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Beschreibung
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Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bei
Abwesenheit von Feuchtigkeit lagerstabilen, in Gegenwart von Feuchtigkeit kalthärtenden
Einkomponenten-Polysiloxanformmassen.
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Plastisch verformbare, kalthärtende Einkomponenten-Polysiloxanformmassen,
d.h. Formmassen, die bei Raumtemperatur unter Einwirkung von Feuchtigkeit in einen
gummielastischen Zustand übergehen, sind unter der Bezeichnung Einkomponenten-RTV-Silikonmassen
bekannt (RTV = Abkürzung für room temperature vulcanizing"). Derartige Formmassen
werden in bedeutendem Umfang für die verschiedensten Abdichtungs- und Verklebungsaufgaben
vornehmlich im Bausektor, aber auch in anderen Industriezweigen, verwendet. Sie
bestehen in der Regel aus einem linearen Polyorganosiloxan mit reaktiven Endgruppen,
meist einem cC,-Dihydroxypolydimethylsiloxan, sowie anorganischen Füllstoffen, wie
hochaktiver Kieselsäure und/oder Kreide, gegebenenfalls farbgebenden Pigmenten,
einem unter Zutritt von Feuchtigkeit aktivierbaren Vernetzersystem, meist auf Basis
funktioneller, niedrigmolekularer Silane oder Siloxane, sowie Weichmachern. Das
Molekulargewicht solcher Polyorganosiloxane liegt im Bereich von etwa 2000 bis 2
Millionen.
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Als Weichmacher werden häufig sogenannte Silikonöle verwendet, das
sind Polyorganosiloxane mit chemisch blockierten Kettenenden, z.Ba,3 -Di(trimethylsilyl)-polydimethylsiloxane,
die sich chemisch inert verhalten und aufgrund ihres gleichartigen chemischen Aufbaues
eine besonders gute Verträglichkeit mit den vernetzten Silikonelastomeren aufweisen.
Sie haben Molekulargewichte im Bereich von etwa 1000 bis 100 000 und neigen wegen
des
hohen Siedepunktes nicht zum Verdunsten aus der vernetzten Formmasse.
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Weichmacher auf Silikonölbasis haben jedoch den Nachteil, daß sie
ziemlich teuer sind. Es sind daher bereits eine Reihe von preiswerteren organischen
Weichmachern auf Nichtsilikonbasis vorgeschlagen worden, durch die zumindest ein
Teil des teuren Silikonöls ersetzt werden soll.
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Dies ist jedoch nur möglich, wenn derartige Weichmacher gewisse Eignungskriterien
erfüllen, nämlich eine möglichst gute Verträglichkeit mit den Silikonformmassen,
eine ausreichend geringe Flüchtigkeit und eine gute Alterungsbeständigkeit. Durch
die Einarbeitung eines solchen Weichmachers in wirtschaftlich vertretbaren Mengen
dürfen ferner die physikalischen und chemischen Eigenschaften der resultierenden
Formmassen nicht in unvertretbarer Weise beeinträchtigt werden. Es hat sich gezeigt,
daß die meisten der bisher aus der Kunststoff- und Kautschuktechnologie bekannten
Weichmacher diese Bedingungen nicht erfüllen und daher für den Einsatz in Silikonformmassen
ungeeignet sind.
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Aber auch die wenigen organischen Weichmacher, die für einen wenigstens
teilweisen Ersatz des Silikonöls in Frage kommen, erfüllen die obengenannten Eignungskriterien
meist nicht in dem gewünschten Maße. So werden in DE-OS 23 64 856 als Weichmacherzusätze
Paraffinöle, Di(2-ethylhexyl)-adipat oder niedermolekulare Polybutene beschrieben,
die den Anteil an Silikonöl in feuchtigkeitshärtenden Silikondichtungsmassen ganz
oder teilweise ersetzen sollen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auch diese Weichmacher
nicht die erforderliche Verträglichkeit mit den Organopolysiloxanen aufweisen, denn
ein Zusatz von wenigen Prozenten der genannten Weichmacher führt bereits zu einer
Eintrübung der Polymeren. Weitere Weichmacherzu-
sätze, die in Silikondichtungs-
und -formmassen verwendet werden, sind die in DE-OS 28 02 170 und insbesondere in
DE-OS 29 08 036 beschriebenen Weichmacher, von denen besonders die paraffinischen,
naphthenischen und alkylaromatischen Kohlenwasserstofföle von Interesse sind.
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Allen vorstehend genannten organischen Weichmachern ist gemeinsam,
daß sie nur in relativ begrenztem Umfange das Silikonöl in Silikonformmassen ersetzen
können.
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Sowohl niedrigmolekulare Polybutene als auch Trioctylphosphat sind
mit den bei der Herstellung von Silikonformmassen verwendeten Polydimethylsiloxanen
so wenig verträglich, daß sie bei praxisnahen Konzentrationsverhältnissen mit diesen
Rohstoffen trübe, d.h. zweiphasige Mischungen ergeben. Bei der Verwendung dieser
Produkte in Silikonformmassen in wirtschaftlich sinnvollen Mengen sind daher negative
Einflüsse dieser Weichmacher auf wichtige anwendungstechnische Eigenschaften der
Silikonformmassen, wie Haftungsverluste, Weichmacherwanderung und Ausschwitzen,
festgestellt worden. Bei der Verwendung von synthetischen oder mineralischen Ölen
auf Kohlenwasserstoffbasis kann man zwar durch Auswahl eines Öles mit hinreichend
niedrigem mittleren Molekulargewicht eine gute Verträglichkeit erhalten; dies ist
jedoch nach aller Erfahrung mit einer höheren Flüchtigkeit des Öles verbunden, wodurch
einem weitgehenden Einsatz dieser Weichmacher ebenfalls deutliche Grenzen gesetzt
sind.
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In der Regel werden die genannten organischen Weichmacher auf Nichtsilikonbasis
daher nur zusammen mit einem erheblichen Anteil an Silikonölen, der meist über 50%
liegt, in die Polysiloxanformmassen eingearbeitet.
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Eine Klasse von Weichmachern auf Nichtsilikonbasis, die im Vergleich
zu den bisher bekannten entsprechenden
Weichmachern überraschend
gut mit den Silikonformmassen verträglich ist und daher das Silikonöl auch vollständig
als Weichmacher ersetzen kann, besteht aus bestimmten, bei Raumtemperatur flüssigen
Carbonsäureestern, die Gegenstand eines gesonderten Patents (Patentanmeldung P ...)
sind.
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Eine Einarbeitung solcher mit den Polysiloxanformmassen mehr oder
weniger verträglichen organischen Nichtsilikonweichmacher zusammen mit Silikonöl
in eine entsprechende Polysiloxanformmasse ist daher ohne eine Beeinträchtigung
der Qualität des Endproduktes nur in sehr begrenztem Umfange möglich. Die gewünschte
Einsparung an Silikonöl hält sich dabei ebenfalls in bescheidenen Grenzen. Erschwerend
kommt hinzu, daß bei den bisher angewandten Verfahren zur Herstellung solcher Polysiloxanformmassen,
bei denen sämtliche Bestandteile in bestimmter Reihenfolge unter Vakuum in einer
geeigneten Mischvorrichtung, beispielsweise in einem evakuierbaren Planetenmischer,
miteinander gemischt werden, Schwierigkeiten insofern auftreten, als sich die Bestandteile
nur langsam zu einer homogenen Mischung verarbeiten lassen. Dies hängt offensichtlich
damit zusammen, daß die als Ersatz für das Silikonöl eingesetzten organischen Nichtsilikonweichmacher
nicht in dem gleichem Maße mit den Formmassen verträglich sind wie Silikonöl. Die
Erreichung einer homogenen Mischung ist jedoch für die Gebrauchsqualität der resultierenden
Formmassen von wesentlicher Bedeutung, so daß man bisher die relativ langwierige
Einarbeitungsphase und eine verhältnismäßig umständliche Handhabung der hochviskosen
Mischung in Kauf genommen hat.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Herstellung von bei Abwesenheit von Feuchtigkeit lagerstabilen, in Gegenwart
von Feuchtigkeit kalthärtenden Einkomponenten-Polysiloxanformmassen
zu
schaffen, bei dem die vorstehend beschriebenen Einarbeitungsschwierigkeiten bei
der Herstellung einer homogene nen Mischung ganz oder weitgehend vermieden werden
können, ohne daß die Vorteile, die mit dem Ersatz des teuren Silikonöls durch billigere
Weichmacher verbunden sind, verlorengehen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur
Herstellung von bei Abwesenheit von Feuchtigkeit lagerstabilen, in Gegenwart von
Feuchtigkeit kalthärtenden Einkomponenten-Polysiloxanformmassen aus i,£ Dihydroxypolydimethylsiloxanen,
Weichmachern, Füllstoffen, vernetzend wirkenden Substanzen und gegebenenfalls Beschleunigern,
Pigmenten und Haftvermittlern durch homogenes Vermischen der Bestandteile bei Raumtemperatur
unter Vakuum und Abfüllen sowie Lagern der erhaltenen Mischung unter Feuchtigkeitsausschluß.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Vormischung
aus mindestens einem Teil der vorgesehenen Gesamtmenge an unvernetztem, flüssigem
cL t zu -Dihydroxypolydimethylsiloxan und mindestens einem Teil der vorgesehenen
Gesamtmenge des oder der Weichmacher hergestellt und diese Vormischung danach mit
den übrigen Bestandteilen homogen vermischt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der überraschenden Feststellung,
daß die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten bei der Herstellung einer homogenen
Mischung der verschiedenen Bestandteile der Formmassen und insbesondere die relativ
schwierige Einarbeitung der Nichtsilikonweichmacher vermieden werden können, wenn
man zunächst eine Vormischung aus unvernetztem, flüssigen ; ,-Dihydroxypolydimethylsiloxan
und Weichmacher herstellt; eine solche homogene Vormischung ist in der Regel mit
sämtlichen geeigneten Weichmachern der oben genannten Arten
ohne
Schwierigkeiten in kurzer Zeit herstellbar und läßt sich anschließend unerwartet
leicht und schnell mit den übrigen Bestandteilen homogen vermischen. Im Vergleich
zu Mischungen, die nach dem bekannten Verfahren ohne vorheriges Vormischen hergestellt
werden, lassen sich die erfindungsgemäß vorgesehenen Vormischungen erheblich einfacher
handhaben, z.B. beim Gießen, Wägen, Fördern u.dgl., und man erhält bei Anwendung
der Vormischungen Polysiloxanformmassen von ausgezeichneter Homogenität, die bei
Zutritt von Feuchtigkeit bei Raumtemperatur zu gummielastischen Silikondichtmassen
mit guten bis sehr guten physikalischen und chemischen Eigenschaften, insbesondere
einem sehr zufriedenstellenden Haftvermögen auf Glas und Metall, wie Aluminium,
sowie einer guten Haftung auf PVC, vernetzen. Dieser günstige Einfluß von Vormischungen
der erfindungsgemäßen Art sowohl auf das Herstellungsverfahren als auch auf die
resultierenden Polysiloxanformmassen war nicht voraussehbar und läßt sich auch im
Nachhinein noch nicht theoretisch erklären.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere überall dort vorteilhaft
eingesetzt werden, wo bei der herkömmlichen Einarbeitung von Weichmachern in die
Polysiloxanformmassen Schwierigkeiten aufgrund einer nicht genügenden Verträglichkeit
mit den übrigen Bestandteilen der Mischung auftreten können.
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Die Basis der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren kalthärtenden
Einkomponenten-Polysiloxanformmassen bilden unvernetzte, flüssiget'-Dihydroxypolydimethylsiloxane.
Zu ihnen werden bei der Herstellung der Vormischung als Weichmacher vorzugsweise
organische Nichtsilikonweichmacher, gegebenenfalls zusammen mit Silikonölen, zugesetzt.
Geeignete organische Nichtsilikonweichmacher sind die bereits in Polysiloxanformmassen
eingesetzten,
bisher aber wegen ihrer recht begrenzten Verträglichkeit mit den Polysiloxanen schwierig
einzuarbeitenden Weichmacherzusätze wie Paraffinöle, Di(2-ethylhexyl)-adipat oder
niedermolekulare Polybutene sowie paraffinische, naphthenische und alkylaromatische
Kohlenwasserstofföle.
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Besonders bevorzugt werden als Nichtsilikonweichmacher bestimmte,
bei 250C flüssige Carbonsäureester, nämlich solche aus gesättigten linearen aliphatischen
Monocarbonsäuren mit 1 bis 22 C-Atomen und/oder 1 bis 3-fach ungesättigten linearen
aliphatischen Monocarbonsäuren mit 3 bis 22 C-Atomen und einwertigen Alkoholen mit
1 bis 18 C-Atomen und/oder zwei-oder dreiwertigen Alkoholen mit 2 bis 18 C-Atomen,
wobei diese Ester ein Molekulargewicht von mindestens 115 und maximal 400 sowie
einen Siedepunkt von mindestens 1200C aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird eine Vormischung hergestellt und eingesetzt, die aus einer Mischung aus 3 bis
97 Gew.% eines , -Dihydroxypolydimethylsiloxans mit einem Molekulargewicht von mindestens
2 000 und 97 bis 3 Gew. % eines organischen Nichtsilikonweichmachers und/oder Silikonöls
besteht.
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Zur Herstellung der Vormischung kann die Gesamtmenge an &,&
-Dihydroxypolydimethylsiloxan in unvernetzter Form mit ein oder mehreren Weichmachern
gemischt werden; in einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße
Verfahren jedoch so ausgeführt, daß die Vormischung aus einem Teil der vorgesehenen
Gesamtmenge an t,C Dihydroxypolydimethylsiloxan und der Gesamtmenge oder einem Teil
der vorgesehenen Gesamtmenge eines organischen Nichtsilikonweichmachers und/oder
Silikonöls hergestellt und danach
mit den übrigen Bestandteilen
homogen vermischt wird.
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Als Silikonöle werden bevorzugt -Di -Di(trimethylsilyl)-polydimethylsiloxane
eingesetzt. Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, als Weichmacher für die
Vormischung eine Mischung aus 0 bis 90 Gew.% &,& -Di(trimethylsilyl)-polydimethylsiloxanen
und 100 bis 10 Gew.% organischen Nichtsilikonweichmachern einzusetzen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird eine Vormischung hergestellt und eingesetzt, die als mindestens
einen Weichmacher bei 250C flüssige Carbonsäureester aus gesättigten linearen aliphatischen
Monocarbonsäuren mit 1 bis 22 C-Atomen und/oder 1- bis 3-fach ungesättigten linearen
aliphatischen Moncarbonsäuren mit 3 bis 22 C-Atomen und einwertigen Alkoholen mit
1 bis 18 C-Atomen und/oder 2- oder dreiwertigen Alkoholen mit 2 bis 18 C-Atomen
enthält, wobei diese Ester ein Molekulargewicht von mindestens 115 und maximal 400
sowie einen Siedepunkt von mindestens 1200C aufweisen. Beispiele für geeignete Carbonsäureester
dieser Art sind n-Butyl- und Isobutylbutyrat, Ethylhexanoat, Ethyldecanoat, Isopropylmyristat,
Ethylpalmitat, Isopropylpalmitat und Butylstearat, sowie Carbonsäureester aus einfach
ungesättigten Monocarbonsäuren und einwertigen Alkoholen, beispielsweise Ethylundecylenat,
Isopropylundecylenat, Butylundecylenat, Ethylpalmitoleinat, Butylpalmitoleinat,
Ethyloleat und Butyloleat.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten kalthärtenden
Einkomponenten-Polysiloxanformmassen können weitere übliche Bestandteile enthalten,
z.B. anorganische Füllstoffe, beispielsweise pyrogene Kieselsäure, gefällte Kieselsäuren,
Diatomeenerde oder gemahlenen Quarz, ferner Metalloxide, beispielsweise Titandioxid,
Eisen-, Alumi-
nium- oder Magnesiumoxide, Ruß oder Silikate, beispielsweise
Aluminium- und/oder Magnesiumsilikate oder Ton, ferner vernetzend wirkende Substanzen,
z.B. Acetatvernetzer wie Methyltriacetoxysilan, Aminvernetzer wie Methyltris(cyclohexylamino)-silan
oder Benzamidvernetzer, sowie gegebenenfalls Beschleuniger, z.B. Dibutylzinndiacetat,
Pigmente, z.B. Kreide, Titandioxid u.dgl., sowie herkömmliche Haftvermittler.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Polysiloxanformmassen zeichnen sich
durch eine gute Lagerbeständigkeit aus.
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Die Vernetzung der homogenen Mischung wird durch Zutritt von Feuchtigkeit
bei Raumtemperatur in Gang gesetzt.
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Man erhält gummielastische, vernetzte Polysiloxanformmassen mit den
für Silikondichtungsmaterialien vorteilhaften Eigenschaften, wie guter bis sehr
guter Bruch-und Zerreißfestigkeit, guter bis sehr guter Haftung auf Glas, Kunststoffen
und Metallen sowie einer guten Handhabbarkeit und Wetterfestigkeit.
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Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polysiloxanformmassen
lassen sich besonders vorteilhaft als Dichtungsmassen und Bindemittel zur Herstellung
von Dichtungsmaterialien, insbesondere auf dem Bausektor, verwenden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen weiter erläutert.
Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes
angegeben ist.
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Vergleichsbeispiel 1 Eine acetatvernetzende Polysiloxanformmasse wurde
nach herkömmlichem Verfahren in einem evakuierbaren Schaufel-
kneter
unter Vakuum durch homogenes Vermischen der folgenden Bestandteile in der angegebenen
Reihenfolge hergestellt: Teile ,-Dihydroxypolydimethy1siloxan (Silikonpolymer),
Viskosität 60 00 bei 200C ca. 80 000 mPa.s hydrophobierte pyrogene Kiselsäure, 10,00
B.E.T.-Oberfläche ca.ll0 m d,L3-Di(trimethylsilyl)-polydimethylsiloxan (Silikonöl
100), Viskosität bei 2O0C ca. 100 mPa.s 25,74 Methyltriacetoxysilan (Acetat- 4,25
Vernetzer) Dibutylzinndiacetat (Beschleuniger) 0,01 100,00 Da als Weichmacher ausschließlich
ein mit den übrigen Bestandteilen, insbesondere dem Silikonpolymeren, sehr gut verträgliches
Silikonöl benutzt wurde, machte die Einarbeitung keine Schwierigkeiten und die Herstellung
der fertigen homogenen Mischung benötigte nur ca. 30 Minuten. Die erhaltene homogene
Mischung wurde unter Feuchtigkeitsausschluß in Kunststoffkartuschen abgefüllt und
entsprechend gelagert. Nach sechsmonatiger Lagerzeit war das Produkt unverändert
gebrauchsfertig. Eine aus einer Kartusche herausgepreßte Probe vernetzte bei Zutritt
von Feuchtigkeit zu einer gummielastischen Masse, die nach einer Vernetzungszeit
von 7 Tagen einer anwendungstechnischen Prüfung unterzogen wurde. Die Ergebnisse
dieser Prüfung sind in der Tabelle 1 zusammengestellt.
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Sie weisen das Produkt als einen dem Stand der Technik entsprechenden
Silikondichtstoff mit den bekannten vorteilhaften Eigenschaften aus.
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Vergleichsbeispiel 2 Es wurde in der gleichen Weise und nach der gleichen
Rezeptur verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 mit dem Unterschied, daß anstelle
der 25,74 Teile Silikonöl 100 eine Weichmacherkombination aus 12,87 Teilen Silikonöl
100 und 12,87 Teilen Mineralölweichmacher eingesetzt wurde. Der Mineralölweichmacher
besaß einen Siedebereich von 240 bis 370°C, eine Viskosität bei 20°C von 14,4 mm²
und enthielt 1% aromatischen, 45% naphthenischen und 54% paraffinischen Kohlenstoff.
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Die Mischungszeit bis zur Erreichung der erforderlichen Homogenität
betrug ca. 40 Minuten. Sie wurde wesentlich bestimmt durch die ziemlich umständliche
Handhabung des hochviskosen Silikonpolymeren und dadurch, daß die Einarbeitung des
mit der Silikondichtmasse nicht in gleichem Maße wie Silikonöl verträglichen Mineralölweichmachers
relativ langsam erfolgte.
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Die erhaltene homogene Mischung wurde unter Feuchtigkeitsausschluß
in Kunststoffkartuschen abgefüllt und entsprechend gelagert. Die Mischung war nach
sechsmonatiger Lagerzeit unverändert gebrauchsfertig. Eine aus einer Kartusche herausgepreßte
Probe vernetzte bei Zutritt von Feuchtigkeit zu einer gummielastischen Masse, die
nach einer Vernetzungszeit von 7 Tagen einer anwendungstechnischen Prüfung unterzogen
wurde. Die Ergebnisse der Untersuchungen an der fertigen vernetzten Silikondichtmasse
sind ebenfalls in Tabelle 1 zusammengestellt.
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Daraus geht hervor, daß die Eigenschaften dieses Silikondichtstoffes
nicht so gut sind wie diejenigen der Silikondichtmasse aus Vergleichsbeispiel 1
mit einem ausschließzeichen Gehalt an Silikonöl als unproblematischem, aber teuren
Weichmacher.
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Vergleichsbeispiel 3 Es wurde in der gleichen Weise und nach der gleichen
Rezeptur verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 mit dem Unterschied, daß anstelle
des Silikonöls eine entsprechende Weichmachermenge aus 9 Teilen Silikonöl 100 und
16,74 Teilen Mineralölweichmacher eingesetzt wurde.
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Der Mineralölweichmacher besaß die gleichen physikalischen Eigenschaften,
die in Vergleichsbeispiel 2 angegeben sind.
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Wegen des erhöhten Gehaltes an Mineralölweichmacher wurden zur Herstellung
einer Formmasse mit der erforderlichen Homogenität ca. 45 Minuten benötigt.
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Die Ergebnisse der Untersuchungen an der fertigen vernetzten Silikondichtmasse
sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Daraus geht hervor, daß das fertige Produkt
deutlich verschlechterte Eigenschaften aufweist, wie eine fettige Oberfläche infolge
des Ausschwitzens eines Teils des Öls und in bezug auf PVC und Aluminium ein deutlich
geringeres Haftvermögen.
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Tabelle 1 (Vergleichsversuche) Die Proben der durch Feuchtigkeitszutritt
bei Raumtemperatur vernetzten Silikonformmassen wurden nach 7 tägiger Lagerung im
Normklima untersucht.
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Vergleichsbeispiel 1 2 3 Herstellungszeit der homogenen Mischung (Min.)
30 40 45 Aussehen opak opak opak Oberfläche glatt, glatt, glatt, trocken trocken
fettig Modul bei 100 % Dehnung (MPa) 0,3 0,3 0,3 Bruchdehnung (%) 460 450 480 Zerreißfestigkeit
(MPa) 1,1 1,0 1,1 Haftung auf: Glas 1 1 1 PVC 2 2 3 Aluminium 1 1 2 +)Bewertungsskala
von 1 (sehr gute Haftung, 100% Kohäsionsbruch) bis 5 (keine Haftung)
Beispiel
1 Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine kalthärtende Einkomponenten-Polysiloxanformmasse
unter Verwendung einer Vormischung hergestellt. Die Gesamtformulierung der Formmasse
war wie folgt Teile -Dihydroxypolydimethylsiloxan O 60,00 (= Silikonpolymer), Viskosität
bei 20 C ca. 80 000 mPa.s Mineralölweichmacher+) 12,50 (Siedebereich 240-370°C Silikonöl
100 13,24 10,00 pyrogene Kieselsäure, 2 B.E.T.-Oberfläche ca. 110 m Methyltriacetoxysilan
4,25 (Acetatvernetzer) Dibutylzinndiacetat (Beschleuniger) 0,01 +)physikalische
Eigen- 100,00 schaften siehe Vergleichsbeispiel 2 Von dieser Formulierung wurden
12,5 Teile = ca. 20,8% der Gesamtmenge an Silikonpolymeren zusammen mit den 12,5
Teilen Mineralölweichmacher für die Vormischung abgezweigt und gesondert homogen
vermischt. Es wurde eine klare, relativ dünnflüssige Lösung erhalten, die erheblich
einfacher zu handhaben war, z.B. beim Gießen, Wägen und Fördern, als die Komponenten
für sich alleine.
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Diese Vormischung wurde zu der restlichen Menge (47,5 Teile) an Silikonpolymeren
im evakuierbaren Schaufelkneter unter Vakuum und ständigem Vermischen zugegeben.
Die weiteren Bestandteile folgten in der in der Formulierung
angegebenen
Reihenfolge ebenfalls unter ständigem Vermischen, wobei nach ca. 35 Minuten eine
vollständig homogene Mischung erhalten wurde. Das fertige Produkt wurde unter Feuchtigkeitsausschluß
in Kunststoffkartuschen abgefüllt und entsprechend gelagert. Das Produkt war nach
sechsmonatiger Lagerzeit unverändert gebrauchsfertig. Für die Qualitätsprüfung wurde
eine Probe aus einer Kartusche entnommen und unter Zutritt von Feuchtigkeit zu einer
gummielastischen Masse vernetzt, die nach einer Vernetzungszeit von 7 Tagen untersucht
wurde. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in der Tabelle 2 zusammengestellt.
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Ein Vergleich mit den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele 1, 2 und
3 in Tabelle 1 zeigt, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Polysiloxanformmasse praktisch gleich gute Gebrauchseigenschaften aufweist wie die
Formmasse des Vergleichsbeispiels 1 ohne organische Weichmacher, d.h. mit ausschließlich
gut verträglichem, aber teurem Silikonöl als Weichmacher, wobei die Herstellungszeiten
für die homogenen Mischungen vergleichbar günstig sind. Gegenüber Vergleichsbeispiel
2 besitzt das Produkt aus Beispiel 1 den Vorteil einer deutlich kürzeren Herstellungszeit
der homogenen Mischung und der leichteren Handhabbarkeit der einzusetzenden Bestandteile.
Gegenüber der Formmasse des Vergleichsbeispiels 3 ist die Formmasse des Beispiels
1 hinsichtlich der Oberflächenbeschaffenheit und des Haftvermögens deutlich überlegen.
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Beispiel 2 In der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine kalthärtende Einkomponenten-Polysiloxanformmasse
aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Teile ,-Dihydroxypolydimethylsiloxan
0 (= Silikonpolymer), Viskosität bei 20 C 60,00 ca. 80 000 mPa.s Mineralölweichmacher
(wie Beispiel 1) 16,75 Silikonöl 100 8,99 pyrogene Kieselsäure (wie Beispiel 1)
10,00 Acetatvernetzer (wie Beispiel 1) 4,25 Beschleuniger (wie Beispiel 1) 0,01
100,00 Von dieser Formulierung wurden 16,75 Teile = ca. 28% der Gesamtmenge an Silikonpolymeren
zusammen mit der Gesamtmenge an Mineralölweichmacher (ebenfalls 16,75 Teile) für
die Vormischung abgezweigt und gesondert homogen vermischt. Es wurde eine klare,
relativ dünnflüssige Lösung erhalten, die ebenfalls erheblich einfacher zu handhaben
war als die Komponenten für sich alleine.
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Die weitere Verarbeitung erfolgte wie in Beispiel 1.
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Die Herstellungszeit für die homogene Mischung betrug ähnlich wie
in Beispiel 1 ca. 35 Minuten.
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Die erhaltene homogene Mischung wurde ebenfalls unter Feuchtigkeitsausschluß
in Kunststoffkartuschen abgefüllt und entsprechend gelagert. Die Mischung war nach
sechsmonatiger Lagerung noch unverändert, ist also lagerstabil.
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Proben der hergestellten Mischung wurden danach aus einer Kartusche
herausgepreßt, unter Zutritt von Feuchtigkeit zu einer gummielastischen Masse vernetzt
und nach einer Vernetzungszeit von 7 Tagen einer anwendungstechnischen Prüfung unterzogen.
Die Ergebnisse dieser Prüfung sind in der Tabelle 2 zusammengestellt. Sie zeigen,
daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Produkt nach der Aushärtunq
ebenfalls gute Gebrauchseigen-
schaften aufweist, die denen des
Produktes aus Vergleichsbeispiel 3 deutlich überlegen sind, obwohl die Herstellung
der homogenen Mischung wesentlich weniger Zeit in Anspruch nahm (35 Minuten statt
45 Minuten in Vergleichsbeispiel 3).
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In den folgenden Beispielen 3 bis 5 wird der günstige Einfluß eines
steigenden Vormischungsanteils auf die Herstellungsdauer der homogenen Mischungen
demonstriert.
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Beispiel 3 Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde eine Polysiloxanformmasse
mit der folgenden Formulierung hergestellt: Teile Silikonpolymeres (wie Beispiel
1) 60,00 Mineralölweichmacher (wie Beispiel 1) 10,30 Isopropylmyristat 10,30 Silikonöl
100 5,14 pyrogene Kieselsäure (wie Beispiel 1) 10,00 Acetatvernetzer (wie Beispiel
1) 4,25 Beschleuniger (wie Beispiel 1) 0,01 100,00 Von dieser Formulierung wurden
20,6 Teile = ca. 34,3% der Gesamtmenge an Silikonpolymeren zusammen mit der Gesamtmenge
(jeweils 10,3 Teile) an Mineralölweichmacher und Isopropylmyristat als Nichtsilikonweichmacher
für die Vormischung abgezweigt und gesondert homogen vermischt. Die relativ dünnflüssige
Vormischung wurde zu der restlichen Menge an Silikonpolymeren (39,40 Teile) im evakuierbaren
Schaufelkneter unter Vakuum zugegeben.
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Die weitere Verarbeitung erfolgte in der gleichen Weise
wie
in Beispiel 1. Die Herstellungszeit für die homogene Mischung betrug ca. 35 Minuten.
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Die unter Zutritt von Wasser erhaltene vernetzte gummielastische Formmasse
wurde einer anwendungstechnischen Prüfung unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle
2 zusammengestellt.
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Beispiel 4 Es wurde eine weitere kalthärtende Einkomponenten-Polysiloxanformmasse
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben.
Die Gesamtzusammensetzung war wie folgt: Teile Silikonpolymeres (wie Beispiel 1)
60,00 Mineralölweichmacher (wie Beispiel 1) 12,87 Silikonöl 100 12,87 Kieselsäure
(wie Beispiel 1) 10,00 Acetatvernetzer (wie Beispiel 1) 4,25 Beschleuniger (wie
Beispiel 1) 0,01 100,00 Von dieser Formulierung wurden 25,74 Teile = ca. 42,9% der
Gesamtmenge an Silikonpolymeren zusammen mit den Gesamtmengen (jeweils 12,87 Teile)
an Mineralölweichmacher und Silikonöl 100 für die Vormischung abgezweigt und gesondert
homogen vermischt. Die relativ dünnflüssige Vormischung wurde anschließend zu der
restlichen Menge an Silikonpolymeren (34,26 Teile) im evakuierbaren Schaufelkneter
unter Vakuum zugegeben. Die weitere Verarbeitung erfolgte in der gleichen Weise
wie in Beispiel 1. Die
Herstellungszeit für die homogene Mischung
betrug ca.
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30 Minuten.
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Die unter Zutritt von Wasser erhaltene vernetzte gummielastische Formmasse
wurde anwendungstechnisch geprüft.
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Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 2 enthalten.
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Beispiel 5 Eine weitere kalthärtende Einkomponenten-Polysiloxanformmasse
wurde entsprechend der nachfolgenden Formulierung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt: Teile Silikonpolymeres (wie Beispiel 1) 60,00 Mineralölweichmacher
(wie Beispiel 1) 7,35 Isopropylmyristat 11,04 Silikonöl 100 7,35 Kieselsäure (wie
Beispiel 1) 10,00 Acetatvernetzer (wie Beispiel 1) 4,25 Beschleuniger (wie Beispiel
1) 0,01 100,00 Von dieser Formulierung wurden 47,80 Teile = ca. 79,7% der Gesamtmenge
an Silikonpolymeren zusammen mit den Gesamtmengen an Mineralölweichmacher (7,35
Teile), Isopropylmyristat (11,04 Teile) und Silikonöl 100 (7,35 Teile) für die Vormischung
abgezweigt und gesondert homogen vermischt. Die relativ dünnflüssige Vormischung
wurde zu der restlichen Menge an Silikonpolymeren (12,20 Teile) im evakuierbaren
Schaufelkneter unter Vakuum zugegeben. Die weitere Verarbeitung erfolgte in der
gleichen Weise wie in Beispiel 1. Die Herstellungszeit für die homogene Mischung
betrug ca. 25 Minuten.
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Die unter Zutritt von Wasser erhaltene vernetzte gummielastische Formmasse
wurde anwendungstechnisch geprüft.
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Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 enthalten.
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Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, sind die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
unter Verwendung von Vormischungen erhaltenen kalthärtenden Einkomponenten-Polysiloxanformmassen
in erstaunlich kurzer Zeit herzustellen, wobei die bei der herkömmlichen Arbeitsweise
zu beobachtenden Schwierigkeiten bei der Einarbeitung von Weichmachern auf Nichtsilikonbasis,
die zu deutlich längeren Herstellungszeiten für die homogenen Mischungen führen,
beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht auftreten.
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Tabelle 2: Erfindungsgemäß hergestellte Polysiloxanformmassen Beispiele
1 2 3 4 5 Herstellung der homogenen Mischung (Min.) 35 35 35 30 25 Aussehen opak
opak opak opak opak Oberfläche glatt, glatt, glatt, glatt, glatt trocken trocken
trocken trocken trocken Modul bei 100 % Dehnung (MPa) 0,3 0,3 0,2 0,3 0,3 Bruchdehnung
(%) 490 500 660 460 580 Zerreißfestigkeit (MPa) 1,2 1,1 0,9 1,1 1,0 Haftung1) auf:
Glas 1 1 1 1 1 PVC 2 2 3 2 2 Aluminium 1 1 1 1 1 1) Bewertungsskala siehe Tabelle
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