DE2754702B2 - Verfahren zur Herstellung von PoIysiloxanelastomeren bei Raumtemperatur - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PoIysiloxanelastomeren bei RaumtemperaturInfo
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Description
CH2-CH2
SiO
worin
DE-OS 20 08 426 und GB-PS 14 09 223 verwiesen. Es
sind auch schon andere funktionelle Silane und Siloxane bekannt, die als Grundiermittel, korrosionsfeste Überzüge, beispielsweise für Silber, oder zur Oberflächenbehandlung verschiedener Träger verwendet werden.
Mercaptopolysiloxane selbst sind jedoch bisher nicht als elastomerbildende Materialien vorgeschlagen worden.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge nun ein Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren bei Raumtemperatur aus Polysiloxanen,
Organoperoxiden und gegebenenfalls Füllstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(A) 100 Gewichtsteile eines Mercaptoorganopolysiloxans aus praktisch einer Kombination von
Dimethylsiloxaneinheiten, Trimethylsiloxaneinheiten, Einheiten der Formel
R(HSCnH2n)SiO
Einheiten der Formel
(RO)2(HSCnH2n)SiO0-5
R2(HSCnH2n)SiO0J
Einheiten der Formel
OR'
HSCH CH2
ein Alkylrest mit 1 bis einschließlich 3 Kohlenstoffatomen und/oder Phenylrest ist,
R' einen Methyl- oder Äthylrest bedeutet und η einen Wert von 1 bis einschließlich 4 hat,
wobei in diesem Mercaptoorganopolysiloxan im Mittel wenigstens zwei schwefelhaltige
Siloxaneinheiten pro Molekül, nicht mehr als 10 Molprozent -SH Gruppen enthaltende Siloxaneinheiten, bezogen auf die Gesamtzahl an
Siloxaneinheiten im Mercaptoorganopolysiloxan, und wenigstens 10 Siloxaneinheiten pro
Molekül vorhanden sind,
(B) 1 bis 6 Gewichtsteile eines Organoperoxids und
(C) 0 bis 100 Gewichtsteile eines Füllstoffs
miteinander umsetzt
CH2-CH2
SiO,
Ό.5
HSCH-CH2
SiO0..
CH2-CH2
und/oder Einheiten der Formel
Mercaptofunktionelle Siloxane und aliphatisch ungesättigte Organosiloxane enthaltende Massen sind
bereits bekannt, und hierzu wird auf US-PS 38 16 282, SiO
I /
CU
CU
L. H2 l~ M2
worin
Kohlenstoffatomen und/oder Phenylrest ist,
R' einen Methyl- oder Äthylrest bedeutet und
π einen Wert von 1 bis einschließlich 4 hat,
wobei in diesem Mercaptoorganopolysiloxan im Mittel wenigstens zwei schwefelhaltige Siloxaneinheiten pro Molekül, nicht mehr als 10 Molprozent
-SH Gruppen enthaltende Siloxaneinheiten, bezogen auf die Gesamtzahl an Siloxaneinheiten im
Mercaptoorganopolysiloxan, und wenigstens 10 Siloxaneinheiten pro Molekül vorhanden sind,
(B) 1 bis 6 Gewichtsteile eines Organoperoxids und
(C) 0 bis 100 Gewichtsteile eines Füllstoffs
miteinander umsetzt.
Die Gemische aus den obigen Komponenten (A), (B) und (C) härten sofort nach ihrem Vermischen. Da die
Vernetzungsreaktion somit unmittelbar nach dem.
Vermischen beginnt, sollte man die Masse aus (A), (Bji
und (C) nicht vor der Zeit der gewünschten Härtung; herstellen. Die Lagerung der obigen Gemische erfolg):
daher als Zweikomponentengemisch oder als Gemisch, in zwei verschiedenen Packungen. Hierzu kann man in
einer Packung die Komponente (A) und gegebenenfalls, die Komponente (C) zusammenfassen und in eine zweite:
Packung die Komponente (B) geben. Für eine derartige:
Lagerung lassen sich verschiedene Kombinationen, verwenden, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, daß
eine Kombination aus der Komponente (A) und der Komponente (B) beim Lagern bereits gelieren kann.
Die Komponenten (A), (B) und (C) werden vorzugsweise
bei Temperaturen von unter 500C miteinander
vermischt, um das Peroxid nicht vorzeitig zu aktivieren und um während des Mischvorgangs keine Gelierung
oder Härtung zu verursachen.
Nach Vermischen der Komponenten (A), (B) und (C)
härten diese bei Raumtemperatur, nämlich bei einer Temperatur von über 200C. Die Mischung der
Komponenten (A), (B) und (C) werden am besten in Gegenwart von Sauerstoffgas, beispielsweise an der
Luft, bei Raumtemperatur gehärtet
Die Art des Mischverfahrens ist nicht kritisch, sofern
es dabei nicht zu einer übermäßigen Erwärmung kommt Die Komponenten (A), (B) und (C) lassen sich
auch unter Verwendung eines Extruders mit Mehrfacheinspeisung kombinieren und vermischen, bei dem man
zwei oder mehr Komponenten in einen Mischer einführen und die blasse dann aus der Vorrichtung
extrudieren kann. Die dabei erhaltenen extrudierten Formlinge kann man dann bei Raumtemperatur härten
lassen.
Vorzugsweise enthalten die Mercaptoorganopolysiloxane mehr als 20 Siloxaneinheiten pro Molekül und
nicht mehr als 3,5 Gewichtsprozent -SH Gruppen, und besonders bevorzugt verwendet werden Verbindungen
mit nicht mehr als 2£ Gewichtsprozent -SH Gruppen. Die Mercaptoorganopolysiloxane sind bekannt Die
Silacyclopentanmercaptosiloxane lassen sich nach dem in US-PS 36 55 713 beschriebenen Verfahren herstellen.
Die Mercaptoorganosiloxane, die als Endblockiergruppen
Einheiten der Formel
(RO)2HSCnH2nSiOOi
enthalten, können hergestellt worden sein durch Umsetzen eines hydroxylendblockierten Polydimethylsiloxans
und eines Mercaptoalkyltrialkoxysilans der Formel
HSCnH2nSi(ORO3
in Gegenwart von festem Kaliumhydroxid oder von Kaliumsilanolat als Katalysetor. Kaliumsilanolat wird
als Katalysator zur Herstellung höherviskoser Polydimethylsiloxane bevorzugt Das Mercaptoalkyltrialkoxysilan
wird vorzugsweise in einem Oberschuß von etwa 10 Gewichtsprozent gegenüber der stöchiometrisch
erforderlichen Menge eingesetzt Als Produkt erhält man praktisch ein Polydimethyisiloxan, das mit Einheiten
der Formel
(RO)2HSCnH2nSiOo1J
endblockiert ist, wobei jedoch auch eine gewisse geringe Menge an Einheiten vorhanden sein kann, bei
denen zwei SiOH Gruppen mit einem Mercaptoalkyltrialkoxysilanmolekül
reagiert haben, doch sind diese Mengen derart klein, daß hierdurch der Charakter des
endblockierten Polydimethylsiloxans nicht wesentlich verändert wird.
Das Organoperoxid (B) kann irgendein herkömmliches Organoperoxid sein, wie
2,4-Dichlorbenzoylperoxid,
t-Butylperbenzoat,
ίο Benzoylperoxid,
ίο Benzoylperoxid,
Di-t-butylperoxid,
t-Butylperoctoat,
Dicumylperoxid,
para-Menthanhydroperoxid,
t-Butylhydroperoxid,
t-Butylhydroperoxid,
Cumolhydroperoxid oder
2,5-Bis(t-butylperoxy)-2£-dimethylhexan.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise auch Füllstoffe miteingesetzt, die jedoch nicht
unbedingt erforderlich sind. Als Füllstoffe eignen sich
behandelte oder tmbehandelte verstärkende Füllstoffe, wie pyrogen erzeugtes Siliciumdioxid oder pyrogen
erzeugtes Siliciumdioxid mit Triorganosiloxygnippen,
wie Trimethylsfloxygruppen, auf der Oberfläche, RuB
oder durch Fällung hergestelltes Siliciumdioxid, sowie streckende Füllstoffe, wie gebrochener oder gemahlener
Quarz, Diatomeenerde oder Calchimcarbonat
Die Mischung der Komponenten (A), (B) und (C) härtet entweder bei Raumtemperatur oder unter Erhitzen, beispielsweise durch Heißluftvulkanisation, je nach Art des verwendeten Organoperoxids, zu Elastomeren. Die besten Organoperoxide zur Härtung bei Raumtemperatur sind die aromatischen Peroxide, wie
Die Mischung der Komponenten (A), (B) und (C) härtet entweder bei Raumtemperatur oder unter Erhitzen, beispielsweise durch Heißluftvulkanisation, je nach Art des verwendeten Organoperoxids, zu Elastomeren. Die besten Organoperoxide zur Härtung bei Raumtemperatur sind die aromatischen Peroxide, wie
j-, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, t-Butylperbenzoat oder
Benzoylperoxid, die Peroxyester, wie t-Butylperoctoat,
oder die Hydroperoxide, wie t-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid oder para-Mcnthanhydroperoxid.
Jedes dieser Organoperoxide IaEi sich uuch bei Massen
verwenden, die hitzegehärtet werden sollen.
Die erhaltenen Elastomeren haben eine trockene oder nichtklebrige Oberfläche. Eine Hemmung durch
Luft, wie sie sich bei herkömmlichen nichtmercaptohaltigen peroxidgehärteten Siliconkautschukmassen beob-ί
achten läßt, läßt sich bei den vorliegenden Massen nicht feststellen, und gleiches gilt auch für eine Hemmung
durch verschiedene Materialien, wie Schwefel oder Phosphor, wie dies be· platinkatalysierten Massen aus
aliphatisch ungesättigten Siloxanen und Silanwasser-
',0 stoff enthaltenden Siloxanen der Fall ist
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele weite·* erläutert
Man vermischt 25 g eines Polydimethylsiloxans mit Endblöcken der Formel
(CH3O)2HSCH2CH2CH2SiO1Z2
und 2,1 Gewichtsprozent -SH Gruppen, 124 g
zermahlenem Quarz als Füllstoff mit einer Korngröße von 5 μ und 2£g eines Peroxidgemisches aus 35
Gewichtsprozent 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und als Rest Dibutylphthalat, sowie gemahlenem Quarz als
Füllstoff miteinander. Die so gebildete Mischung wird dann in einen 3,175 mm tiefen Formrahmen gegossen
und eine Stunde an der Atmosphäre auf 1500C erhitzt
Auf diese Weise erhält man eine Elastomerdichtung mit nichtklebriger Oberfläche.
Man vermischt 40 g eines trimethylsiloxyendblockierten Polydiorganosiloxans aus Dimethylsiloxaneinheiten
und Metbyl(gamma-mercaptopropyl)silo:zaneinheiten,
das 2,08 Gewichtsprozent -SH Gruppen enthält und eine Viskosität von 2^08 χ 10~3 m2 pro Sekunde bei
25° C hat, sowie 6 g des Peroxidgemisches nach Beispiel 1 miteinander. Die auf diese Weise gebildete
Mischung härtet bei Raumtemperatur innerhalb von 3 bis 7 Tagen vollständig zu einer Elastouierdichtung mit
trockener Oberfläche.
Man vermischt 100 Gewichtsteile des mercaptofunktioneUen Süoxans nach Beispiel 2, 20 Gewichtsteile
gemahlenen Quarz mit einer KorngröTis von 5 μ als
Füllstoff und 7,5 Gewichtsteile eines Peroxidgemisches aus 50 Gewichtsprozent 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und
50 Gewichtsprozent Dibutylphthalat und trimethylsiloxyendblockiertem Polydimethylsiloxan miteinander.
Das erhaltene Gemisch härtet zu einem Elastomeren
mit trockener Oberfläche bei Raumtemperatur innerhalb weniger als 24 Stunden, bei 150° C unter
Heißluftvulkanisationsbedingungen innerhalb weniger als 5 Minuten und bei 175° C in einer Presse innerhalb
weniger als 10 Sekunden.
Man vermischt 100 Gewichtsteile eines trimethylsiloxyendblockierten Polydiorganosiloxans mit Dimethyl-
siloxaneinheiten und Methyl(gamma-mercaptopropyl)siloxaneinheiten in dem in der folgenden Tabelle
angegebenen Molverhältnis, das über die in der Tabelle
angeführte mittlere Anzahl an Siloxaneinheiten verfügt, 30 Gewichtsteile eines pyrogen erzeugten Siliciumdi
oxids als Füllstoff, dessen Oberfläche mit Trimethylsil-
oxygruppen behandelt ist, und 7,5 Gewichtsteile des
Peroxidgemisches gemäß Beispiel 3 miteinander. Das so gebildete Gemisch wird 5 Minuten bei 175° C druckgi;-härtet, und dann bezüglich verschiedener physikalischer
Eigenschaften untersucht Die Ermittlung der Härte
erfolgt nach ASTM-D-2240 unter Angabe der dabei erhaltenen Daten in Shore A Werten. Zugfestigkeit,
Dehnung und Modul bei 100-prozentiger Dehnung werden nach ASTM-D-412 bestimmt Die dabei jeweils
erhaltenen Daten sind ebenfalls in der folgenden Tabelle angegeben.
Mol-»/. Mol-%
(CH3)2Si0 (HSCH2CH2CH2)(CH3)SiO
Härte | Zugfestig | Dehnung | 100% | |
Anzahl | keit | Modul | ||
Siloxan | Shore A | kPa*) | % | kPa*) |
einheiten | ||||
Molekül | ||||
250 | 12 | 414 | 190 | 207 |
500 | 16 | 2068 | 405 | 345 |
800 | 12 | 3447 | 680 | 207 |
1 | 95 | 5 |
2 | 99 | 1 |
3 | 99,5 | 0,5 |
*) kPa | = Kilopascal. |
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren bei Raumtemperatur aus Polysiloxanen, Organoperoxiden und gegebenenfalls Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man(A) 100 Gewichtsteile eines Mercaptoorganopolysiloxans aus praktisch einer Kombination von Dimethylsiloxaneinheiten, Trimethylsiloxaneinheiten, Einheiten der FormelR(HSCnH2n)SiOEinheiten der Formel(R'O)2(HSC„H2„)SiO0JEinheiten der FormelR2(HSCnH2n)SiO0JEinheiten der FormelOR' HSCH CH2/ CH2-CH2SiOnEinheiten der Formel HSCH —CH,SiO,Ό.5CH2-CH2und/oder Einheiten der Formel HSCH-CH2
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