DE2919811A1

DE2919811A1 - Organosiloxanmasse

Info

Publication number: DE2919811A1
Application number: DE19792919811
Authority: DE
Inventors: Michael Philip Louis Hill
Original assignee: Dow Corning Ltd
Current assignee: Dow Silicones UK Ltd
Priority date: 1978-05-19
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1979-11-22
Also published as: IT1114246B; IT7922740A0

Description

Organosiloxanmasse Die Erfindung bezieht sich auf eine Organosiloxanmasse und ihre Verwendung als Formtrennmittel.
Eine Reihe von Kunststoffgegenständen wird nach einem Verfahren hergestellt, bei dem man eine fließfähige Kunststoffmasse in eine Form gibt, die Masse darin gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme härten läßt und den hierdurch erhaltenen Formgegenstand dann aus der Form entfernt.
Eines solchen Verfahrens bedient man sich zur Herstellung von Formgegenständen aus Polyurethan, beispielsweise Material zur Herstellung von Schuhwerk, wie Schuhsohlen, Automobilteilen und Möbeln. Wichtig bei derartigen Formverfahren ist, daß sich der Formgegenstand leicht aus der Form entfernen läßt. Zur Erleichterung dieses Vorgangs werden daher bereits Silicone als Formtrennmittel einige setzt. Die als Formtrennmittel bisher bekannten Silicone haben diesbezüglich jedoch immer noch gewisse Nachteile, und es besteht daher der Wunsch nach besseren Formtrennmitteln, mit der sich nach Behandlung der jeweiligen Form eine höhere Anzahl an Formtrennvorgängen erreichen läßt, und durch die sich Formgegenstände mit besserer Oberfläche und günstigerer Anstreichbarkeit ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Organosiloxanmasse, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus (1) einem Polydimethylsiloxan, (2) einem Organosiloxanharz der allgemeinen mittleren Einheitsformel worin R Alkyl oder Phenyl ist, Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, x für einen Wert von 1,0 bis 1,3 steht und y einen Wert von 0,02 bis 0,75 besitzt, und (3) einem Alkyltitanat oder einem Titanchelat besteht.
Weiter gehört zur Erfindung auch noch ein Verfahren zur Behandlung einer Form, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man hierzu als Behandlungsmittel eine Organosiloxanmasse verwendet, die aus den oben beschriebenen Komponenten (1), (2) und (3) besteht.
Die bei der erfindungsgemäßen Organosiloxanmasse als Komponente (1) verwendeten Polydimethylsiloxane sind bekannte und im Handel erhältliche Produkte. Sie sind gekennzeichnet durch eine Reihe Einheiten der Formel (CH3) 2SiO. Vorzugsweise werden dabei solche Polydimethylsiloxane verwendet, bei denen an die endständigen Siliciumatome Hydroxyl-und/oder Alkoxygruppen gebunden sind, wie Methoxy, Ethoxy oder Propoxy. Als Kettenendgruppen können jedoch auch andere Gruppen vorhanden sein, wie Triorganosiloxygruppen, beispielsweise Trimethylsiloxy-, Dimethylphenylsiloxy-oder Dimethylvinylsiloxygruppen. Die zu verwendenden Polydimethylsiloxane haben vorzugsweise eine Viskosität von etwa 20 bis 10 000 cS bei 25 OC, es sind jedoch auch außerhalb dieses Viskositätsbereichs liegende Polydimethylsiloxane geeignet.
Bei den als Komponente (2) in der erfindungsgemäßen Organosiloxanmasse vorhandenen Organosiloxanharzen der angegebenen allgeme nen Formel kann der Substituent R irgendeine Alkylgruppe, wie Methyl, Ethyl, Propyl, 2,4,4-Trimethylpentyl, Decyl oder Tetradecyl, oder eine Phenylgruppe bedeuten. Der Substituent R' steht vorzugsweise für Wasserstoff und/oder Methyl. Die Organosiloxanharze (2) können Homopolymere, Copolymere oder Gemische aus Siloxanharzpolymeren und Copolymeren sein. Die Substituenten R und R' können daher in der Organosiloxanharzkomponente mehr als nur eine Bedeutung haben. Vorzugsweise stehen die Substituenten R für Methyl und/oder Phenyl, wobei als Substituent R gegebenenfalls auch höhere Alkylgruppen vorhanden sind, wie 2,4,4-Trimethylpentyl oder Tetradecyl. Die Orgsnosiloxanharze (2) sind bekannte Substanzen, die sich nach bekannten Methoden herstellen lassen, beispielsweise durch Hydrolyse oder Cohydrolyse der entsprechenden Organoalkoxysilane, wie Methyltrimethoxysilan, oder durch Hydrolyse des entsprechenden Chlorsilans und nachfolgende Alkoxylierung und Kondensation des hierbei erhaltenen Hydrolyseprodukts.
Bei der Komponente (3) der erfindungsgemäßen Organosiloxanmasse handelt es sich um ein Alkyltitanat oder ein Titanchelat, beispielsweise um Diisopropyltitanacetylacetonat, Tetraethyltitanat, Tetrabutyltitanat oder Tetra(isopropyl)-titanat, wobei letzteres bevorzugt wird.
Die Verhältnismengen der Komponenten (1), (2) und (3), die in der erfindungsgemäßen Organosiloxanmasse vorhanden sein können, können innerhalb breiter Grenzen schwanken.
Optimal wirksame Organosiloxanmassen scheinen sich zu ergeben, wenn man 15 bis 85 Gewichtsteile Polydimethylsiloxan (1), 15 bis 85 Gewichtsteile Organopolysiloxanharz (2) und 1 bis 10 Gewichtsteile Titanverbindung (3), wobei die Komponenten (1), (2) und (3) insgesamt 100 Gewichtsteile ergeben, miteinander vermischt. Organosiloxanmassen aus 45 bis 65 Gewichtsteilen (1), 30 bis 80 Gewichtsteilen (2) und 2 bis 5 Gewichtsteilen (3) werden als Formtrennmittel für Polyurethanschäume oder dann besonders bevorzugt, falls der nach Entfernen aus der Form erhaltene Formgegenstand noch lackiert werden soll.
Das erfindungsgemäße Formtrennmittel wird vorzugsweise in Form einer Lösung in ein oder mehreren organischen Lösungsmitteln hergestellt und so zur Behandlung der entsprechenden Formen verwendet. Zu diesem Zweck eignen sich die verschiedensten organischen Lösungsmittel, wie Toluol, Hexan, Benzol, Xylol, Testbenzin, Methylenchlorid, I,?,-riclorethan, oder die höher siedenden Chlorfluorkohlenstoffe, wobei die Lösungsmittel mit niedriger Oberflächenspannung bevorzugt werden. Ist eine wiederholte Anwendung der vorliegenden Formtrennmittel vorgesehen, dann verwendet man diese Organosiloxanmassen vorzugsweise in Form verdünnter Lösungen, die insgesamt etwa 1 bis 7,5 Gewichtsprozent der Komponenten (1), (2) und (3) enthalten. Zur Herstellung der vorliegenden Organosiloxanmasse geht man vorzugsweise ferner auch so vor, daß man die Komponenten (2) und (3) zuerst miteinander vermischt und das erhaltene Gemisch dann erhitzt oder wenigstens 20 Stunden stehen läßt, bevor man das Ganze auch noch mit der Komponente (1) vermischt.
Die erfindungsgemäßen Organosiloxanmassen können in jeder geeigneten Weise auf die entsprechenden Formen aufgebracht werden, beispielsweise durch Tauchen, Bürsten oder Sprühen.
Gewünschtenfalls können diese Organosiloxanmassen auch in Aerosolform zubereitet und verwendet werden, und zu diesem Zweck werden sie dann mit einem geeigneten Treibmittel formuliert, beispielsweise einem niedersiedenden Kohlenwasserstoff, wie Propan oder Butan, oder einem Chlorfluorkohlenstoff, wie Dichlordifluormethan, Trichlormonofluormethan oder Tetrachlordifluorethan. Die vorliegenden Organosiloxanmassen können gewünschtenfalls ferner auch noch geringe Mengen, beispielsweise Mengen von bis zu 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht aus den Komponenten (1), (2) und (3), eines mit Silanolgruppen reagierenden Vernetzungsmittels enthalten, beispielsweise eines Alkylsilicats oder Alkylpolysilicats, wie Ethylsilicat, Ethylpolysilicat oder n-Propylpolysilicat. Nach entsprechender Behandlung der jeweiligen Form mit der erfindungsgemäßen Organosiloxanmasse läßt man die Form zweckmäßigerweise bei Umgebungstemperatur stehen, so daß das eventuell vorhandene Lösungsmittel verdampfen und die aufgebrachte Masse wenigstens teilweise härten kann. Vorzugsweise beschleunigt man diesen Trockungs-und Härtungsvorgang jedoch, indem man die behandelte Form auf erhöhte Temperatur erhitzt, beispielsweise auf etwa 35 bis i50 OC.
Die erfindungsgemäßen Organopolysiloxanmassen benetzen die Oberflächen von Metall formen sehr leicht und eignen sich insbesondere als Formtrennmittel für Polyurethane, uns zwar entweder in Form fester Elastomerer oder in Form von Schäumen.
Bei diesen Polyurethanen kann es sich um Polyurethane auf Basis von Polyethern oder Polyestern handeln, und sie können flexibel, starr oder halbstarr sein. Zur Herstellung entsprechender Formgegenstände gibt man eine entsprechende Polyurethanmasse in die jeweilige Form und härtet sie dann.
Sodann wird der erhaltene Formgegenstand aus der Form entnommen und der ganze Vorgang wiederholt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Alle darin enthaltenen Teilangaben sind auf das Gewicht bezogen.
Die Wirksamkeit der vorliegenden Formtrennmittel wird nach folgender Testmethode bestimmt Eine flache Metallschale mit verzinkter Innenfläche und einem Innendurchmesser von '10,5 cm wird gründlich mit Hexan gereinigt. Sodann gibt man in die Schale ein entsprechendes Formtrennmittel (5 ml), sorgt dafür, daß die gesamte innere Oberfläche damit benetzt wird und stellt die so behandelte Schale dann 4 Minuten auf eine auf 70 OC geheizte Platte. Nach entsprechendem Abkühlen wird die Schale mit einem gründlich gerührten Gemisch aus einem Polyol (52 Teile, Propocon SR 117) und einem Polyisocyanat (50 Teile, Quasilan DMP 72) gefüllt. Hierauf gibt man die Schale erneut auf die auf 70 °C erhitzte Heizplatte und beläßt sie 3 Minuten darauf. Sodann entfernt man die Schale, läßt das Ganze abkühlen und entfernt das geformte Urethan von Hand aus der Form. Die Leichtigkeit, mit der sich das Urethan aus der Form entfernen läßt, wird nach folgender Beurteilungsskala bewertet.
1. Der Urethanformkörper fällt aus der Form heraus, wenn man diese umdreht, 2. Zum Ausstoßen des Urethanformkörpers ist ein leichter Druck erforderlich.
3. Zum Herausschälen des Urethanformkörpers ist ein leichter Druck erforderlich.
4. Der Urethanformkörper läßt sich sauber, jedoch nur mit Schwierigkeiten entfernen.
5. Der Urethanformkörper wird über wenigstens einen Teil der Kontaktfläche nicht freigegeben.
Beispiel 1 Zur Herstellung eines Methylpolysiloxanharzes (26,3 Teile einer 60-gewichtsprozentigen Lösung in Testbenzin) vermischt man Methyltrimethoxysilan mit einem Verhältnis von Methyl/Silicium von 1,0:1, einem Molekulargewicht von etwa 2500 und etwa 10 Gewichtsprozent siliciumgebundenen Methoxygruppen mit Tetraisopropyltitanat (1,7 Teilen) und läßt das Gemisch dann über Nacht stehen. Sodann vermischt man das Ganze mit 72 Teilen eines hydroxylendständigen Polydimethylsiloxans mit etwa 40 Dimethylsiloxaneinheiten im Molekül und verdünnt die erhaltene Masse durch Zusatz von Hexan auf einen Lösungsmittelgehalt von 95 %.
Die in obiger Weise erhaltene verdünnte Lösung untersucht man dann nach dem bereits beschriebenen Verfahren bezüglich ihres Trennverhaltens, wobei das Testverfahren mehrmals unter Verwendung der gleichen Formschale wiederholt wird, ohne daß das Trennmittel weiter aufgetragen wird. Die Qualität der bei den jeweiligen Tests erhaltenen Trennung geht aus folgender Aufstellung hervor Anzahl der Abtrennungen 1 2 3 4 5 6 Qualität der Abtrennung 2 2 2 2 2/3 5 Durch eine einzige Behandlung der Form mit dem verdünnten Trennmittel erhält man somit insgesamt fünfmal eine zufriedenstellende Abtrennung aus der Formel.
Beispiel 2 Das in Beispiel 1 verwendete Organopolysiloxanharz (6,5 Teile einer 60-gewichtsprozentigen Lösung in Testbenzin) vermischt man mit einem zweiten Organopolysiloxanharz (0,2 Teile einer 60-gewichtsprozentigen Lösung in Testbenzin), das etwa 15 Gewichtsprozent Methoxygruppen enthält und ein Verhältnis von 2,4,4-Trimethylpentyl/Silicium von 1,0 :1 aufweist. Das so erhaltene Harzgemisch gibt man dann zu Ethylpolysilicat (1,6 Teile), Tetra(isopropyl)-titanat (0,4 Teile) und Testbenzin (1,3 Teile), worauf man das erhaltene Gemisch 24 Stunden stehen läßt. 80 Teile dieses Gemisches vermischt man dann gründlich mit einem hydroxylendständigen Polydimethylsiloxan (20 Teile), in welchem etwa 40 Einheiten der Formel (CH3)zSio vorhanden sind, und verdünnt das Ganze dann durch Zugabe von Hexan so, daß sich eine Lösung mit einem Gesamtgehalt von organischem Lösungsmittel von 95 % ergibt.
Die in obiger Weise erhaltene verdünnte Trennlösung untersucht man dann nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren bezüglich ihrer Abtrenneigenschaften, wobei man die Formschale mehrmals ohne Erneuerung des Trennüberzugs verwendet. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse gehen aus der folgenden Aufstellung hervor: Anzahl der Abtrennungen 1 2 3 4 5 6 7 8 Qualität der Abtrennung 1 1 1 2 2 2 3 3 Beispiel 3 Das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren wird wiederholt, wobei man abweichend davon statt des dort eingesetzten Polydimethylsiloxans im vorliegenden Fall 28 Teile eines silanolendständigen Polydimethylsiloxans mit im Mittel etwa 14 Einheiten der Formel (CH3)2Sio pro Molekül verwendet und das harzhaltige Gemisch in einer Menge von 72 Teilen einsetzt. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse gehen aus der folgenden Aufstellung hervor: Anzahl der Abtrennungen 1 2 3 4 5 6 7 8 Qualität der Abtrennung 2 2 2 2 3 3 3 3

Claims

P a t- e n t a n s p r ü c h e 1. Organosiloxanmasse, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie aus (1) einem Polydimethylsiloxan, (2> einem Organosiloxanharz der allgemeinen mittleren Einheitsformel worin R Alkyl oder Phenyl ist, Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, x für einen Wert von 1,0 bis 1,3 steht und y einen Wert von 0,02 bis 0,75 besitzt, und (3) einem Alkyltitanat oder einem Titanchelat besteht.
2. Organosiloxanmasse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie, bezogen auf das Gesamtgewicht aus den Komponenten (1), (2) und (3), weiter noch bis zu 10 Gewichtsprozent eines Alkylsilicats und/oder eines Alkylpolysilicats enthält.
3 Verfahren zur Verbesserung des Abtrennverhaltens von in einer Form befindlichen Formkörpern, indem man eine entsprechende Form mit einer Organosiloxanmasse behandelt und die darin befindliche Masse dann wenigstens teilweise härtet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß man hierzu eine Organosiloxanmasse nach Anspruch 1 und/oder 2 verwendet