DE2846305A1 - METHOD OF CLEANING TECHNICAL SILICONE MATERIAL - Google Patents
METHOD OF CLEANING TECHNICAL SILICONE MATERIALInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von handelsüblichen Silikonmaterialien mit technischer Reinheit.The invention relates to a method for cleaning commercially available Technical grade silicone materials.
Z.B. in der Raumfahrt aber auch anderswo benötigt man Silikonmaterialien, die den nachstehenden Anforderungen genügen müssen, damit sie unter hohem Vakuum verwendbar sind:E.g. in space travel but also elsewhere you need silicone materials, which must meet the following requirements so that they can be used under high vacuum:
a) Eine Probe des ausgehärteten Silikonmaterials soll keinen höheren Gewichtsverlust als 1 % aufweisen, wenn sie bei einem Vakuum von mindestens 1o Torr 24 h lang auf 125 C aufgeheizt wird;a) A sample of the cured silicone material should not be higher Have a weight loss of less than 1% when heated to 125 C for 24 hours under a vacuum of at least 10 Torr;
b) die Menge der auf einer auf 25 C gehaltenen Scheibe erhaltenen kondensierbaren Bestandteile soll nicht größer sein als o,1 %.b) the amount of condensable constituents obtained on a pane kept at 25 ° C. should not be greater than 0.1%.
Im Handel erhältliche Silikonmaterialien mit technischer Reinheit genügen diesen Anforderungen in der Regel nicht. Das von der Dow Corning Co. unter dem Handelsnamen Sylgard 184 vertriebene Silikonharz hat z.B. bei den oben beschriebenen Testbestbedingungen einen Gewichtsverlust von 1,86 %, wobei zugleich o,5o % kondensierbare Bestandteile erhalten werden.Commercially available silicone materials with technical purity generally do not meet these requirements. The one from the Dow Silicone resin sold under the tradename Sylgard 184 by Corning Co. has, for example, a weight loss of 1.86% under the best test conditions described above, with o.5o% condensable at the same time Components are obtained.
Die im Handel erhältlichen üblichen Silikonmaterialien bestehen aus einer Mischung von Polymeren mit unterschiedlicher Kettenlänge. Die Molekulargewichte dieser Polymere liegen im Bereich von einigen Hundert bis zu einigen Millionen.The common silicone materials available commercially consist of a mixture of polymers with different chain lengths. The molecular weights of these polymers range from a few hundred to a few million.
Sowohl die kurzkettigen Polymere als auch die Verunreinigungen sindBoth the short chain polymers and the impurities are
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für das Abgeben gasförmiger Bestandteile durch die handelsüblichen Materialien verantwortlich.for the release of gaseous components through the commercially available Materials responsible.
Damit diese handelsüblichen Materialien unter hohem Vakuum verwendet werden können, müssen zuerst diese Verunreinigungen und die kurzkettigen Polymere entfernt werden.So that these off-the-shelf materials are used under high vacuum these impurities and the short-chain polymers must first be removed.
In den USA ist ein Verfahren zum Reinigen von Silikonmaterialien durch die I.T.R.I.I. und die NASA entwickelt worden.In the United States, a method of cleaning silicone materials is available by I.T.R.I.I. and developed by NASA.
Bei diesem bekannten Verfahren werden die in den Silikonmaterialien enthaltenen kleinen Moleküle durch Vakuumverdampfen bei einem Druck von weniger als 1o Torr und durch Erhitzen bei einer Temperatur von 15o C über 24 h hinweg entfernt. Dieses Verfahren hat den großen Nachteil,daß es sehr kostspielig ist, da man sehr gute Vakuumpumpen und einen Vakuumbehälter benötigt. Man erhält auch bei jedem Reinigungsvorgang nur sehr kleine Mengen gereinigten Silikonmaterials .In this known method, those in the silicone materials contained small molecules by vacuum evaporation at a pressure of less than 10 Torr and by heating at a temperature of 15o C for 24 hours. This method has the major disadvantage that it is very costly, since it is very good Vacuum pumps and a vacuum container are required. Even with each cleaning process, only very small amounts of cleaned silicone material are obtained .
Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Verfahren zum Reinigen von technischem Silikon angegeben werden, welches sich rasch durchführen läßt und keine aufwendigen Apparaturen benötigt.The present invention therefore aims to provide a method of cleaning are given by technical silicone, which can be carried out quickly and does not require expensive equipment.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritten.According to the invention, this object is achieved by a method having the method steps specified in the characterizing part of claim 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich einfach unter geringemThe inventive method can be easily with little
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apparativem Aufwand durchführen; die entstehenden Kosten sind gering. carry out equipment expenditure; the costs involved are low.
Die Verfahrensschritte a bis c können einmal oder mehrfach wiederholt werden, je nachdem, welchen Reinheitsgrad man astrebt.Process steps a to c can be repeated once or several times depending on the degree of purity one strives for.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei einer Vielzahl von Silikonmaterialien verwenden, z.B. bei Polysilanen (Flüssigkeiten, Fette) und organischen Polysiloxanen, welche zu Elastomeren oder Harzen härtbar sind.The inventive method can be used in a variety of Use silicone materials, e.g. for polysilanes (liquids, fats) and organic polysiloxanes, which become elastomers or Resins are curable.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch besonders geeignet, und vorteilhaft bei der Reinigung kreuzvernetzbarer (härtbarer) Silikonmaterialien, welche im Handel erhältlich sind und eine Mischung von Polymeren der nachstehenden allgemeinen Strukturformel sind:However, the method according to the invention is particularly suitable, and advantageous in cleaning crosslinkable (curable) silicone materials which are commercially available and a mixture of polymers of the following general structural formula are:
SiSi
R'R '
SiSi
R1 R 1
R
ι
SiR.
ι
Si
ι
Rι
R.
Si ι
R1 Si ι
R 1
Dabei bedeutet R ein Radikal, welches aus der nachstehenden Gruppe ausgewählt ist: Methyl, Äthyl, Propyl, Phenyl, Monohalogen, Dihalogenphenyl, -CF3, -CF3CF3, -CF (CF3)_-, Methoxyradikale und Äthoxyradikale; R denotes a radical which is selected from the following group: methyl, ethyl, propyl, phenyl, monohalogen, dihalophenyl, -CF 3 , -CF 3 CF 3 , -CF (CF 3 ) _-, methoxy radicals and ethoxy radicals;
dabei bedeutet ferner R1 ein Radikal, welches aus der nachstehenden Gruppe ausgewählt ist: Wasserstoff, Chlor- und Bromatome sowie Vi- R 1 also denotes a radical which is selected from the following group: hydrogen, chlorine and bromine atoms and also Vi-
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nyl-, Hydroxy- Isocyanat-, Amin-, Acyloxy-, Carboxy-, Carboxylat-, Epoxy- undnyl, hydroxy, isocyanate, amine, acyloxy, carboxy, carboxylate, Epoxy and
[S ΓΙΟ - Radikale.[S ΓΙΟ - radicals.
ρ und q sind ganze Zahlen.ρ and q are whole numbers.
Im Einsatz werden diese Polymere dadurch vernetzt (ausgehärtet) daß man mit einem geeigneten Härter auf die reaktiven Gruppen R1 einwirkt.In use, these polymers are crosslinked (cured) by acting on the reactive groups R 1 with a suitable hardener.
Das erfindungsgemäßB Verfahren basiert darauf, daß man zunächst das Rohmaterial auflöst. Hieran schließt sich ein Abtrennschritt an, der dadurch herbeigeführt wird, daß man ein Reagens hinzufügt, in welchem die gewünschte langkettige Spezies des Polymers nicht lösbar ist. Dieser Abtrennschritt kann an einen Ausfällungsschritt assimiliert werden, bei welchem das Ausgefällte, eine Phase darstellt, welche mit der Ausgangslösung nicht mischbar ist. Ein solches Reinigungsverfahren darf nicht mit dem in der GB-PS 1o 49 o38 beschriebenen Isolierungsverfahren verwechselt werden, welches auf einer differentiellen Extraktion beruht und sich nur für eine spezifische Klasse organischer Polysyloxane verwenden läßt, welche endständige funktioneile Kohlenstoffgruppen enthalten. Das vorliegende Verfahren betrifft dagegen keine derartigen organischen Polysyloxane mit endständigen funktioneilen Kohlenstoffgruppen.The method according to the invention is based on first of all dissolves the raw material. This is followed by a separation step, which is brought about by adding a reagent, in which the desired long chain species of polymer is insoluble. This separation step can be followed by a precipitation step be assimilated, in which the precipitated represents a phase which is immiscible with the starting solution. One such The cleaning process must not be compared to the one in GB-PS 1o 49 o38 described isolation procedure can be confused with which one a differential extraction and can only be used for a specific class of organic polysyloxanes, which contain terminal functional carbon groups. The present Process, however, does not relate to such organic polysyloxanes with terminal functional carbon groups.
Als Beispiele für beim Verfahrensschritt a) verwendbare Lösungsmittel seien angegeben: Zyklohexan, aliphatische Kohlenwasserstoffe, Zyklo-As examples of solvents which can be used in process step a) are given: cyclohexane, aliphatic hydrocarbons, cyclo-
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hexen, Xylol, Benzol, Toluol, Mesitylen, Triäthylbenzol, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylbromid, Trichloräthylen, n-Butylchlorid, Chlorbenzol, o-Fluortoluol, 1,2-Dimethoxyäthan, 4-Chlortoluol, 1,2-Dichlorbenzol, Octylamin, Methyläthylketon, Diäthylketon, Äthylacetat, Propylacetat, Amylacetat und Cyclohexylacetat.hexene, xylene, benzene, toluene, mesitylene, triethylbenzene, methylene chloride, Chloroform, carbon tetrachloride, ethyl bromide, trichlorethylene, n-butyl chloride, chlorobenzene, o-fluorotoluene, 1,2-dimethoxyethane, 4-chlorotoluene, 1,2-dichlorobenzene, octylamine, methyl ethyl ketone, Diethyl ketone, ethyl acetate, propyl acetate, amyl acetate and cyclohexyl acetate.
Als Beispiele für keine Lösungsmittel darstellende Reagenzien, welche beim Verfahrensschritt b) verwendet werden können, seien angegeben: Wasser, Dimethylnaphthalin, 1,2-Dichloräthan, 1,4-Dibrombutan, Brombenzol, 4-Bromtoluol, Methanol, Äthanol, Isopropanol, 2-Äthoxyäthanol, 2-Isopropoxyäthanol, 2-Butoxyäthanol, n-Decylalkohol, Zyklohexanol, Benzylalkohol, Äthylenglykol, Chloräthyläther, Dioxan, Diphenyläther, Anilin, Aceton, Zyklohexanon, ZT-Butyrolacton, Mesityläther, Acetophenon, Methy!acetophenon, Äthylformat, Isobutylphenylacetat, Benzylacetat, Äthyllactat, Äthylbenzoat, Diäthylphthalat, Dibutylphthalat, Acetonitril, 1-Nitropropan, Nitrobenzol und 1-Nitrotoluol. As examples of non-solvent reagents, which can be used in process step b) are given: water, dimethylnaphthalene, 1,2-dichloroethane, 1,4-dibromobutane, Bromobenzene, 4-bromotoluene, methanol, ethanol, isopropanol, 2-ethoxyethanol, 2-isopropoxyethanol, 2-butoxyethanol, n-decyl alcohol, cyclohexanol, Benzyl alcohol, ethylene glycol, chloroethyl ether, dioxane, Diphenyl ether, aniline, acetone, cyclohexanone, ZT-butyrolactone, mesityl ether, Acetophenone, methyl acetophenone, ethyl format, isobutylphenyl acetate, Benzyl acetate, ethyl lactate, ethyl benzoate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, acetonitrile, 1-nitropropane, nitrobenzene and 1-nitrotoluene.
Der Sammelschritt c) kann auf bekannte Weise erfolgen, z.B. durch Dekantieren.The collecting step c) can be carried out in a known manner, for example by Decanting.
Das Entfernen verbliebener Reste von Lösungsmittel und kein Lösungsmittel darstellendem Reagens kann durch mäßig starkes Erhitzen erfolgen. Ein Erhitzen im Temperaturbereich von 6o-1oo°C ist üblicherweise gut geeignet. Vorzugsweise sollten Temperaturen von mehr als 15o°C nicht verwendet warden, um ein verfrühtes Aushärten zu verhindern. - q -Removing any remaining solvent and no solvent Representative reagent can be done by moderate heating. Heating in the temperature range of 60-1oo ° C is common well suited. Preferably, temperatures above 150 ° C should not be used to prevent premature curing. - q -
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der nachstehenden Beispiele noch detaillierter beschrieben.The invention will now be illustrated by the following examples described in more detail.
Reinigung von handelsüblichem Silikonharz, welches unter der Bezeichnung RTV 121 von der Firma Rhone-Poulenc vertrieben wird. Eshandelt sich dabei um ein Harz, welches als Basis für Lacke und Farben verwendet wird, z.B. den Lack PSG 12o, der von der Firma Astral vertrieben wird.Cleaning of commercially available silicone resin, which is called RTV 121 is sold by the Rhone-Poulenc company. It is a resin that is used as a basis for paints and Paint is used, e.g. the paint PSG 12o, which is sold by the Astral company.
Es werden 5o g des Silikonharzes in 1oo ml Toluol aufgelöst, dann werden 1oo ml Methanol zugefügt, um das Ausfällen herbeizuführen.50 g of the silicone resin are dissolved in 100 ml of toluene, then 100 ml of methanol are added to cause precipitation.
Die so erhaltene Mischung wird in einen Dekantiertrichter geleert, die viskose Phase wird dann nach einer Stunde entnommen.The mixture obtained in this way is emptied into a decanting funnel, the viscous phase is then removed after one hour.
Dieser Schritt wird zweimal wiederholt, dann werden die Reste des Lösungsmittels und des nicht löslichen Reagens dadurch entfernt, das man für zwei Stunden auf etwa 6o-8o°C erhitzt.This step is repeated twice, then the residues of the solvent and the insoluble reagent are removed by which is heated to around 60-80 ° C for two hours.
Das so erhaltene gereinigte Harz läßt sich als Grundmaterial zur Herstellung des Lackes PSG 12o verwenden.The purified resin obtained in this way can be used as a base material for the production of the paint PSG 12o.
Der Gewichtsverlust und der Prozentsatz an beim Entgasen erhaltenen und bei 25°C kondensierbaren Bestandteilen wurde an einer Mehrzahl von Proben des Lackes PSG 12o gemessen, welche gereinigtes Silikon-The weight loss and percentage obtained on degassing and components condensable at 25 ° C were measured on a plurality of samples of the paint PSG 12o, which purified silicone
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harz (wie oben beschrieben) bzw. nicht gereinigtes, technisches Silikonharz enthielten.resin (as described above) or non-cleaned, technical silicone resin.
Nachstehende Meßergebnisse wurden erhalten:The following measurement results were obtained:
Lack PSG 12o mit nicht gereinigtem Silikonharz nach dem Aushärten bei Raumtemperatur: Gewichtsverlust 1,o2 %, kondensierbare Bestandteile o,15 %.Varnish PSG 12o with uncleaned silicone resin after curing at room temperature: weight loss 1.02%, condensable components o, 15%.
Lack PSG 12o mit gereinigtem Silikonmaterial· nach dem Härten bei Raumtemperatur: Gewichtsveriust of7o %, kondensierbare Materiaiien o,o3 %.Varnish PSG 12o with cleaned silicone material · after curing at room temperature: weight loss o f 70%, condensable materials 0.3%.
Reinigen eines Silikonharzes, welches von der Firma Dow Corning Co. unter dem Handelsnamen Syigard 184 verkauft wird.Cleaning a silicone resin made by Dow Corning Co. is sold under the trade name Syigard 184.
5o g des Siiikonharzes wurden in 1oo ml· Xylol· gelöst. Dann wurden zum Ausfä^en 1oo ml· Methanol· zugegeben.50 g of the silicone resin were dissolved in 100 ml xylene. Then were 100 ml of methanol were added to precipitate.
Die erhabene Mischung wurde in einen Dekantiertrichter gegeben, und die viskose Phase wurde nach einer Stunde entnommen.The raised mixture was placed in a decanter funnel, and the viscous phase was removed after one hour.
Diese Schrittfoige wurde zweimal· wiederhoit, dann wurden die Reste an Lösungsmittel· und an nicht löslichem Reagens dadurch entfernt, daß man für zwei Stunden auf etwa 6o-8o°C erhitzte.This step was repeated twice, then the remainders of solvent and of insoluble reagent removed by heating at about 60 ° -80 ° C. for two hours.
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Das so erhaltene gereinigte Harz kann durch Zugabe eines Härters gehärtet werden.The purified resin thus obtained can be hardened by adding a hardener.
An verschiedenen Proben, welche aus, wie oben beschrieben, gereinigtem Silikonharz und aus nicht gereinigtem Sylgard 184 Silikonharz bestanden, wurde der Gewichtsverlust und der Prozentsatz an beim Entgasen erhaltenen bei 25°C kondensierbaren Materialien gemessen.On various samples, which are made from, as described above, purified The weight loss and the percentage of when consisted of silicone resin and unpurified Sylgard 184 silicone resin were determined Degassing measured condensable materials obtained at 25 ° C.
Die nachstehenden Ergebnisse wurden erhalten:The following results were obtained:
Nicht gereinigtes Silikonharz Sylgard 184 nach dem Aushärten bei Raumtemperatur: Gewichtsverlust 1,86 %; kondensierbare Materialien o,5o %.Uncleaned silicone resin Sylgard 184 after curing Room temperature: weight loss 1.86%; condensable materials o.5o%.
Gereinigtes Silikonharz Sylgard 184 nach dem Aushärten bei Raumtemperatur: Gewichtsverlust o,4o %; kndensierbare Bestandteile o,o9 %,Purified silicone resin Sylgard 184 after curing at room temperature: Weight loss 0.4%; distinguishable components o, o9%,
Reinigung eines Silikonharzes, welches von der Firma Dow Corning Co. unter dem Handelsnamen Sylgard 182 vertrieben wird.Purification of a silicone resin made by Dow Corning Co. is sold under the trade name Sylgard 182.
5o g des Silikonharzes wurden in 1oo ml Benzol gelöst, dann wurden 1oo ml Äthanol zum Ausfällen hinzugegeben.50 g of the silicone resin was dissolved in 100 ml of benzene, then were 100 ml of ethanol were added to precipitate.
Die so erhaltene Mischung wurde in einen Dekantiertrichter gegeben, und die viskose Phase wurde nach 1 h entnommen.The mixture thus obtained was placed in a decanting funnel, and the viscous phase was removed after 1 hour.
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Diese Schrittfolge wurde zweimal wiederholt, dann wurden Reste an Lösungsmittel und an kein Lösungsmittel darstellendem Reagens dadurch entfernt, daß man für 2 h auf etwa 6o-8o°C erhitzte.This sequence of steps was repeated twice, then there were residues of solvent and non-solvent reagent removed by heating to about 60-80 ° C. for 2 h.
Das so erhaltene gereinigte Harz kann durch Zugabe eines Härters gehärtet werden.The purified resin thus obtained can be hardened by adding a hardener.
An verschiedsnen Proben, welche aus wie oben beschrieben gereinigtem Sylgard 182-Harz bzw. aus nicht gereinigtem Sylgard 182-Harz bestanden, wurde der Gewichtsverlust und der Prozentsatz an beim Entgasen erhaltenen und bei 25°C kondensierbaren Bestandteilen gemessen:On different samples, which were cleaned as described above Sylgard 182 resin or consisted of unpurified Sylgard 182 resin, the weight loss and the percentage of components obtained during degassing and condensable at 25 ° C were measured:
Die nachstehenden Ergebnisse wurden erhalten:The following results were obtained:
Nicht gereinigtes Silikonharz Sylgard 182 nach einem Aushärten von 4 h bei 65°C und 24 h bei 15o°C: Gewichtsverlust 1,23 %; kondensierbare Bestandteile o,4o %.Uncleaned silicone resin Sylgard 182 after curing from 4 h at 65 ° C. and 24 h at 150 ° C.: weight loss 1.23%; condensable constituents 0.4%.
Gereinigtes Silikonharz Sylgard 182 nach dem Aushärten bei Raumtemperatur: Gewichtsverlust o,4o %; kondensierbare Bestandteile o,o7 %.Purified silicone resin Sylgard 182 after curing at room temperature: Weight loss 0.4%; condensable constituents o, o7%.
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Claims (5)
Dihalogenphenyl-, -CF-, -CF„CF3, -CF. , Methoxyradikale und^ CF
Dihalophenyl-, -CF-, -CF, CF3, -CF. , Methoxy radicals and
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