DE19772743663
Authority: DE
Inventors: Sidney Ethan Berger
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1977-09-28
Publication date: 1978-07-13
Also published as: JPS5550975B2; FR2366340A1; FR2366340B1; NO773322L; AU2911177A; NL181740C; GB1592387A; NO147342C; IT1084781B; NO147342B; US4105465A; SE7710868L; AU518858B2; DE2743663C2; SE432436B; NL181740B; JPS5343089A; BE859135A; NL7710594A; CA1110930A

Description

K. ixe. v. wi

I)R. IC. ν.ΓΜΊΙΜΛΝΝ I)It. INC. 1). HHIIIUCXS DIP!.. 1Λ'(;. H. GOlCT/.

Hooo müsc;ikx no

·>:γ w im ι: ι'STK ASSK 3 TELEX 3 24 070

TKI-Ra JtAM Aj

ΐ'πυτκοτίΆ¹

1A-49 839

Patentanmeldung

Anmelder: Union Carbide Corporation 270 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, U.S.A.

Titel: Mit Silan behandelte Aluminiumhydroxide

809828/U502

I)It. ING. F. WUKSTHOFF

DK. E. ν. FKCIlMAK N I)H. ING. D. HKlIRKNS DIVL. ING. U. GOKT7.

Sf)OO MÜNCHEN OO

SCI'WFIUKIISTKASSE 2 TKl.KKCN (OBM 86 20 31 TKLKX 8 24 070

TKl.KMIlAMMK ι PHOTKOT

1A-49 839

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Aluminiumtrihydrat- bzw. Aluminiumhydroxidteilchen, die an ihrer Oberfläche ein bestimmtes Silan besitzen, welches zwei oder drei hydrolisierbare Gruppen am Silicium enthält und eine Organogruppe aufweist, welche eine Polyalkylenoxidgruppe enthält. Bevorzugt ist das Polyalkylenoxid an Siliciumoxid über eine Organogruppe gebunden, welche mit ihrem Kohlenstoffatom an dem Siliciumatom hängt.

Organosiliciumverbindungen werden seit einiger Zeit zur Behandlung anorganischer oxidischer Oberflächen angewandt, wie von Oxidfilmen, feinteiligen Füllstoffen und Pigmenten oder Fasern (wie Glasfasern, Aluminium- oder Stahlfasern). Die Aluminium- und Stahlfasern können auch als oxidische Oberflächen betrachtet werden, da sie im allgemeinen oberflächlich eine Oxidhaut tragen. Die übliche Behandlung mit einer Organosiliciumverbindung oder einem Organosilicon besteht in der Beschichtung der Flächen mit einem Hydrolysat und/oder Kondensat des Hydrolysats von einem organofunktionellen hydrolysierbaren Silan. Solche organofunktionelle hydrolysierbare Silane werden als Kupplungsmittel oder Haftvermittler bezeichnet. Die organofunktionellen Gruppen umfassen solche, die mit komplementären reaktionsfähigen Gruppen zu reagieren ver-

809828/0502

-Jt-

mögen. Das Kupplungsmittel wird auf die oxidischen Oberflächen aufgetragen und vermittels der hydrolysierbaren Gruppen oder Silanolgruppen =Si-OH über die Siloxyeinheit ssi-O- gebunden. Die hydrolysierbaren Gruppen umfassen Alkoxygruppen mit 1 bis 4 C-Atomen, Alkoxyalkoxygruppen mit bis zu 6 C-Atomen, Halogene wie Chlor, Fluor oder Brom, Acyloxygruppen mit 2 bis etwa 4 C-Atomen wie Phenoxy und Oxim. Die bevorzugten hydrolysierbaren Gruppen sind Alkoxy, Alkoxyalkoxy und Acyloxy. Üblicherweise hängen die organofunktionellen Gruppen über eine C-Si-Bindung am Silicium. Beispiele hierfür sind Vinyl, Methacryloxy, primäre Aminogruppen, ß-Aminoäthylamino, Glycidyl, Epoxycyclohexyl, Mercapto, Polysulfid, Ureido und Polyazamid. Eine weitere Möglichkeit der Zusammenbringung von Kupplungsmittel mit den oxidischen Oberflächen ist die intensive Mischung. Dabei wird einem Kunststoff oder Harz die gewünschte Menge Kupplungsmittel zugesetzt. Dieses fiemisch wird dann mit dem Oxid zusammengebracht, welches ein feinteiliger Füllstoff oder ein Fasermaterial sein kann oder aber es wird dieses Gemisch auf entsprechende Folia* Gewebe oder andere Gegenstände aufgetragen, wobei das Kupplungsmittel innerhalb der Harzmasse an die anorganische Oberfläche wandert, dort reagiert und unter den Bedingungen des Formens, Härtens oder in anderer Weise des Verarbeitens die Bindung hervorruft.

Ganz allgemein gesprochen verbessern Kupplungsmittel die chemische Bindung zwischen dem Kunststoffmedium und dem oxidischen Substrat, so daß eine bessere Haftung erreicht wird. Dabei wird die Festigkeit der gefüllten Kunststoffe beeinflußt.

In bestimmten Fällen, wie als Schlichten für Fasern und Gewebe und als Pigmentmodifikatoren zur Änderung der Dispergiereigenschaften in einem gewissen Medium, wurden

809828/Ü502

- ir-

bereits organofunktionelle Silane angewandt, wie Polyazamidsilane (US-PS 3 746 748) als Schlichten für Glasfasergewebe land Methylsilane zur Modifizierung der Dispergiereigenschaften von Kieselaerogelen in Siliconkautschuken zur Verringerung der Kriechhärtung von Silicongummi beim Härten. Die Methylgruppen sind in diesem Fall funktionell, da der Härtemechanismus sie angreifen kann.

Kupplungsmittel auf Silanbasis werden in großem Umfang für die oberflächliche Behandlung von feinteiligen anorganischen Stoffen, wie Füllstoffe^ Pigmenten und Materialien, die zur Verstärkung von Kunststoffen dienen, angewandt, wie bei der Einbringung von Asbestfasern und relativ kurzen Glasfasern, wie Glasstapelfasern ("glasfaserverstärkte Kunststoffe GFK"). Für alle diese Gebiete werden bestimmte organofunktionelle Silane als Kupplungsmittel angewandt. In sehr wenigen Fällen haben diese Kupplungsmittel auch noch andere Vorteile als die Verbesserung der Haftung. Eine besondere Ausnahme ist die Anwendung von Vinylsilanen für Aluminiumhydroxide zur Verbesserung in begrenztem Ausmaß der Dispersion in Polyesterharzen.

Aluminiumtrihydrate bzw. Aluminiumhydroxid? kommen natürlich als Gibbsit oder Hydragyllit vor oder man erhält sie beim Bayer-AufSchluß von Bauxit, wobei Bauxit unter Druck mit Alkali aufgeschlossen wird. Aluminiumtrihydrat wurde auch schon als flammhemmendes Mittel angewandt aufgrund der beim Erhitzen entwickelten Wassermenge. Dieses Wasser macht bis zu 35 Gew.-96 des Aluminiumtrihydrats aus. Der Wasserverlust beginnt bei 25O⁰C und ist maximal bei über 300°C (J.F. Brown et al., J. Chem. Soc, 1953, S. 84-88). Ein weiteres Charakter!stikum von Aluminiumtrihydrat ist, daß bei Verwendung großer Mengen in Kunststoffen als Füllstoff es im Falle einer Entzündung zu geringer Rauchentwicklung führt. Obwohl Aluminium-

809828/0^07

trihydrat ein relativ billiges flammhemmendes Mittel ist, so benötigt man doch große Mengen zur Herstellung von selbstverlöschenden Produkten. Im Hinblick auf den nachteiligen Viskositätsanstieg in glasfaserverstärkten Systemen und den weiteren Nachteil, daß so große Anteile an Aluminiumtrihydrat zu einer Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften der glasfaserverstärkten Gegenstände führt, wird Aluminiumtrihydrat selten alleine in solchen Systemen verwendet, um die gewünschte Feuerfestigkeit oder Flammbeständigkeit zu erreichen.

Wurde bisher Aluminiumtrihydrat angewandt, so geschah dies im allgemeinen zusammen mit ungesättigten chlorierten oder bromierten Polyestern, Antimontrioxid und/oder phosphorhaltigen Verbindungen für gewünschte Flammfestigkeit,

Aufgabe der Erfindung sind flammbeständige glasfaserverstärkte Kunststoffe auf der Basis von üblichen Polyestern und Aluminiumtrihydrat zur Lösung kritischer Probleme in Verbindung mit der Handhabung der Masse aus Kunststofffasern und Aluminiumtrihydrat. D_er Viskositätsanstieg durch die Einbringung von Aluminiumtrihydrat erschwert die Herstellung eines Systems mit ausreichendem Füllstoff für die gewünschte FOamnfestigkeit (W.S. Penn, ¹¹GRP Technology", Maclaren & Sons, Ltd., London, 1966, S. 141-145).

Das erfindungsgemäße Aluminiumtrihydrat wird angewandt in Kunststoffmassen aufgrund seiner einzigartigen Verringerung der Viskosität bei Verwendung zusammen mit anderen Füllstoffen oder verstärkenden Materialien. Die erfindungsgemäßen Produkte verringern bei Einbringung in das Kunstharz zusammen mit anderen Füllstoffen, Pigmenten und/oder faserigen Materialien weitgehendst die Viskosität der Masse, so daß weitere Anteile an anderen Füllstoffen, Pigmenten und/oder Fasern zugesetzt werden können oder

8Q9828/0502 " ⁵ "

auch der Anteil an Aluminiumtrihydrat vergrößert werden kann. Die erfindungsgemäßen Produkte dienen auch zur Verringerung der Entflammbarkeit von Kunststoffen, wobei auch die Brennbarkeit herabgesetzt wird. Die erfindungsgemäßen Produkte können auch noch weitere Zusätze auf Basis anderer Silane enthalten, welche mit den speziellen erfindungsgemäß angewandten Silanen reagieren unter weiterer Verstärkung des Kunststoffs.

. Nach der Erfindung sind die für die Behandlung der Aluminiumtrihydrateangewandten speziellen Organosilane solche der allgemeinen Formel

_R2-(__OR¹-)-_aORSiX₃ , (I)

worin R eine zweiwertige Organogruppe ist, die entweder über 0 oder C an Si gebunden ist. Diese Gruppe dient als BrUckenglied fUr die weiteren Teile des Moleküls zu deren Bindung an das Siliciumatom. Die Gruppe R ist im Hinblick auf die Erfindung inert, da nach der Erfindung zwei Komponenten in eiS^mMolekül wirksam werden sollen. Die erste Komponente ist eine hydrolysierbare Gruppe -SiX, und die zweite Komponente ist die Einheit —4—OR Obwohl die Beziehung der zwei Komponenten zueinander in klassischem Sinn von Kupplungsmitteln - angenommen —4—OR —\-a wird als organofunktionell bezeichnet - abhängt von der Größe und der chemischen Charakteristik von R, spielt diese Beziehung bei der Erfindung keine

-.-.«.,* -^HJ. ^ r, ^^^die Kombination Rolle. Bei einem bestimmten gegebenen R gibt / einer

Gruppe —(—OR -4-_e und .. SiX, · die Vorteile nach

a. j

der Erfindung.

Wenn R eine extrem große oder voluminöse ist.kann
Einheity deren Einfluß auf die Verwendbarkeit der obigen

Organosilane verringert werden durch Vergrößerung

809828/0502 _ ₆ _

von a und/oder durch Anwendung eines Lösungsmittels (wie Äthanol) bei der Zugabe des Silans zu dem Aluminiumtrihydrat.

Wünschenswerte Substituenten R sind im folgenden aufgeführt, wovon Alkylengruppen mit 1 bis etwa 8 C-Atomen, insbesondere 2 bis 6 C-Atomen, bevorzugt werden. R ist eine oder mehrere 1,2-Alkylengruppen mit zumindest 2 C-Atomen und nicht mehr als etwa 4 C-Atome, vorzugs-

2
weise Äthylen. R ist H, eine Alkylgruppe mit 1 bis etwa 8 C-Atomen (vorzugsweise 1 bis etwa 4 C-Atomen), eine Acyloxygruppe mit 2 bis etwa 4 C-Atomen oder eine organofunktioneile Gruppe wie R , X ist eine hydrolysierbare Gruppe wie Alkoxy mit z.B. 1 bis etwa 4 C-Atomen, Alkoxyalkoxygruppe mit endständigem Alkyl enthaltend 1 bis etwa 4 C-Atome und innerem Alkylen ist mit 2 bis etwa 4 C-Atomen vorzugsweise Äthylen, Acyloxy (Acetoxy, Propionoxy), Aryloxy (Phenoxy, p-Methyl-

ein

phenoxy) oder öxim . In der Formel I hat a einen Mittelwert von 4 bis etwa 150, vorzugsweise etwa 4 bis 120.

Die Silane der Formel I sind bekannt (US-PS 2 846 458). Nach der Erfindung umfaßt die zweiwertige Organogruppe Jedoch eine sehr viel größere Klasse von Einheiten als sie in diesem Stand der Technik erwähnt sind. Beispiele für R: - CH₂CH₂CH₂ -; - CH₂CH₂ -; - CHCH₂ -; - CH₃

--^CH₉CH-.-0-4- . (c = 1 bis ^20, χ = 1 wenn y = 1,

\ tL , X / C

x = 2 wenn y = 0)

'y

— 7 —

809828/0502

r 1cr

!I -c-

I η ii

^\_^N— C —

NH

NHCH₂CH₂CH -

-CH₂CH₂CH₂SCH₂CH₂Ch - ;

Aus obiger Aufstellung ergibt sich, daß R selir unter schiedlich sein kann und obige Beispiele stellen keine Be grenzung dar, denn - wie die Versuche ergeben haben - es ist grundsätzlich nur notwendig» daß R inert ist gegenüber

der Punktion der hydrolysierbaren Siloxan- und der Polyäthereinheit·

Beispiele -,

für die Gruppierung —(—OR —)—a der erfindungsgemäß

angewandten Silane der Formel I sind

-4- or³ -4-_p -f- or

3 4

worin R^ und R unterschiedliche 1,2-Alkylengruppen siin und R^ Äthylen und R Propylen oder Butylen sind, ρ großer

809828/0502

als q ist und ρ + q den Wert von a entspricht.

Die Silane der Formel I kann man alleine oder zusammen mit anderen und unterschiedlichen Silanen anwenden, wie solchen der allgemeinen Formel

Co

beziehungsweise demNhydrolysat oder dem Cokondensat derartiger Silane mit denen der Formel I. In Formel II ist η O oder 1 und R⁰ eine Organogruppe, deren freie Valenzen

die
gleich den Wert von b sand und eine Alkylgruppe mit 1 bis etwa 18 C-Atomen sein kann (vorzugsweise etwa 3 bis 14 C-Atome) oder eine organofunktionelle Gruppe am Silicium mit einer C-Si-Bindung. Als organofunktionelle Gruppe für diesen Zweck eignen sich Vinyl, Methacryloxymethyl, y -Methacryloxypropyl, Aminomethyl, /3-Aminopropyl, y -Aminopropyl, ^-Aminobutyl, ß-Mercaptoäthyl, Jf-Mercaptopropyl, Jf-Glycidoxypropyl, A-(3,4-Epoxycyclohexyl)äthyl, y-Chlorisobutyl, Polyazamid (US-PS 3 746 348), ^-(ß-Aminoäthyl)aminopropyl, (Äthylen-A-aminoäthyl)-methacrylammoniumhydrohalogen, ß-(4-Vinylbenzyl)-(äthylen- (S aminoäthyl)ammoniumhydrohalogei|z Beliebige organofunktionelle hydrolysierbare Silane können zusammen mit dem Silan der Formel I als Kupplungsmittel angewandt werden. In der Formel II ist b eine Zahl von 1 bis nicht mehr als etwa 5.

Wird eine Kombination der Silane der Formeln I und II oder deren Reaktionsprodukte angewandt, so sollte der Anteil an Silan I so sein, daß die angestrebte Viskositätsverringerung und die anderen Vorteile erreicht werden. Grundsätzlich kann eine beliebige Menge von Silan II dienen, solange damit nicht die Wirksamkeit des Silans I beeinträchtigt wird.

- 9 809828/0502

Das Sllan I kann man neben dem S11an II anwenden, z.B. werden beide als solche oder als wässrige Lösungen auf das Substrat gleichzeitig oder hintereinander aufgebracht. Sie können auch vorgemischt werden zusammen mit einem Gemisch der Reaktionsprodukte. Der maximale Anteil der Reaktion der Silane ist geringer als der Anteil der Kondensation der Hydrolyseprodukte , die die Kondensationsprodukte in wässriger Lösung ergeben, welche gegebenenfalls ein wasserlösliches Lösungsmittel wie Äthanol enthält.

Beispiele für Organosilane I:

809828/0502

P 27 43 663.1-43 1A-49 839 KI _ 6.April 1978

H₃CO (CH CH₂O)4OCH₂CH₂CH₂Si (OCH₂CH₂OCH₂CH₃)

H₃CO(CH₂CH₂O)₇^₅OCH₂CH CH₂Si(OCH₃)₃ 0

CH₃CO (CH₂CH₂O ) QOCH₂CH₂ ⁰H₂S * (^0CH ₃ ^ CH₃ 0

I Il

CH₂ - C-C - 0(CH₂CH₂O)₁₂CH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)

OH
HO (CH₂CH₂O)_{13 2}CH₂CHCH₂OCH₂Ch₂CH Si(OCH₂CH OCH₃)

H₃CO -{ CH₂C [HO (CH₂CH₂^₄3 2NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)

CH 0)₂

CH3

CH₃O-^CH₂CH 0-5-(CH₂CHO-^CH₂CH₂Si (OCH₂CH₂CH₃)

CH₂CH₃

CH₃CH₂O (CH₂CH₂O^₂S i (OCH₂CH₃ )

CH,

0

H₃CO (CH₂CH₂O) 7 . 5 "⁰^γ

N-C-N-CHoCH₉CH₀Si(OCH^CHo), H H 2 2 2 2 33

CH₃

2743683

H₃CO (C₂H₄O) ₇ ^ 5C₃H₅SHC₃H₆S i (0Oi₃) ₃ H₃CO(C₂H₄O)₇.sOI^/^C^SitOMe).

Il

H₂C=C-COC₃H₆Si [(0C₂H₄)7_#5OCH₃]₃ CHo

Beispiele für Silane II sind:

CH₃Si(OCH₃)₃, CH₃CH₂Si (OCH₂CH₃) ₃,

CH₃CH₂CH₂CH₂Si(OCH₃) ₃, CH₃CHSi (OCH₃) 3,

CH₃

CH₃(CH₂)₄Si [OCH(CH₃)₂] 3, CH₃(CH₂)^i(OCH₂CH₃)3,

Si(OCH₃)₃

CH₃ (CH₂) ₁₉CHCH₃ CH₃(CH₂)_UCHCH₂CHCH_3>

Si(OCH₃)₃ Si(OCH₃)₃

CH₃(CH₂^₇- Si(OCH₃)₃,
HOOC(CH₂),

C=O

OH-H₂N(CH₂) 3Si(OCH₂CH₃).

809828/0502

-f-(CH₂CH)-- -£ CH₂CH)^3-

I * i

Si(OCH₃)₃

HOOCCH₂CH Si(OCH₂CH₃)3, NCCH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)3,

H₂N(CH₂)₃Si

H₂N(CH₂)₄Si(OC₂H₅),

H₂NCH₂CH NHCH₂CH NHCH₂CH₂CH Si(OC₂H₅)₃,

il
H₂NCNHCH₂CH₂CH₂S i (OCH₃ )

Ο C NHo

i! I

H₂NCNHCH₂CH₂N(CH₂)

O HoN-C=O

il .1

H₂NC-NH(CH₂)N-(CH₂)₂-NH(CH₂)2Si(OCH₃)₃,

Polyäthylen^imin (CH₂) 3Si(OCH₃) 3,

Poly ächy lenjjnin — -E(CH₂) 3Si(OCH₃) 3}.

H
-N(CH₂) 3Si(OC₂H₅) 3,

3'

HCl

809828/0502

^Xk> 2743683

HOOI₂CH₂CH₂Si (OC₂H₅ )₃, H₂NCH₂Si (OC₂H₅ )_3>

HOCH₂Si(OCH₃)₃, ' H₂NCHCH₂Si(OC₂H₅>₃,

CH₃

polyazamid [CH₂CH-CH Si(OCH₃)3J_1-5

(US-PS 3,746,748 )

CH₂=C(CH3)COO(CH₂)3S i(OCH₃)_3> CH₂-C (CH₃) COO (CH₂) ₃Si (OCH₂OI₂OCH₃) ₃, CH₂-CHSi (OCH₃) ₃, CH₂=CHS L(OOI₂OI₂OOI₃) 3,

il
012=0151(00013)3,

HCl 0I₂=OI C PCH₂NHCH₂CH₂NHCh₂CH₂CH S 1(OCH₃) ₃,

) Si(OCH₃)₃, 0

CH₂=OICNH(CH )

O^-OIOI SitOO^O^OOL^,

OI₂=C-OI₂Si(OOl3)₃,

^ra3
HSCH₃Si (OCd₃) 3,

HS (CH₂) 3Si(OOI₃) 3, HS(CH)₃Si(OCH₂CH₃).

809828/0502

M -

0I₂Oi₂S 1(0ΟΪ₂Οί₃)

3'

0 Q

Il Il

HOCOi=OiC-OOI₂OI₂OI Si(OOI₃) , 0

Il

HSOI₂OI Oi CNH(CH₂)₃Si(00I₂OI₃)₃>

Il

HOOI₂Oi₂OI₂CH₂CH₂CNH(CH₂) ₃

(CH OI O)₃SiOI OI OI S-S-S-S-OI₂OI₂OI₂Si(OOI ΟΙ₃)₃,

CH₃

[(CH₃OI₂O)₃SiOI₂CH

J₂ [-S-S-S-]

CH*

[S₄]

₃Si (00I₃) ₃,

809828/0502

CH₂-CHSi(OCH₃)

Γ³ /-w^0H

Η0-( >- C -/ γ

*3 CH₂CH=CHo

CHo ^Δ

CHr ^χ— -

CH.

CH₂Si (OCH₃ )

Da obige Silane nicht sich wie Kupplungsmittel verhalten, ist es ungebührlich sie zu· dieser Klasse zu zählen. Ihr Beitrag zur Festigkeit ist daher nicht

Größe des ein solcher Faktor, daß die/feinteiligen Aluminium-

trihydrats wesentlich wäre für die Erreichung des erfindungsgemäß angestrebten Ziels. Aus diesem Grund werden die Silane I im folgenden als "Dispersionspromotoren¹· bezeichnet, d.h. als ein Produkt, welches Oxide und andere feinteilige Stoffe verträglicher oder dispergierbarer macht mit Kunststoffen. Einerseits dienen die erfindungsgemäß angewandten Silane als oberflächenaktives Mittel und andererseits besitzen sie die Fähigkeit, die Bindung zwischen Oxiden und Kunststoffen zu verbessern. Diese Bindung erfolgt aufgrund der Grenzflächenverträglichkeit und/oder durch assoziative oder Wasserstoffbindung oder über covalente Bindung in einem solchen Ausmaß (im allgemeinen ein minimaler Faktor), als das Silan organofunktionelle

809828/050 2 - 16 -

27A36S3

Einheiten im klassischen Sinn von Kupplungsmitteln aufweist.

Ein Merkmal des Dispersionspromotors nach der Erfindung liegt darin, daß er die Oberflächeneigenschaften der Oxide so ändert, daß sie leichter und vollständiger innerhalb des Kunststoffs dispergiert werden, wodurch das Aussehen der Produkte verbessert und die Gesamtfestigkeit erhöht wird, wenn der feinteilige Füllstoff zur Verstärkung des Harzes dient. Die Erfindung betrifft somit oberflächlich behandelte feine Stoffe, wobei die oberflächliche Behandlung in der Zugabe obigen Dispersionspromotors bzw. dessen Hydrolysat oder Teilkondensat des Hydrolysats (oder^e6ohydrolysats bzw. Cocondensats).

Die auf dem Aluminiumtrihydrat vorzusehende Menge an Dispersionspromotor wird so bemessen, daß er dessen Oberflächeneigenschaften verändert, wodurch es leichter dispergiert wird in dem Kunststoff oder in einem anderen Medium. Der Anteil an Dispersionspromotor (dessen Hydrolysat oder Teilkondensat des Hydrolysats bzw. Cohydrolysat oder Kondensate davon im Hinblick auf die Anwendung von Silanen II, die im folgenden als "dessen Derivate" bezeichnet werden) kann 0,25 Gew.-% bis hinauf zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Aluminiumtrihydrat, ausmachen. Im allgemeinen sind 0,5 bis etwa 3 Gew.-% Dispersionspromotor und/oder dessen Derivate ausreichend zur entsprechenden Änderung der Oberflächeneigenschaften von Aluminiumtrihydrat. Höhere Konzentrationen können dann angewandt werden, die die einfache Anwendung solcher behandelter Aluminiumtrihydrate in Kunststoffen ausschließen würden.

Der Dispersionspromotor und/oder dessen Derivate kann auf Aluminiumtrihydratteilchen auf beliebige bekannte Weise, wie man sie für Kupplungsmittel anwendet, aufgebracht werden. So kann man den Dispersionspromotor

809828/0502

- 17 -

aufspritzen auf die sich in einer Trommel bewegenden Teilchen oder die Teilchen mit einer verdünnten Masse, enthaltend Dispersionspromotor und/oder dessen Derivate, mischen.

Die Kunststoffe, in denen das mit Dispersionspromotor und/oder dessen Derivaten behandelte Aluminiumtrihydrat eingebracht wird, umfassen im wesentlichen alle beliebigen Kunststoffe und/oder Harze einschließlich der Kautschuke. Die Einarbeitung der erfindungsgemäß behandelten Aluminiumtrihydrate in den Kunststoff geschieht in beliebiger flüssiger oder kompoundierbarer Form, wie als Lösung, Suspension, Latex, Dispersion oder dergleichen. Es ist ohne Bedeutung, ob der Kunststoff ein Lösungsmittel oder ein Nichtlösungsmittel enthält oder das Lösungsmittel organisch oder anorganisch ist, solange dieses sich nicht nachteilig auf die zu mischenden Komponenten auswirkt.

Als Kunststoffe oder Harze kommen Thermoplasten und wärmehärtende sowie kautschukartige Produkte einschließlich der thermoplastischen Elastomeren in Frage. Die mit erfindungsgemäß behandelten Teilchen versehenen Kunststoffe eignen sich für ein Formen (Strangpressen, Injektionspressen, Kalandern, Gießen, Verdichten, Laminieren, Transferformen), Beschichten (Anstrichmittel), Druckfarben und Tinten, Farben, Imprägniermittel, Klebstoffe, Dichtungsmassen, Kautschukartikel und Schaumstoffe. Die Auswahl und die Anwendung der Kunststoffe mit den erfindungsgemäßen Produktenist im wesentlichen unbegrenzt. Zur Illustration werden als Kunststoffe folgende Produkte genannt: Alkydharze, ölmodifizierte Alkydharze, ungesättigte Polyester wie üblich für glasfaserverstärkte

Kunststoffe, natürliche öle (Leinöl, Tungöl, Sojabohnen-31), Epoxüharz6, Polyamide, thermoplastische Polyester

- 18 809828/0502

-VS-

(Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterephthalat), Polycarbonate, Polyäthylene, Polbutylene, Polystyrole, Styrolbutadiencopolymere, Polypropylene, Äthylenpropylenco- und -terpolymere, Siliconharze und-kautschuke, Nitrilkautschuk, SBR-Kautschuk, Naturkautschuk, Polyacrylate (Homo- und Copolymere von Acrylsäure, Acrylaten, Methacrylaten, Acrylamiden, deren Salze und Hydrohalogeniden), Phenolharze, Polyoxymethylene (Homo- und Copolymere), Polyurethane, Polysulfone, Polysulfidkautschuke, Nitrocellulose, Vinylbutyrate, Vinylkunststoffe (Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat-haltige Polymere), Äthylcellulose, Celluloseacetate und -butyrate, Viskose Reyon, Shellak, Wachse, Äthylenmischpolymere (Äthylenvinylacetat-M^schpolymere, Äthylenacrylsäure-Mischpolymere, Äthylenacrylat-Mischpolymere).

Das mit dem Dispersionspromotor behandelte Aluminiumtrihydrat hat eine größere Affinität zu Wasser und läßt sich daher leichter in wässrigen Systemen verteilen. Sie lassen sich langer dispers halten und sind gleichmäßiger in Systemen wie Latices, wässrigen Lösungen und Dispersionen ohne Rücksicht darauf, ob das Wasser die kontinuierliche oder die diskontinuierliche Phase ist. Darüberhinaus verbessert der Dispersionspromotor die Dispersibilität des behandelten Aluminiumtrihydrats in organischen Lösungsmitteln verschiedenster Art von Kohlenwasserstoffen bis hochpolaren organischen Flüssigkeiten.

Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

1,135 kg gefälltes Al(OH)₃, 1 /um, wurden in einen Doppelkonusmischer eingebracht und in den Mischer 393,3 g

809828/0502 - 19 -

der in Tabelle I zusammengefaßten Silane innerhalb von min eingeführt. Die Silanmenge entsprach etwa 25 Gew.-% am Silankonzentrat. Es wurden noch zusätzliche 15 g Silan eingebracht, um die in dem System festgehaltenen Anteile an Flüssigkeit zu kompensieren. Nach beendeter Silanzugabe wurde noch weitere 15 min gemischt.

TABELLE I Silan

A H₃CO(C₂U₄O)₇ ₁ ₅C₃H₆Si(OCH₃)₃

B H₃CO(C₂II₄O) ₁₁₃C₃H₆S1(OCH₃)₃

0 ClL· 0

Il ι ³ H

H₃CO (C₂H₄O)_{7 # 5}CN_v J^ NCNlIC₃H₆Si (OC₂Il₅)₃

In

Il

D H₃CO(C₂H₄O)₇ ^5CN-C₃Il₆Si (OC₂H₅ )₃

H E IL₁CO(C₂Il₄O)₇ cC3H₆SC3H₆Sl(OCH3)₃

F H₃CO (C₂II₄O) ₇ _ ₅CH₂ .^C₂H₄S i (OMe)

Il
H₂C=C-COC₃Il₆Si [ (OC₂II₄) _{7 #} 5OCII₃]

809828/0502

- ae -

Herstellung des Silans A CH₃O(C₂H₄O)₇ 5C₃H₆Si(OCH₃)₃

In einen 1-1-Dreihalskolben mit Heizmantel, Rührer, Thermometer und Tropftrichter sowie Kondensator wurden 398 g (1 Mol) CH₃O(C₂H₄O)₇ ^CH₂CH=CH₂ eingebracht (hergestellt durch Umsetzung von CARBOWAX = Methoxypolyäthylenglykol 350 mit einer stöchiometrischen Menge an Natriummethoxid und Allylchlorid in Toluol) und 30 ppm Platin als 5%-ige Lösung von Platinchlorwasserstoffsäure (40% Pt) in

eingebracht.
Isopropanol über den Tropftrichter wurden 149 g (1,1 Mol) HSiCl₃ langsam in 1 h beginnend bei 30⁰C zugetropft. Es wurde noch 1 h bei 50 bis 60⁰C gehalten bis zur Beendigung der Reaktion und überschüssiges, nicht umgesetztes Siliciumchloroform bei einer Bodentemperatur von maximal 100⁰C abdestilliert. Man erhielt etwa 533 g (1 Mol) CH₃O(C₂H₄O)_{7 5} -C₇₅HgSiCl₃ in nahezu quantitativer Ausbeute entsprechend einer Silylchloridazidität von 5,5 mÄq/g, bestimmt durch Titrieren mit 0,1 η Natronlauge. Dieses Chlorsilanaddukt wurde 2 h mit überschüssigem Methanol auf 70 bis 80⁰C erwärmt unter dauernder Abführung des als Nebenprodukt anfeilenden Chlorwasserstoffs. Man erhielt 520 g (1 Mol) CH₃O(C₂H₄O)₇ ,-C₃H₆Si(OCH₃)₃ in quantitativer Ausbeute, enthaltende, 1 mÄq/g titrierbare Azidität.

Herstellung von Silan B CH₃O(C₂H₄O)₁₁₃C₃H₆Si(OCH₃)₃

Ausgehend von 250 g (0,05 Mol) in Toluol dispergiertem Methoxypolyäthylenglykol 5000 in obiger Anlage (0,065 Mol Natriummethoxid und 5 g - 0,65 Mol - Allylchlorid für 50 gew.-96-ige Toluollösung^ erhielt man 447 g des entsprechenden Allyläther-abgeschlossenen Derivats CH₃O(C₂H₄O)₁₁₃CH₂CH=CH₂, welches mit 5,4 g (0,0438 Mol) HSi(OCH₃)₃ in Gegenwart von 0,057 g Platinchlorwasserstoff-

- 21 809828/0502

säure in 1,09 cnr Isopropanol und 0,4 g Eisessig bei etwa 55⁰C 2 h umgesetzt wurde. Toluol und andere flüchtige Substanzen wurden im Vakuum bei einer Endtemperatur von 60⁰C abgestreift. Das erhaltene Produkt CH₅O(C₂H₄O)₁₁3C₃H₆Si(OCH,)₃ wurde auf eine 40 gew.-%ige Lösung in Toluol verdünnt.

Herstellung von Silan C

0 CH₅ 0

IAJ

CH₃O(C₂H₄O)_{7 5}CN1| -TNCNHC₃H₆Si(OC

In obiger Vorrichtung wurden 150 g Toluol und 262,5 g (0,75 Mol) Methoxypolyäthylenglykol 350 eingebracht, 40 g Toluol zusammen mit Restfeuchte abdestilliert und dann 130,6 g (0,75 Mol) eines 80:20-Isomergemische von 2,4 und 2,6-Toluoldiisocyanat innerhalb von 1 h beginnend bei O⁰C zugetropft. Es wurde noch 1 h weiter gerührt. Die schwach exotherme Reaktion erhöhte die Temperatur auf etwa 15°C und schließlich auf etwa 28°C. Schließlich wurden 165,9 g (0,75 Mol) NH (CH₂J₃Si(OC₂H₅)₃ zugetropft und durch Außenkühlung eine maximale Reaktionstemperatur von 25⁰C eingehalten. 100 cnr Toluol wurden zugesetzt zur Aufnahme der Feststoffe. Nach einstündigem Rühren wurde Toluol in Vakuum abgestreift bei einem Druck von etwa 1 mm Hg und einer Temperatur von 50⁰C. Man erhielt 559 g (0,75 Mol)

als wachsartigen Feststoff, der auf 50 Gew.-# mit wasserfreiem absoluten Alkohol verdünnt wurde.

- 22 -

809828/0502

Herstelllang von Silan D

0 It CTiO(C H₇O)₇ .CNHC-H^Si(OC₀H..)

3 ZM-ZtJ Jo ZD

In obige Anlage -wurden 297,5 g (0,85 Mol) Methoxypo^yäthylenglykol 350 und 130 cnr Toluol eingebracht. Nach Erwärmen auf 120⁰C und Abdestillieren von 40 g Toluol zur sicheren Entfernung restlicher Wasserspuren wurden 210 g (0,85 Mol) O=C-M(CH₂) Si(OC H) , enthaltend 1 g gelöstes Dibutylzinndilaurat innerhalb von 1 h beginnend bei O⁰C bis zu 25⁰C zugetropft. In Vakuum unter 1 mm Hg bei 80⁰C abgestreift, verblieben 507 g q

CH₃O(C₂H₄O)₇ 3QTHC₃H₆S 1(OC₂H₅)3 /

welches mit wasserfreiem Alkohol auf einen Feststoffgehalt von 75 Gew.-% verdünnt wurde.

Herstellung von Silan E

In obiger Anlage wurden 380 g (0,95 Mol) Allyläther von Methoxypolyäthylenglykol 350, 186,4 g (0,95 Mol) HS(CH₂KSi(OCH^)-, und 2,3 g von N,N-bis-Azoisobutyronitril eingebracht. Unter Rühren wurde auf 85⁰C erwärmt. Durch exotherme Reaktion stieg die T_emperatur auf 120⁰C und wurde bei dieser Höhe 1 h gehalten. Nach Abkühlen auf 25°C erhielt man 566 g (0,95 Mol) CH₃O(C₂H₄O)₇ 5C₃H₆SC₃H₅S —(OCH^₅ K, die mit wasserfreiem Äthanol auf einen Feststoff gehalt von 80 Gew.-% verdünnt wurden.

- 23 -

809828/0502

Herstelllang des Silans F

Ausgehend von 315 g (0,9 Mol) Methoxypolyäthylenglykol 350 und 100 cnr Toluol in obiger Anlage wurde durch Umsetzung mit 0,9 Mol Natriummethoxid nach Entfernen von Methanol das Natriumsalz CH,O(CpHiO)y (-Na erhalten. Innerhalb von 1 h wurden langsam 247,4 g (0,9 Mol) von ClCH₀ r^>>C_nH.Si(OCHo)

* (I r£ 2 4 ^v 3^y3

zugesetzt, so daß durch exotherme Reaktion die Temperatur von 50 auf 90⁰C stieg. ,Es bildeten sich zunehmend Mengen an feinem Natriumchlorid. Nach beendeter Reaktion wurde auf 25⁰C abgekühlt, Salz abfiltriert, Toluol im Vakuum abgetrieben, wodurch man 527 g CH-O(C₉H, O)₇ ,CH ^s^C-H, Si(OQI- ),

erhielt, welche auf einen Feststoffgehalt von 80$ mit wasserfreiem Alkohol verdünnt wurden.

Herstellung von Silan G

CH₂=C(CH₃)COC₃H₆Si C(OC₂H₄)₇5OCH₃J₃

In obiger Anlage wurden 330 g (0,95 Mol) Methoxvpolväthylenglykol,(236 g (0,95 Mol) 9 ,

CH₂=C (CH₃) COC₃H₆Si (OCH₃) ₃

5,7 g Tetraisopropyltitanat und 0,22 g Monomethyläther von Hydrochinon eingebracht auf einermaximalenReaktionstemperatur von 100⁰C 6 h gehalten, wodurch man 19 g Methanol als Destillat erhielt. Der größte Anteil des restlichen Methanols (30,4 g theoretisch) wurde im Vakuum abgestreift bei 25 bis 50⁰C bei Endbedingungen unter 1 mm Hg. Man erhielt 538,6 g

0
Il '
CH₂-C(CH^)COC H SiC(OC₂H^)₇ 5OCH₃]₃, das mit wasserfreiem

Äthanol auf einen Feststoff gehalt von 80 Gew.-96 verdünnt wurde.

809828/0502

Beispiel 2

Portionen von 3,456 kg Aluminiumtrihydrat, 6 bis 9 /um, wurden nach Beispiel 1 mit 144 g der trockenen Silankonzentrate behandelt. Jedes Gemisch wurde 2 h im Doppelkonusmischer homogenisiert und für die Versuche gelagert. Die durchschnittliche Silankonzentration der Gemische war 1 Gew.-%.

Zum Vergleich wurden 5, 15 und 25% des Aluminiumtrihydrats, 1 /um, ohne Silan gemischt mit Aluminiumtrihydrat, 6 bis 9 /um.

Beispiel 3

in Portionen von 200 g Polyesterharz wurden eine mit

Zinn ausgekleidete Büchse eingewogen 350 g (175 phr) der in Tabelle II aufgeführten Aluminiumtrihydrat-Füllstoffe langsam mit der Hand in das Harz eingemischt, um eine Benetzung des Füllstoffs mit dem Harz zu ermöglichen. Nach beendeter Zugabe des Füllers wurde die Büchse zugedeckt und 15 min gemischt und dann die Büchse auf einem Thermostat 2 h bei 32 + 0,5⁰C gehalten. Die Viskosität der Mischungen wurde mit einem Brookfield-Synchro-Electric-Viscosimeter, Spindel Nr. 4, ermittelt, welche... unter den gleichen Bedingungen 2 h konditioniert worden ist.

Das Polyesterharz war (aufgrund IR- und Kernresonanzspektrum und des Molverhältnisses von Phthalat, Fumarat, 1,3-Butanol und Äthylenglykol) ein solches der Formel

0 0 0 0

Γ Il Il

HORO |_CCH=CHC

_c SOcJ

in der -ORO- Dioleinheiten sind, das Molverhältnis 1,8:1 von 1,3-Butandiol : Äthylenglykol entsprach und Styrol

enthielt. 809628/0502

TABELLE II

Versuch Puller + Harz Viskosität, 10 UpM

a unbehandeltes Al(OH)₃, 6-9 /um

b 75 Gew.-% unbehandeltes Al(OH)

+ 25 Gew.-96 Al(OH)₃, 1 ,uffl

c 85 Gew.-96 unbehandeltes Al(OH)

ο +15 Gew.-% Al(OH)-., 1 ,uffl

» d 95 Gew.-96 unbehandeltes Al(OH)

a> +5 Gew.-% Al(OH)₃, 1 ,um

⁰ e 96 Gew.-% unbehandeltes Al(OH) 01

	6-9/um	Ί0³ cP
	6-9/um	78,4
3'	6-9/um	60,0
3»	6-9/um	44,0
3*	56,0
V

+4 Gew.-96 Al(OH)₃, 1 /

mit 25% Silan A 28,8

Aus dieser Tabelle geht die Viskositätsverwinderung des Füllstoffs hervor.

Beispiel 4

Aluminiumtrihydrat-Füllstoffe des Beispiels 3 wurden für Formmassen geprüft.

Gew.-Teile g

Polyester	ungesättigtes Polyesterharz in Styrol	80	200
BAKELITE LP-40A	Zusatz an säure modifiziertem Polyvinylacetat in Styrol	20	50
Zinkstearat	Trennmittel	2	7,5
Tert.Butyl- perbenzoat	Vernetzungskatalysator	1	2,5
aus Tabelle III	Al(OH)₃ 6,5 - 8,5 /um	275	687,5

Glass P-265A χ 1 6,35 mm Stapelfasern 76,3 190,7

Für die Kompoundierung wurden Harz,Zusatz, Zinkstearat und Perbenzoat vorgemischt, wobei besondere Sorgfalt für die vollständige Dispergierung des Zinkstearats nötig ist. Diesem, flüssigenVorgemisch wurde nun 687,5 g Al(OH), auf ein-

und 2 _

mal zugegeben gemischt bei der Geschwindigkeit 1 genau 6 min.

Während dieser Zeit wurde die Zeit für die vollständige Benetzung unter Dispergierung aufgezeichnet und in der Tabelle III zusammengefaßt.

- 27 -

809828/0502

TABELLE III

Versuch

a unbehandeltes Al(OH),, 6-9/um 180 b 85 Gew.-% unbehandeltes Al(OH),, 6-9/um

+ 15 Gew.-% Al(OH),, 1/um 160

c 96 Gev.-% unbehandeltes Al(OH)₃, 6-9/um

+ 4 G_ew.-^ Al(OH)₃, 1 ,urn, mit 25 % Silan 60

A nach Beispiel 2

Nun wurdeider Mischung die Glasfasern zugesetzt, wobei ein Anhaften der Mischung an den Gefäßwänden vermieden werden sollte. Es wurde wieder mit Geschwindigkeit 1 gemischt, wobei die gesamten Glasfasern von 190,7 g genau in 2 min zugegeben waren. Dann wurde noch weitere 2 min gemischt. Man ail möglichst wenig mischen, um einen Faserbruch weitgehendst zu vermeiden. Anschließend wurde die Masse zu Platten geformt.

Dazu wurden 400 g obigen Gemischs in eine chromplattierte Form 208 χ 208 χ 31,7 mm gefüllt. Boden und Deckelflächen waren mit einer Polyäthylenterephthalatfolie 76/um bedeckt. Es wurde 2 min bei 149°C unter einer Last von 40 t gepreßt.

Die Platten wurden visuell auf gleichmäßige Glasverteilung geprüft. Das deutlich dunkelgraue, schlierige Muster bei unbehandeltem Aluminiumtrihydrat ist Glas. Die helleren Bereiche sind harzreich und stammen aus unvollständiger Dispersion des Glases im Mischer und/oder einem "Auswaschen" des Harzes beim Einfließen in die Form. Je geringer der visuelle Kontrast ist, umso besser ist die Gleichmäßgikeit der Glasfaserverteilung.

- 28 809828/n?Q2

TABELLE IV Versuch Dispersion

a unbehandeltes Al(OH),, 6-9/um annehmbar

b 85 Gew.-% unbehandeltes Al(OH),, 6-9/um

+ 15 Gew.-% Al(OH)^, 1 /um, aus Beisp. 2 annehmbar

c 96 Gew.-% unbehandeltes Al(OH),, 6-9/um

+ 4 Gew.-% Al(OH),, 1 /um gut

mit 25% Silan A aus Beispiel 2

Die Platten wurden zersägt in 76 χ 12,7 mm Prüfplatten, die eine Stärke von 0,4 bis 5,9 mm je nach Plattenstärke hatten. 5 Proben je Platte wurden ausgewählt für die Bestimmung der Biegefestigkeit, wobei sich ergab, daß unbehandeltes Aluminiumhydroxid zu einer Biegefestigkeit von 567 kg/cm (8o7o psi) bei einem Standardfehler von 27% und nach der Erfindung 96 Gew.-% unbehandeltes Aluminiumhydroxid mit 4 Gew.-% erfindungsgemäß mit 25% Silan A des Beispiels behandeltes Aluminiumhydroxid zu einer Biegefestigkeit von 867 kg/cm (12.334 psi) bei einem Standardfehler von 13% führten.

Der herabgesetzte Standardfehler zeigt außerdem noch die Gleichmäßigkeit der ^latte mit dem erfindungsgemäß behandelten Aluminiumhydroxid. Zu "Standardfehler"siehe Rickmers et al, Statistics, An Introduction, S. 22 (1967), Verlag McGraw-Hill Book Company, New York, N.Y.

Beispiel 5

Proben von 1,816 kg unbehandeltem Aluminiumhydroxid, 6 - 9/um, wurden 150 cm Behandlungslösung zugetrojft innerhalb von 15 min, dann wurden noch 15 min gemischt, um eine gleichmäßige Dispersion und minimale Aggregate zu gewähr-

809828/0502

- 29 -

3a,

leisten. Dieses Gemisch wurde in eine Tasse 356 χ 457 mm in einer Höhe von 25,4 mm eingegossen und 1 h bei 100⁰C getrocknet. Die Behandlungslösungen wurden hergestellt durch Verdünnen von 18,16 g der Silane des Beispiels 1 mit 150 cnr eines 1:9-Gemischs von Wasser und Methanol.

Beispiel 6

Nach Beispiel 3 wurden Gemische von Kunststoff und Alum.iniumhydroxid hergestellt und die Viskosität bestimmt mit Ausnahme, daß diesmal ein Brookfield-Viskosimeter mit einer Spindel Nr. 6 angewandt wurde. Die Viskositätsdaten der nach Beispiel 5 mit Silan behandelten Füllstoffe zeigen die Wirksamkeit des silylierten Polyäthers hinsichtlich der Herabsetzung der Viskosität. Ein Vergieß chHon^itn* A mit dem PolyätherZwischenprodukt zeigt den Beitrag der Silaneinheit.

Aluminiumtrihydrat +	Viskosität	bei
1 Gew.-96 Silan	10 UpM. 10	³ cP
	Versuch 1	Versuch 2
Vergleich	66,7	86,5
Silan A	17,8	-
2 2 2 4 7,5 3 (zur Herstellung von Silan A)	50,5	—
Silan B	37	34,0
Silan C	-	64,5
Silan D	-	44,0
Silan £	-	36,5
Silan F	-	38,5
Silan G	-	53,0

809828/0502

Beispiel 7

Produkte des Beispiels 5 wurden in Formmassen nach Beispiel 4 angewandt und die Wirksamkeit der Silane A bis F und von Silan A gegenüber dem Polyathervorprodukt in der folgenden Aufstellung zusammengefaßt.

- 31 -

803828/OR02

Silan

Silan A

Silan B

β, Silan C

° Silan D

CD

co Silan E

co Silan F

ο Silan G cn

V»

Benetzungszeit	Glasdispersions	Biege}	festigkeit	Versuch
S	gleichmäßigkeit	kg/cm*	- (psi)
240	gering	532	7.570	1
90	gut	735	10.450	1
120	annehmbar	606	8.625	1
165	gering	612	8.700	2
75	gut	794	11.300	2
140	gering	759	10.800	2
70	annehmbar	696	9.900	2
70	annehmbar	703	10.000	2
85	gut	569	8.100	2
125	annehmbar	689	9.800	2

CO CJi

Silan C setzt die Benetzungszeit herab und verbessert die Biegefestigkeiten. Bei Silan C würde die Größe der Benetzungszeitverringerung größer und die Glasdispergierung besser sein, wenn die Athylenoxidkettenlange größer wäre zur Kompensierung des hydrophoben Einflusses der Tolylurethaneinheit.

Beispiel 8

Das trockene Silankonzentrat bestand aus 25 Gew.-% Silanmischung von 1 Mol H₂C=C(CH₃)COO(CH₂)₃Si(OCH₃), und 2 Hol (H^COUSi(CH₀),(OC₀H, )„ ^C-CH, (Molverhältnis 1 : 2) auf Aluminiumhydroxid, 1/um. Dies erreichte man durch Verblasen des Aluminiumhydroxids in einem Doppelkonusmischer zur Zerstörung von Klumpen und zur Vergrößerung der spezifischen Oberfläche. Das Aluminiumhydroxid wurde dann mit der entsprechenden Menge ( 25 Gew.-%) der Silanmischung als solche durch händisches Aufsprühen und Mischen versetzt. Nach beendeter Zugabe wurden wieder die Klumpen beseitigt und die entsprechende Menge DLC und unbehandelte /lluminiumhydroxide, 1 /um, entsprechend 1 Gew.-% Silangemischj bezogen auf das Gesamtgewicht von Aluminiumhydroxid, hergestellt in 10 min.

Beispiel 9

Es wurde eine Formmasse wie folgt hergestellt:

- 33 -

809828/0502

	Gew.-Teile
Polyester	80
Bakelite LP-4OA	20
Zinkstearat	3
Tert.-Butyl-
perbenzoat	1
Al(OH)₃, 1/um	275
6,35 Glasstapelfasern	76,3

2^ü0 50 7,5

2,5 687,5 190,7

Polyesterharz, Zusätze, Zinkstearat und Perbenzoat wurden vorgemischt und dann Silangemisch des Beispiels 8 eingeführt. Hier ging es um die vollständige Benetzung und Dispergierung des Zinkstearats.

Das Vorgemisch wurde nun versetzt mit unbehandeltem Aluminiumhydroxid, vorbehandeltem Aluminiumhydroxid und einem Gemisch von trockenem Silankonzentrat und unbehandeltem Aluminiumhydroxid nach Beispiel 8 und zwar jeweils 687,5 g. Das Konzentrat und unbehandeltes Aluminiumhydroxid wurden nicht trocken gemischt und getrennt in die flüssige Phase eingebracht, das Konzentrat zuerst xmd bis zur vollständigen Benetzung gemischtjworaufhin Tonerde eingebracht wurde. Dann wurde weiter gemischt insgesamt 6 min und zwar mit der Mischgeschwindigkeit 1. Es wurde die Zeit bis zur Benetzung des Füllstoffs und Dispergierung in der flüssigen Phase aufgezeichnet und in der Tabelle V zusammengefaßt.

- 34 -

809828/0502

TABELLE V

unbehandelt gemischt 1 /um Konzentrat Konzentrat und

behandelt trocken gemisch Al(OH),, 1 /um/

mit Al(OH),, 1 /um getrennt zugesetzt

O CO OO

cn ο ro

Viskosität

Brookfield 10 UpM Nr. 6, 32°C Benetzungszeit, s

Dispersion der Glasfasern

62,5 75

180

55

180

schlecht

gering

34,5

90

gut

46

nach Dispersion des Konzentrats noch 120 s zur Benetzung des ' ^ Füllers ¹^ -V

gering

to

σ> co

3«

Nach dem Mischen von Harz und Füller wurde ein Teil der Glasfasern in 1 bis 4 min eingearbeitet und die restlichen Glasfasern in den . ersten 2 min zugemischt und die Formmassen geprüft, indem 400 g in eine chromplattierte Form 203 x 203 χ 3,2 mm eingebracht wurden. Die Formflächen waren beschichtet mit einer Folie aus Polyäthylenterephthalat 76 /um. Es wurde 2 min bei 149⁰C unter einer Last von 40 t gepreßt. Die Preßlinge wurden auf 152 χ 152 mm beschnitten und 10 Prüfkörper 76 χ 12,7 mm mit einer Stärke von 4,6 bis 5»9 mm daraus angefertigt. An 5 Prüfkörpern wurde die Trockenbiegefestigkeit ermittelt, die restlichen 5 Probekörper wurden 8 h in siedendes Wasser getaucht (ASTM 790-71).

- 36 -

809828/0502

TABELLE VII

Konzentrat und unbehandelt gemischt alles Al(OH), Konzentrat gem. Al(OH), getrennt

vorbehandelt'' mit Al(OH)3 zugegeben trocken feucht trocken feucht trocken feucht trocken feucht trocken feucht

Biegefestigkeit 583 562 661 429 752 555 865 815 738 534 kg/cm2 (psi) (8300) (8000) (9400) (6IOO) (10700) (7900) (12300) (II6OO) (10500) (7600)

Standard-Fehler, % 18,6 20,7 10,6 12,6 13,8 9,1 5,5 11,5 17,8 18,0

00 Biege-Modul

ο .1O⁵.kg/cm² 0,151 0,133 0,157 0,119 0,157 0,126 0,158 0,126 0,155 0,117

<ß (.10⁵PSi) (2,15) (1,90) (2,24) (1,70) (2,23) (1,79) (2,25) (1,79) (2,21) (1,67)

£? Standard-

™ Fehler, % 8,75 5,35 5,9 8,0 5,8 5,5 4,5 4,0 4,8 4,9

(Π O NJ

cn cn co

Claims

Patentansprüche

1. Mit einem Silan behandelter Füllstoff auf der Basis von Aluminiumhydroxid, dadurch gekennzeichnet , daß der Silananteil 0,25 bis etwa 5 Ge\t.-% beträgt.

2.

Füllstoff nach Anspruch 1, dadurch gekenn

zeichnet Gew.-% beträgt.

daß der Silananteil etwa 0,5 bis 3

3.

Füllstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

kennzeichnet

g e daß das Silan der allgemeinen

Formel

R²-f OR¹ -4- ORSiX
a

entspricht, worin R eine beliebige zweiwertige Organogruppe ist, die mit Sauerstoff oder Kohlenstoff an Silicium gebun-

den ist, R eine oder mehrere 1,2-Alkylengruppen mit 2 bis

4 C-Atomen, R H oder eine Alkyl·, Acyloxygruppe oder eine organofunktionelle Gruppe und X eine hydrolysierbare Gruppe bedeuten.

4. Füllstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Silan vorreagiert oder vorge-

809828/0502

mischt worden ist mit einem anderen Silan der Formel

^RV^SiX4-n>b '

dessen Cohydrolysat bzw. Cokondensat dieses anderen Silans mit dem Silan, wobei R⁰ eine Organogruppe ist, deren freie \SLenzen b entspricht, η O oder 1 sein kann und b eine ganze Zahl ist.