DE3411311C2 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung betrifft eine siliciumorganische Verbindung,
insbesondere ein cyclisches Organopolysiloxan der im
Anspruch 1 definierten Art sowie bei Raumtemperatur ver
netzbare Organopolysiloxanmassen gemäß Anspruch 3, die
dieses Organopolysiloxan enthalten.
Die mit dem neuen Organopolysiloxan hergestellten Organo
polysiloxanmassen zeichnen sich vor allem durch eine
verbesserte Vernetzbarkeit aus.
Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmassen,
sogenannte RTV-Silikonkautschuktypen, d. h. bei Raumtemperatur
vulkanisierbare oder vernetzbare Silikongummimassen, die bei
Raumtemperatur zu einem gummielastischen Elastomer vernetzen,
sind in mehreren Qualitäten und Typen bekannt. Solche bei
Raumtemperatur vernetzenden Silikongummimassen sind als
Zweikomponentenmassen und als Einkomponentenmassen bekannt.
Die Zweikomponentenmassen gelangen in zwei verschiedenen
Behältern abgepackt in den Handel, wobei jeder der beiden
Behälter verschiedene Komponenten bzw. vorgemischte Komponenten
gemische der Gummidichtung enthält, die dann erst unmittelbar
vor der Benutzung miteinander vermischt werden, um ein vor
zeitiges Vernetzen während der Lagerung zu vermeiden. Dagegen
gelangen die Einkomponentenmassen bereits fertig gemischt in
einem Gebinde in den Handel; sie sind ausreichend gut lager
fähig, so daß die Komponenten dieser Einkomponentenmassen
nicht erst unmittelbar vor der Anwendung von dem Benutzer
miteinander vermischt zu werden brauchen.
Die verschiedenen bei Raumtemperatur vernetzenden Silikon
gummimassen werden weiterhin nach der Art ihres Vernetzungs
mechanismus klassifiziert. So vernetzen beispielsweise zahl
reiche bei Raumtemperatur vernetzende Silikongummimassen
aufgrund einer Kondensationsreaktion, bei der die unterschied
lichsten Konsensationsprodukte gebildet werden, so z. B.
Carbonsäuren, beispielsweise Essigsäure, Alkohole, Amino-
oxim-Verbindungen, Amine oder Oxime, je nach der Art der
funktionellen Gruppen, die an der Kondensationsreaktion
beteiligt sind, bzw. die Kondensation bewirken. Carbonsäuren,
Amino-oxim-Verbindungen, Amine und Oxime sind jedoch toxische
oder korrodierende Substanzen, so daß bei Raumtemperatur
vernetzte Silikongummimassen, die diese schädlichen Gase
und Dämpfe beim Vernetzen entwickeln, nicht nur unter guter
Belüftung verwendet werden müssen, sondern auch nicht in
Berührung mit Metallen verwendet werden dürfen. Solche
Probleme hinsichtlich der Kondensationsprodukte treten
selbstverständlich nicht bei den Massen auf, bei denen
während der Vernetzungskondensation Alkohol als Kondensations
produkt entsteht. Diese Massen dagegen weisen den Nachteil
auf, daß sie generell nur bedingt lagerfähig sind, relativ
langsam vernetzen und zu vernetzten Gummiqualitäten führen,
die nur mäßig gute mechanische Eigenschaften aufweisen,
insbesondere zur Brüchigkeit neigen.
Üblicherweise werden zahlreiche bei Raumtemperatur ver
netzende Silikongummimassen weiterhin mit Vernetzungsbe
schleunigern oder Cokatalysatoren für die Vernetzung versetzt,
beispielsweise mit Titanalkoxiden oder Metallsalzen organischer
Säuren. Die unter Zusatz solcher Additive vernetzten
Silikongummitypen weisen jedoch unter den Verbleib der Additive
in den Elastomeren Verfärbungen und beeinträchtigte Kenndaten
für ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften auf,
wobei von der Toxizität der in den vernetzten Elastomeren
bleibenden Metallverbindungen einmal ganz abgesehen werden
soll.
Um all diesen Problemen zu begegnen, sind bei Raumtemperatur
vernetzende Silikongummimassen bekannt geworden, die unter
Freisetzung von Ketonen kondensieren (vgl. beispielsweise
JP 51-39 274, JP 51-39 673 und JP 54-44 669). Diese Deketonisie
rungskondensationselastomere weisen eine gute Haftung auf
Substratoberflächen und praktisch keine korrodierende Wirkung
auf, sind jedoch nur beschränkt dehnbar.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, neue bei Raumtemperatur vernetzbare
Organopolysiloxanmassen unter Verwendung neuer Organopoly
siloxane zu schaffen, bei denen die vorstehend beschriebenen
Probleme beim Vernetzen nicht auftreten und die zu Elastomeren
mit verbesserten Kenndaten führen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung neue cycli
sche Organopolysiloxane mit in diesem Zusammenhang neuen
funktionellen Gruppen, die durch die folgende allgemeine
chemische Formel gekennzeichnet sind,
in der jeder der Reste R ein einwertiger Kohlenwasserstoff
rest mit ein bis acht Kohlenstoffatomen ist, der unsubstitu
iert oder mit Halogen oder Cyanogruppen substituiert sein
kann, oder unabhängig von den anderen Substituenten eine
Trimethylsiloxylgruppe sein kann, der Rest R¹ jeweils ein
Wasserstoffatom oder ein substituierter oder unsubstituierter
einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit ein bis acht Kohlen
stoffatomen jeweils unabhängig von den anderen Substituenten
sein kann, der Index m eine der Zahlen 0, 1 oder 2 und der
Index n eine der Zahlen 1, 2 oder 3 mit der Maßgabe sind,
daß die Summe m+n gleich 3 oder 4 ist.
Die durch die Erfindung geschaffene bei Raumtemperatur
vernetzbare Organopolysiloxanmasse hat folgende Zusammen
setzung:
- (a) 100 Gew.-Teile eines Diorganopolysiloxans, das an beiden molekularen Kettenenden jeweils am endständigen Siliciumatom gebunden jeweils eine Hydroxylgruppe trägt;
- (b) 0,01 bis 25 Gew.-Teile eines cyclischen Organopoly siloxans der oben angegebenen allgemeinen chemischen Formel I, in der der Index n den Wert 2 oder 3 hat;
- (c) 0,01 bis 25 Gew.-Teile eines zweiten cyclischen Organo polysiloxans der allgemeinen chemischen Formel in der R und R¹ die gleiche Bedeutung wie vorstehend ange geben haben, der Index p eine der Zahlen 3, 4, 5 oder 6 und der Index q 0 oder eine positiv ganze Zahl mit der Maßgabe sind, daß die Summe p+q gleich 3, 4, 5 oder 6 ist; und
- (d) 0,001 bis 5 Gew.-Teile eines Organo polysiloxans mit mindestens einer Guanidinogruppe der all gemeinen chemischen Formel (R²₂N-)₂C = N- (III)im Molekül, wobei in der Formel III die Reste R² jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen einwertigen Kohlenwasserstoffrest bedeuten.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Beispielen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das IR-Spektrum des cyclischen Organo
polysiloxans nach Beispiel 1;
Fig. 2 das IR-Spektrum des cyclischen Organo
polysiloxans nach Beispiel 2;
Fig. 3 das IR-Spektrum des cyclischen Organo
polysiloxans nach Beispiel 3 und
Fig. 4 das IR-Spektrum des cyclischen Organo
polysiloxans nach Anspruch 4.
Im folgenden ist zunächst das neue cyclische Organopolysiloxan
gemäß der Erfindung näher beschrieben, das durch die allge
meine chemische Formel I wiedergegeben ist. Wie der Formel
entnommen werden kann, sind die charakteristischen funktionellen
Gruppen dieses Organopolysiloxans der 3,3,3-Trifluorpropylrest
-CH₂CH₂CF₃ und ein Alkenyloxyrest -O-CR¹=CHR¹. Wenn die
Reste R und R¹ jeweils ein unsubstituierter einwertiger
Kohlenwasserstoffrest mit eins bis acht Kohlenwasserstoffatomen
sind, so können diese Reste ein Alkyl sein, vorzugsweise
Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl, können eine Cycloalkylgruppe,
vorzugsweise Cyclopentyl oder Cyclohexyl, sein, können
Alkenyl, vorzugsweise Vinyl, Allyl oder Hexenyl sein,
können ein Arylrest sein, vorzugsweise Phenyl, Tolyl oder
Xylyl, oder können eine Aralkylgruppe sein, vorzugsweise
Benzyl oder 2-Phenylethyl. Wenn diese Kohlenwasserstoffreste
mit Halogen oder der Cyanogruppe substituiert sind, sind sie
vorzugsweise Chlormethyl, 3-Chlorpropyl, 3,3,3-Trichlorpropyl,
3,3,3-Trifluorpropyl, Chlorcyclohexyl, Bromphenyl oder
entsprechende halogensubstituierte Kohlenwasserstoffreste,
oder 2-Cyanoethyl, 3-Cyanopropyl, 4-Cyanobutyl, 2-Cyanobutyl
oder entsprechende, insbesondere einfach mit der Cyanogruppe
substituierte Kohlenwasserstoffreste.
Als Beispiele für cyclische Organopolysiloxane der Erfindung
seien die folgenden durch ihre Strukturformel wiedergegebenen
Substanzen genannt,
die als bevorzugte Beispiele zu
verstehen sind. In den folgenden Formeln bedeuten Me Methyl,
Pr Propyl und Ph Phenyl:
Zur Herstellung des vorstehend beschriebenen cyclischen
Organopolysiloxans kann beispielsweise von 1,3,5,7-Methyl
cyclotetrasiloxan ausgegangen werden, das im folgenden
abkürzend als "H₄" bezeichnet ist. Die Synthese erfolgt
über drei Stufen. Für den Fachmann ist dabei, wenn im
folgenden die Synthese des Cyclotetrasiloxans beschrieben
ist, offensichtlich, daß als Ausgangsprodukt zur Herstellung
des entsprechenden Cyclopentasiloxanendprodukts, in dem die
Summe m+n gleich 4 ist, die Synthese vom entsprechenden
1,3,5,7,9-Pentmethylcyclopentasiloxan ihren Ausgang nimmt.
Der erste Syntheseschritt ist eine partielle Chlorierung,
bei der zwei oder drei direkt an Silicium gebundene Wasser
stoffatome im H₄ durch Chlor substituiert werden, wobei
das entsprechende Tetramethyldichlorcyclotetrasiloxan der
Formel
entsteht, das im folgenden abgekürzt als "H₄Cl₂" bezeichnet
ist, bzw. das bei dreifacher Chlorsubstitution gebildete
Tetramethyltrichlorcyclotetrasiloxan der Formel
gebildet wird, das im folgenden kurz als "H₄Cl₃" bezeichnet
ist.
Der zweite Syntheseschritt ist eine Additionsreaktion, bei
der ein oder zwei verschiedene ethylenisch ungesättigte
Kohlenwasserstoffe von denen zumindest einer 3,3,3-Tri
fluorpropen CH₂=CH-CF³ ist, mit mindestens einem der an
Silicium gebundenen Wasserstoffatome des in der ersten Ver
fahrensstufe hergestellten H₄Cl₂ oder H₄Cl₃ in Gegenwart
eines geeigneten Katalysators umgesetzt werden, wobei ein
trifluorpropylsubstituiertes Cyclotetrasiloxan der Formel
erhalten wird, in dem R die gleiche Bedeutung wie oben an
gegeben hat, der Index m 0 oder 1 ist, und die Summe m+n
gleich 3 ist. Diese Additionsreaktion läuft problemlos bei
Temperaturen im Bereich von 50° bis 150°C in Gegenwart eines
Katalysators ab, der ein Metall der achten Gruppe des Perio
densystems der Elemente enthält, wobei als Katalysatoren
vorzugsweise Chlorplatinsäure, eine alkoholmodifizierte
Chlorplatinsäure, Komplexverbindungen von Chlorplatinsäure
mit einem Olefin, Platinschwamm oder ein aus massivem metalli
schem Platin bestehender Katalysator, der auf Kieselsäure
oder Aluminiumoxid als Träger aufgebracht ist. Gleicherweise
werden als Katalysatoren für diese Additionsreaktion vor
zugsweise Rhodium-Olefin-Komplexe verwendet. Diese Katalysatoren
werden vorzugsweise als Lösungen eingesetzt, und zwar ins
besondere gelöst in Alkoholen, Ketonen, Ethern oder Kohlen
wasserstoffen.
In der dritten Synthesestufe werden dann die an die
Siliciumatome gebundenen Chloratome in dem in der zweiten
Synthesestufe erhaltenen trifluorpropylsubstituierten
Cyclotetrasiloxan durch Alkenyloxyreste der Formel
-O-CR¹=CHR¹ ersetzt, vorzugsweise durch -O-CMe=CH₂. Die
Reaktion wird in einem Reaktionsgemisch durchgeführt, das
beispielsweise folgende Zusammensetzung hat: 1 mol des
in der zweiten Synthesestufe erhaltenen fluorpropylenthal
tenden Cyclotetrasiloxans, 27 mol eines Ketons, beispiels
weise Aceton, N,N-Dimethylformamid in einer Menge von
20 Gew.-%, bezogen auf das Aceton, Triethylamin als Säureakzeptor
in einer Menge von 1,3 mol je Mol siliciumgebundener Chlor
atome im Siloxanreaktanten und 2 g Kupfer(I)-chlorid als
Katalysator. Das Reaktionsgemisch wird auf mindestens 60°C
erwärmt und 4 bis 10 h unter Acetonrückfluß gehalten. Als
Reaktionsprodukt wird eine Substanz der Formel
erhalten, in der die Indices m und n jeweils die gleiche
Bedeutung wie oben angegeben haben und der Alkenyloxyrest
-O-CR¹=CHR¹ die Isopropenyloxygruppe -O-CMe=CH₂ ist,
wenn als Keton Aceton eingesetzt wird.
Wenn einer der Reste R eine Trimethylsiloxygruppe der
Formel -O-SiMe₃ ist, wird statt H₄ als Ausgangssubstanz
1-Trimethylsiloxy-1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxan
der Formel
verwendet, das im folgenden kurz als "HT₄₁" bezeichnet ist.
Bei Verwendung dieses Cyclotetrasiloxans HT₄₁ als Ausgangs
substanz wird nach der ersten und der zweiten vorstehend
beschriebenen Reaktionsstufe ein Cyclotetrasiloxan der
Formel
erhalten. Die Dehydrochlorierung dieser Substanz mit einem
entsprechenden Keton, beispielsweise mit Aceton, führt dann
zu dem als Endprodukt angestrebten trifluorpropylsubstitu
ierten und alkenyloxy-substituierten Cyclotetrasiloxan.
Die vorstehend beschriebenen trifluorpropylsubstituierten
und alkenyloxysubstituierten Cyclopolysiloxane sind vor
zugsweise als Vernetzungsmittel für Organopolysiloxane
einsetzbar, die endständige, siliciumgebundene Hydroxyl
gruppen tragen, wenn in der vorstehend genannten allgemeinen
chemischen Formel der Index n 2 oder 3 ist. In der Erkenntnis,
diese Cyclopolysiloxane als Vernetzungsmittel in der
vorstehend beschriebenen Weise einsetzen zu können, liegt
ein wesentlicher Grundgedanke der vorliegenden Erfindung.
Aufbauend auf dieser Erkenntnis schafft die Erfindung die
Formulierung der bei Raumtemperatur vernetzbaren Organopoly
siloxanmasse, die die vorstehend beschriebenen Komponenten
(a) bis (d) enthält, von denen die Komponente (b) das oben
beschriebene neue trifluorpropylsubstituierte und alkenyl
oxysubstituierte Cyclopolysiloxan ist, das innerhalb der
angegebenen Grenzen ein wirksames Additiv ist, das die
Probleme behebt, die in der eingangs geschilderten Weise
im Umgang mit den bei Raumtemperatur vernetzenden Silikon
gummimassen nach dem Stand der Technik auftreten.
Grundkomponente, das heißt die Komponente (a) der bei
Raumtemperatur vernetzbaren Organopolysiloxanmasse gemäß
der Erfindung, ist ein Diorganopolysiloxan mit zumindest im
wesentlichen linearen Molekülstruktur und direkt an Silicium
atome gebundenen endständigen Hydroxylgruppen. Die organischen
Gruppen dieses Diorganosiloxans sind unsubstituierte und
gegebenenfalls substituierte einwertige Kohlenwasserstoff
reste derselben Art, wie sie für den Rest der alkenyl
oxyenthaltenden Cyclopolysiloxane oben definiert ist. Vor
zugsweise hat das als Komponente (a) eingesetzte Diorgano
polysiloxan eine kinematische Viskosität von mindestens
25 mm²/s bei 25°C, um für das durch Vernetzen der Organo
polysiloxanmasse der Erfindung erhaltene Silikonelastomer
überragende mechanische Kenndaten, insbesondere Elastizi
tätsdaten, zu gewährleisten.
Die Komponente (b) ist das trifluorpropylsubstituierte und
alkenyloxysubstituierte Cyclopolysiloxan der allgemeinen
chemischen Formel I, in der der Index n 2 oder 3
sein sollte, um dieses Cyclopolysiloxan als Vernetzungs
mittel für die Komponente (a) insbesondere geeignet sein
zu lassen. Die Alkenyloxygruppe -O-CR¹=CHR¹ ist vorzugs
weise eine der folgenden Gruppen: Isopropenyloxy,
1-Isobutenyloxy, 1-Methyl-1-propenyloxy, 1,4-Dimethyl-
1,3-pentadienyloxy oder Cyclohexenyloxy. Bezüglich der
zuletzt genannten Cyclohexenylgruppe sind die oben für den
Rest R¹ genannten Bedeutungen auch dahingehend zu inter
pretieren, daß zwei der Reste R¹ gemeinsam die Bedeutung
einer zweiwertigen Butylengruppe CH₂ ₄ haben und
gemeinsam einen sechsgliedrigen Kohlenstoffring bilden.
Als Beispiele, und zwar als bevorzugte Beispiele für die
vorstehend erläuterten trifluorpropylsubstituierten und
alkenylsubstituierten Cyclopolysiloxane seien die folgenden
Substanzen aufgeführt, die durch ihre allgemeinen chemi
schen Formeln wiedergegeben sind:
Die Komponente (b) liegt in der Organopolysiloxanmasse
gemäß der Erfindung in einer Menge vorzugsweise im Bereich
von 0,01 bis 25 Gew.-Teile, vorzugsweise im Bereich von
0,1 bis 10 Gew.-Teile je 100 Gew.-Teile der Komponente (a)
vor, um die Masse gemäß der Erfindung bei Raumtemperatur
mit ausreichend hoher Geschwindigkeit vernetzen zu lassen
und zu vernetzten Elastomeren zu gelangen, die ungewöhnlich
gute Kenndaten aufweisen.
Auch die Komponente (c) ist ein alkenyloxysubstituiertes
Cyclopolysiloxan der allgemeinen Formel (II), in der der
Alkenyloxyrest -O-CR¹=CHR¹ gleich oder aber auch verschie
den von der in der Komponente (b) verwendeten Alkenyloxy
gruppe sein kann, vorzugsweise jedoch aus den für diese
Alkenyloxygruppe der Komponente (b) vorzugsweise genannten
Klassen und Gruppen ausgewählt ist. Die übrigen organischen
Reste, die von der Definition des Restes R eingeschlossen
sind und direkt an die Siliciumatome des Moleküls gebunden
sind, können ähnliche Reste sein, wie sie oben im Zusammen
hang mit der Komponente (b) mit demselben Symbol bezeichnet
sind, mit Ausnahme jedoch des Restes 3,3,3-Trifluorpropyl.
Beispiele, und zwar bevorzugte Beispiele für Cyclopolysi
loxane, die als Komponente (c) Verwendung finden können,
sind die folgenden:
Der Anteil der in der Organopolysiloxanmasse gemäß der
Erfindung vorliegenden Komponente (c) ist vorzugsweise im
Bereich von 0,01 bis 25 Gew.-Teile, insbesondere vorzugs
weise im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-Teile je 100 Gew.-Teile
der Komponente (a). Wenn der Anteil der Komponente (c)
im Gemisch kleiner als der oben angegebene Grenz
wert von 0,01 Gew.-Teilen ist, weist die Organopolysiloxan
masse keine zufriedenstellende Vernetzbarkeit auf, während
bei einem Anteil dieser Komponente von größer als
50 Gew.-Teilen die Gummielastizität des aus solchen Massen
erhaltenen Elastomers ungünstig beeinflußt wird und die
Masse beim Vernetzen in unerwünschter Weise übermäßig
stark schrumpft.
Das polyfunktionelle cyclische Organopolysiloxan, das als
Komponente (c) eingesetzt wird, kann nach an sich bekannten
Verfahren hergestellt werden, wobei ein Halogen enthaltendes
cyclisches Organopolysiloxan mit einem Keton, beispiels
weise Aceton, umgesetzt wird, um dabei eine unter
Halogenwasserstoffabspaltung verlaufende Kondensation
in Gegenwart eines geeigneten Säureakzeptors wie bei
spielsweise Triethylamin oder Dimethylanilin oder in
Gegenwart von metallischem Natrium, je nach den gegebenen
Reaktionsbedingungen, herbeizuführen und zwar unter Ver
wendung eines Katalysators wie beispielsweise Zinkchlorid,
Kupferchlorid und ähnlichem. Als Reaktionsmedium wird
dafür vorzugsweise ein polares organisches Lösungsmittel
verwendet.
Die Komponente (d) in der Organopolysiloxanmasse gemäß der
Erfindung dient als Vernetzungsbeschleuniger und kann als
eine Guanidingruppe enthaltendes Silan oder Polysiloxan
beschrieben werden, das mindestens eine Guanidinogruppe
der allgemeinen Formel III je Molekül enthält.
Die in dieser Formel mit dem Symbol R² bezeichneten
Reste können jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff
atome oder einwertige Kohlenwasserstoffreste sein. Als
Guanidinogruppe wird vorzugsweise insbesondere der Tetra
methylguanidinorest der Formel (Me₂N-)₂C=N- eingesetzt.
Dabei ist das organische Brückenglied in dem Guanidinorest
und dem Siliciumatom nicht spezifisch kritisch, jedoch wird
für dieses Brückenglied vorzugsweise eine Alkylengruppe
oder eine Oxyalkylengruppe gewählt.
Als Beispiele, die vorzugsweise für das die Guanidingruppe
enthaltende Silan oder Polysiloxan eingesetzt werden, seien
die folgenden Substanzen durch ihre Strukturformeln genannt:
Diese die Guanidinogruppe enthaltenden Silane oder Poly
siloxane sind in einfacher Weise durch Halogenwasserstoff
abspaltung bei der Reaktion von Guanidin oder eines ent
sprechend substituierten Guanidins mit einem Organosilan
oder Organopolysiloxan herstellbar, die mindestens eine
Halogenalkylgruppe aufweisen, wobei diese Abspaltungs
reaktion in Gegenwart eines Säureakzeptors durchgeführt
wird.
Der Anteil, in dem die Komponente (d) in der Organopoly
siloxanmasse gemäß der Erfindung vorliegt, liegt vorzugs
weise im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, insbesondere
vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-Teilen je
100 Gew.-Teile des Organopolysiloxans der Komponente (a).
Wenn die Komponente (d) in einer Menge vorliegt, die
kleiner als der untere vorstehend angegebene Grenzwert
ist, verlängert sich die Zeit, die bis zur Bildung eines
nicht mehr klebrigen Oberflächenfilms erforderlich ist,
wenn die Organopolysiloxanmasse atmosphärischer Feuchtig
keit ausgesetzt wird. Außerdem kann die Vernetzbarkeit
der Masse in den tieferen unterhalb der Oberfläche liegenden
Schichten nicht mehr verbessert werden. Wenn der Anteil
der Komponente (d) dagegen zu groß wird, also die oben an
gegebenen Grenzwerte überschreitet, können in der Organo
polysiloxanmasse mitunter Verfärbungsprobleme auftreten,
die sich insbesondere bei den vernetzten Elastomeren be
merkbar machen, wenn die Masse oder die Elastomere erwärmt
werden. Dies ist auf die Gegenwart übergroßer Konzentratio
nen der Guanidinogruppe gemäß der Formel III zurückzuführen.
Die bei Raumtemperatur vernetzbaren Polysiloxanmassen
gemäß der Erfindung werden durch homogenes Vermischen der
vier Komponenten (a) bis (d), die vorstehend beschrieben
sind, hergestellt, wobei wahlweise anorganische oder orga
nische Füllstoffe zugemischt werden können. Als geeignete
Füllstoffe seien die folgenden anorganischen Füllstoffe
genannt: feinpulvriger Quarz und pulverisiertes geschmol
zenes Quarzglas, Kieselsäureaerogel, gefällte Kieselsäure,
Diatomeenerde, Metalloxide, vorzugsweise Eisenoxide, Zink
oxid oder Titandioxid, Metallcarbonate, vorzugsweise
Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat und Zinkcarbonat, Asbest,
Glaswolle, Ruß und feinpulvrisierter Glimmer sowie solche
anorganischen Füllstoffe, deren Oberfläche mit geeigneten
Organosilanen oder Fettsäurederivaten behandelt sind.
Als organische Füllstoffe seien die folgenden genannt:
feinpulvrisierte Kunstharze, vorzugsweise Polystyrol,
Polyvinylchlorid und Polypropylen. Der Füllstoffanteil
in der Organopolysiloxanmasse ist vorzugsweise kleiner als
400 Gew.-Teile, insbesondere vorzugsweise kleiner als
200 Gew.-Teile je 100 Gew.-Teile des Organopolysiloxans, das
als Komponente (a) in der Masse enthalten ist. Vor dem
Einarbeiten in die Organopolysiloxanmasse gemäß der Er
findung soll der Füllstoff vorzugsweise so vollständig wie
möglich getrocknet sein, um soweit wie möglich jeden nach
teiligen Einfluß restlicher Feuchtigkeit auf das Vernetzungs
verhalten der Masse auszuschließen.
Weiterhin können der Organopolysiloxanmasse gemäß der
Erfindung selbstverständlich die verschiedensten gebräuch
lichen Additive zugesetzt werden, die üblicherweise auch
anderen bei Raumtemperatur vernetzenden Silikongummimassen
nach dem Stand der Technik zugesetzt werden, beispiels
weise Pigmente, Farbstoffe, thixotropieverbessernde
Additive, Antialterungsmittel, Antioxidantien, Antistatika,
flammhemmende Mittel wie insbesondere Antimonoxid und
chlorierte Paraffine, Wärmeleitfähigkeitsverbesserer wie
beispielsweise Bornitrid, Gleitmittel, beispielsweise
Fettsäuresalze, Metallalkoholate, sogenannte kohlenstoff
funktionelle Silane mit Aminogruppen, Epoxygruppen, Thi
onylgruppen und anderen Gruppen als funktionelle Gruppen
sowie andere gebräuchliche Additive dieser Art.
Die Organopolysiloxanmassen gemäß der Erfindung, die
wahlweise die verschiedensten vorstehend genannten Additive
enthalten, sind hermetisch verschlossen stabil und lang
fristig ohne Abbau oder Beeinträchtigung lagerfähig. So
bald die Massen jedoch der atmosphärischen Luftfeuchtigkeit
ausgesetzt werden, vernetzen sie rasch zu einem gummiartigen
Elastomer, wobei diese Vernetzungsreaktion durch die
Wechselwirkung mit der in der Atmosphäre enthaltenen
Feuchtigkeit herbeigeführt wird. Ist die Masse dabei auf
einer Substratoberfläche aufgebracht, werden vernetzte
Elastomere erhalten, die fest auf den verschiedensten
Substraten haften, insbesondere jedoch auf Metallen. Bei
der Vernetzung werden weder toxische noch korrodierende
Kondensationsprodukte, Dämpfe, Flüssigkeiten oder Gase,
freigesetzt, so daß bei Verwendung metallischer Substrate
kein Rosten und keine anderen Korrosionsprobleme auftreten.
Bei Verwendung der Organopolysiloxanmassen gemäß der Erfin
dung, insbesondere in schlecht gelüfteten oder geschlossenen
Räumen, ist keine besonders sorgfältige Ventilatorbelüftung
erforderlich, wie dies bei den bekannten bei Raumtemperatur
vernetzenden Silikonkautschukmassen der Fall ist. Zudem
vernetzen die Massen gemäß der Erfindung nicht nur an der
Oberfläche rasch, sondern auch in den tiefer liegenden
Schichten. Die bei dieser relativ rasch fortschreitenden
Vernetzung erhaltenen gummielastischen Elastomeren zeichnen
sich vor allem durch eine ungewöhnlich hohe Dehnbarkeit im
Zugversuch aus.
Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich die bei Raumtem
peratur vernetzende Organopolysiloxanmasse gemäß der Er
findung insbesondere als Stopf- und Dichtungsmaterial,
als Beschichtungsmaterial oder als Klebstoff. Die Masse
kann mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel ver
dünnt werden, vorzugsweise mit Kohlenwasserstoffen wie ins
besondere Toluol, Xylol oder Petrolether, mit Ketonen oder
Estern, wenn die Masse als wasserabstoßendes Mittel, zur
Faserbehandlung oder als Entformungsmittel verwendet
werden soll.
Die Erfindung ist im folgenden anhand experimenteller Aus
führungsbeispiele näher erläutert, wobei sowohl die neuen
Organopolysiloxane beschrieben sind, die gleichzeitig
sowohl mit Trifluoralkylgruppen als auch mit Alkenyloxy
gruppen substituiert sind, als auch die bei Raumtempera
turen vernetzbaren Organopolysiloxanmassen, die mit diesen
neuen cyclischen Organopolysiloxanen hergestellt sind.
Ein 2-l-Vierhalskolben, der mit einem Rückflußkühler, einem
Rührer, einem Thermometer und einem Gaseinleitungsrohr zum
Einleiten des Chlors bestückt ist, wird mit 800,0 g
1,3,5,7-Tetramethylcyclotetrasiloxan und mit 800,0 g Tetra
chlorkohlenstoff beschickt. In das Gemisch wird 6 h
unter Rühren und Außenkühlung Chlor eingeleitet. Nach dieser
Reaktionszeit wird der als Lösungsmittel verwendete Tetra
chlorkohlenstoff unter vermindertem Druck abgezogen. Dabei
verbleiben als Rückstand 366,9 g Reaktionsprodukt, das ein
Gemisch aus 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3-dichlorcyclotetrasiloxan
(H₂Cl₂) und 1,3,5,7-Tetramethyl-1,5-dichlorcyclotetrasiloxan
ist, das bei einem Druck von 40 mbar bei 87° bis 88°C siedet,
wobei diese Ausbeute 35,6% der theoretischen Ausbeute ent
spricht, und 156,3 g 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3,5-trichlor
cyclotetrasiloxan (H₄Cl₃), das bei einem Druck von 10,7 mbar
bei 74° bis 75°C siedet. Diese Ausbeute an H₄Cl₃
entspricht 13,7% der theoretischen Ausbeute.
Ein 500-ml-Vierhalskolben, der mit einem Trockeneiskühler,
einem Rührer, einem Thermometer und einem Gaseinleitungsrohr
ausgerüstet ist, wird anschließend mit 309,4 g des nach dem
vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltenen Dichlorcyclo
tetrasiloxangemisches und 0,3 g einer 2%igen Lösung eines
Chlorplatinsäure-Oktanol-Komplexes beschickt. In diese
Beschickung wird 3,3,3-Trifluorpropangas eingeleitet, wobei
das Reaktionsgemisch unter Rühren 6 h auf 120°C
erwärmt wird. Nach Abschluß der Reaktion wird das erhaltene
Reaktionsgemisch der fraktionierten Destillation unter
worfen, wobei 186,8 g einer bei einem Druck von 2,7 mbar
bei 109° bis 110°C siedenden Fraktion erhalten werden.
Das auf diese Weise erhaltene und gereinigte Produkt
wird gaschromatographisch, massenspektrometrisch und
mittels der Elementaranalyse als ein trifluorpropylsubsti
tuiertes Cyclotetrasiloxan der Formel
identifiziert. Die Ausbeute an dieser Substanz, die im
folgenden kurz als HF₄₂Cl₂ bezeichnet ist, beträgt 37,2%
der theoretischen Ausbeute. Im einzelnen werden die nach
stehend aufgeführten Analyseergebnisse erhalten.
Das m/e-Verhältnis des Hauptmaximums im GC-MS-Spektrum
beträgt 501.
Das für die Bruttoformel C₁₀H₂₀O₄Si₄Cl₂F₆ berechnete
Molekulargewicht beträgt 501,5 g.
Elementaranalyse
Berechnet (%) C 23,9, H 4,0, Si 22,4;
gefunden (%) C 23,7, H 3,9, Si 22,7.
gefunden (%) C 23,7, H 3,9, Si 22,7.
In der folgenden dritten Verfahrensstufe wird das in der
vorstehend beschriebenen zweiten Verfahrensstufe erhaltene
HF₄₂Cl₂ isopropenyloxyliert. Zu diesem Zweck werden 420,0 g
Aceton, 84,0 g N,N-Dimethylformamid, 0,6 g Kupfer(I)-chlorid
und 78,0 g Triethylamin in einen 1-l-Vierhalskolben gegeben,
der mit einem Rückflußkühler, einem Rührer, einem Thermometer
und einem Tropftrichter zur Herstellung des Ausgangsreaktions
gemisches ausgerüstet ist. Das Reaktionsgemisch wird auf
60°C erwärmt und im Verlauf von 30 min tropfenweise unter
Rühren mit 150,4 g HF₄₂Cl₂ versetzt. Anschließend wird die
Reaktion unter ständigem Rühren im Verlauf von 8 h
bei der gleichen Temperatur zu Ende geführt. Nach Abschluß
der Reaktion werden das ausgeschiedene Salz und das Reaktions
gemisch durch Filtration getrennt. Das Filtrat wird unter
vermindertem Druck destilliert und liefert 65,0 g einer
Fraktion, die unter einem Druck von 2,7 mbar bei einer
Temperatur im Bereich von 115° bis 118°C siedet und
einen Brechungsindex von 1,408 bei 25°C aufweist.
Das auf diese Weise erhaltene Produkt wird IR-absorptions
spektroskopisch, gaschromatographisch, massenspektrometrisch
und mittels der Elementaranalyse untersucht und als eine
Substanz identifiziert, die durch die folgende Struktur
formel
wiedergegeben werden kann. Die Ausbeute an dieser Substanz
beträgt 40,2% der theoretischen Ausbeute. Das IR-Absorptions
spektrum dieser Substanz ist in der Fig. 1 gezeigt.
Aus dem GC-MS-Spektrum wird ein m/e-Verhältnis des Haupt
maximums von 544 erhalten.
Das berechnete Molekulargewicht beträgt für C₁₆H₃₀O₆Si₄F₆
544,7.
Elementaranalyse
Berechnet (%) C 35,3, H 5,6, Si 20,6;
gefunden (%) C 35,2, H 5,4, Si 20,7.
gefunden (%) C 35,2, H 5,4, Si 20,7.
Die Additionsreaktion von 3,3,3-Trifluorpropen und H₄Cl₃,
das heißt 1,3,5,7-Tetramethyl-1,3,5-trichlorcyclotetra
siloxan, das in der ersten Verfahrensstufe des Beispiels 1
erhalten wird, wird in ähnlicher Weise wie in der zweiten
Stufe dieses Beispiels durchgeführt. Dabei werden 314,2 g
des Additionsproduktes erhalten. Dieses Additionsprodukt
wird dann in der in der dritten Verfahrensstufe des Beispiels 1
beschriebenen Weise der Isopropenyloxylierung unterzogen,
wobei 208,3 g einer Produktfraktion erhalten werden, die
bei einem Druck von 2,7 mbar bei 125° bis 127°C siedet
und einen Brechungsindex von 1,395 bei 25°C hat.
Die so erhaltene Substanz wird IR-absorptionsspektrometrisch,
gaschromatographisch, massenspektrometrisch und mit Hilfe
der Elementaranalyse untersucht. Dabei wird die Strukturformel
als Ergebnis gesichert. Die der vorstehenden Struktur
formel entsprechende Substanz wird mit einer Ausbeute von
57,8% der theoretischen Ausbeute erhalten.
Das IR-Absorptionsspektrum der Verbindung ist in der
Fig. 2 gezeigt. Die Ergebnisse der GC-MS-Analyse und
der Elementaranalyse sind im folgenden wiedergegeben.
Der m/e-Wert des Hauptmaximums im GC-MS-Spektrum beträgt
504. Das für C₁₆H₃₁O₇Si₄F₃ berechnete Molekulargewicht
beträgt 504,8.
Elementaranalyse
Berechnet (%) C 38,1 H 6,2, Si 22,3;
gefunden (%) C 38,0, H 6,3, Si 22,2.
gefunden (%) C 38,0, H 6,3, Si 22,2.
Das Produkt H₄Cl₂ der ersten Stufe des Beispiels 1 wird
der partiellen Addition mit 3,3,3-Trifluorpropen in der
im zweiten Verfahrensschritt des Beispiels 1 beschriebenen
Weise unterzogen. Anschließend wird die Addition mit Pro
pylen durchgeführt. 305,6 g des so erhaltenen Additions
produktes werden dann in der im dritten Verfahrensab
schnitt im Beispiel 1 beschriebenen Isopropyloxylierung
unterzogen. Das erhaltene Reaktionsprodukt wird unter
vermindertem Druck destilliert, wobei 216,4 g einer
Produktfraktion erhalten werden, die bei einem Druck von
2,7 mbar bei 130° bis 132°C siedet und einen Brechungs
index von 1,405 bis 25°C hat.
Aufgrund des IR-Absorptionsspektrums, des gaschromato
graphischen Massenspektrums und der Elementaranalyse
wird die Produktverbindung als
identifiziert. Dieses Produkt wird mit einer Ausbeute
von 64,6% der theoretischen Ausbeute erhalten.
Das für das der vorstehenden Formel entsprechende Reaktions
produkt erhaltene IR-Absorptionsspektrum ist in der Fig. 3
wiedergegeben. Aus dem GC-MS-Spektrum wird ein m/e-Wert
des Hauptmaximums von 490 ermittelt. Das für
C₁₆H₃₃O₆Si₄F₃ berechnete Molekulargewicht beträgt 490,8.
Elementaranalyse
Elementaranalyse
Berechnet (%) C 39,2 H 6,8, Si 22,9;
gefunden (%) C 39,3, H 6,6, Si 23,1.
gefunden (%) C 39,3, H 6,6, Si 23,1.
Ein 2-l-Vierhalskolben mit Rückflußkühler, Rührer, Ther
mometer und Gaseinleitungsrohr für die Chlorbeschickung
wird mit 1000 g 1,3,5,7-Tetramethyl-trimethylsiloxy
cyclotetrasiloxan und mit 1000 g Tetrachlorkohlenstoff
beschickt. In die Beschickung wird unter Wasserkühlung
und ständigem Rühren im Verlauf von 6 h Chlor ein
geleitet. Nach Abschluß der Chlorierung wird der Tetra
chlorkohlenstoff durch Destillation abgezogen. Das verblei
bende Reaktionsgemisch wird anschließend unter verminder
tem Druck destilliert. Dabei werden 263,0 g einer Produkt
fraktion erhalten, die bei einem Druck von 40 mbar im
Bereich von 119° bis 121°C siedet. Diese Fraktion, die
mit einer Ausbeute von 21,7% der theoretischen Ausbeute
erhalten wird, wird als
identifiziert.
Das auf diese Weise erhaltene Chlorierungsprodukt wird
in der als zweite Verfahrensstufe im Beispiel 1 be
schriebenen Weise der Additionsreaktion mit 3,3,3-Tri
fluorpropen unterzogen. 250,0 g des dabei erhaltenen
Additionsproduktes werden dann in der in der dritten Ver
fahrensstufe des Beispiels 1 beschriebenen Weise der
Isopropenyloxylierung unterworfen. Das erhaltene Reaktions
produkt wird anschließend unter vermindertem Druck destilliert.
Dabei werden 113,3 g einer Produktfraktion erhalten,
die bei einem Druck von 1,3 mbar bei 121° bis 123°C
siedet und einen Brechungsindex von 1,401 bei 25°C
aufweist.
Aufgrund des IR-Absorptionsspektrums, des gaschromato
graphischen Massenspektrums und der Elementaranalyse
wird für das dabei erhaltene Produkt die Formel
ermittelt. Die Ausbeute an diesem Produkt beträgt 41,6%
der theoretischen Ausbeute.
Das IR-Absorptionsspektrum der der vorstehenden Formel
entsprechenden Substanz ist in der Fig. 4 gezeigt.
Das Hauptmaximum des GC-MS-Spektrums liefert einen m/e-
Wert von 536. Das für C₁₇H₃₅O₇Si₅F₃ berechnete Molekular
gewicht beträgt 536,9.
Elementaranalyse
Berechnet (%) C 35,8, H 6,6, Si 26,2;
gefunden (%) C 35,7, H 6,7, Si 26,4.
gefunden (%) C 35,7, H 6,7, Si 26,4.
60 Gew.-Teile eines Dimethylpolysiloxans, das an beiden
Kettenenden endständige Hydroxylgruppen trägt, die direkt
an Siliciumatome gebunden sind, und eine kinematische
Viskosität von 5700 mm²/s bei 25°C aufweist, und
40 Gew.-Teile Calciumcarbonat als Füllstoff, das mit einer
Fettsäure oberflächenbehandelt worden ist, werden homogen
miteinander vermischt und einmal durch einen mit 3 Walzen
ausgerüsteten Walzenkneter geführt. Dabei wird eine
Grundmischung erhalten, die im folgenden weiterverarbeitet
wird.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte
Grundmischung wird weiterhin mit 1,8 Gew.-Teilen eines
trifluorpropylsubstituierten und alkenyloxysubstituierten
cyclischen Organopolysiloxans der Formel
0,2 Gew.-Teilen eines alkenyloxysubstituierten cyclischen
Organopolysiloxans der Formel
und schließlich mit 0,5 Gew.-Teilen 3-(Tetramethylguanidino)-
propyl-trimethylsilan der Formel (Me₂N-)₂C=N-CH₂CH₂CH₂SiMe₃
versetzt und zu einer homogenen, bei Raumtemperatur ver
netzenden Masse vermischt.
Die auf diese Weise hergestellte vernetzbare Masse wird
zu einem 2 mm dicken Fell ausgebreitet, das 7 d bei 20°C
in einer Atmosphäre mit 55% relativer Luftfeuchtigkeit
stehengelassen wird. Durch die Wechselwirkung mit der
Feuchtigkeit der atmosphärischen Luft tritt dabei in dem
Fell gleichzeitig sowohl eine Oberflächenvernetzung als
auch eine Vernetzung in den tieferliegenden Schichten
des Fells ein. Die nach Abschluß der Vernetzung erhaltene
gummielastische Elastomerfolie wird den üblichen mechanischen
Prüfungen unterzogen, dann 7 d bei 120°C thermisch gealtert
und erneut geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle zusammengefaßt.
Das im Beispiel 5 beschriebene Verfahren wird mit der
Abänderung wiederholt, das als trifluorpropylsubstitu
iertes und alkenylsubstituiertes cyclisches Organopoly
siloxan die in Beispiel 4 hergestellte Verbindung einge
setzt wird und das in Beispiel 5 verwendete isopropenyl
oxysubstituierte und propylsubstituierte cyclische Organo
polysiloxan durch die gleiche Menge eines trimethylsil
oxysubstituierten und isopropenyloxysubstituierten cyclischen
Organopolysiloxans der Formel
ersetzt wird.
Die mechanischen Eigenschaften des nach dem Vernetzen
erhaltenen Elastomers werden sowohl unmittelbar nach Ab
schluß der Vernetzung als auch nach einer thermischen
Alterung von 7 d bei 120°C gemessen. Dabei werden die in
der nachstehenden Tabelle zusammengestellten Daten erhalten.
60 Gew.-Teile des auch in Beispiel 5 eingesetzten, end
ständige Hydroxlgruppen tragenden Diorganopolysiloxans
und 40 Gew.-Teile eines Calciumcarbonatfüllstoffs, der
zuvor 2 h bei 110°C unter Stickstoff getrocknet und
anschließend mit einer Fettsäure oberflächenbehandelt
wird, werden unter wasserfreien Bedingungen in einem luft
dichten Mischer zu einer homogenen Grundmischung vermischt.
In diese Grundmischung werden dann 7,2 Gew.-Teile des auch
im Beispiel 5 eingesetzten trifluorpropylsubstituierten
und isopropenyloxysubstituierten cyclischen Organopoly
siloxans, 0,8 Gew.-Teile des auch im Beispiel 6 benutzten
trimethylsiloxysubstituierten und isopropenyloxysubsti
tuierten cyclischen Organopolysiloxans und 1,0 Gew.-Teile
des Guanidinogruppen enthaltenden Silans 3-(Tetramethyl
guanidino)-propyl-tris-(trimethylsiloxy)-silan eingemischt,
und zwar ebenfalls unter wasserfreien Bedingungen und an
schließendem Abziehen der mitgeschleppten Luft aus dem
Gemisch. Die auf diese Weise hergestellte Organopolysiloxan
masse ist, solange sie hermetisch verschlossen bleibt,
mindestens 6 Monate ohne Verfärbung stabil lagerfähig.
Die so hergestellte Masse wird nach 6 Monaten Lagerzeit
unter abgeschlossenen Bedingungen zu einem 2 mm dicken
Fell ausgebreitet und in der im Beispiel 5 beschriebenen
Weise zu einem Elastomer vernetzt. Die mechanischen
Eigenschaften des so erhaltenen Elastomers werden unmittel
bar nach dem Vernetzen und nach einer thermischen Alterung
von 7 d bei 120°C gemessen. Dabei werden die in der nach
stehenden Tabelle angegebenen Daten erhalten.
Weiterhin wird eine 12 mm tiefe Glasschale mit der in der
vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Organopoly
siloxanmasse gefüllt und zur Prüfung des Fortschreitens
der Vernetzungsgeschwindigkeit von der Probenoberfläche
zur Probentiefe und zur Prüfung der Haftfestigkeit nach
dem Prüfversuch JIS A 5758 der japanischen Industrienorm
bei 20°C in einer Atmosphäre von 55% relativer Feuchtig
keit aufbewahrt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Vernetzung
der Masse mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 3 mm/d von
der Oberfläche zum Inneren der Probe fortschreitet, und
daß die vernetzte Masse auffallend fest an Oberflächen aus
Glas, Aluminium, Kupfer und Epoxyharz haftet, wenn diese
als Substrate verwendet werden, auf denen die Organopoly
siloxanmasse vernetzt wird.
Die nach Beispiel 5 hergestellte vernetzbare Organopoly
siloxanmasse wird in eine 2 cm Tiefe, 25 cm lange und 1 cm
breite Stoßfuge zwischen zwei quadratischen Marmorplatten
mit einer Kantenlänge von 25 cm und einer Dicke von 2 cm
so eingefüllt, daß die Fuge mit der Masse ausgefüllt ist.
Zur Vernetzung wird die so gefüllte Fuge 4 d lang der
Umgebungsatmosphäre ausgesetzt.
Die Oberfläche des nach Abschluß der Vernetzung die Fuge
füllenden Elastomers ist frei von Eindellungen, wie sie
häufig bei der Verwendung bekannter bei der Raumtemperatur
vernetzender Organopolysiloxanmassen durch Fließen der
Masse auftreten. Auch treten an der Elastomeroberfläche
keine Luftblasen auf, wie dies bei Massen nach dem Stand
der Technik zu beobachten ist, da die beim Mischen eingear
beitete Luft beim Vernetzen und dem damit einhergehenden
Schrumpfen an die Oberfläche der Fuge gedrückt wird.
Die in der vorstehenden Weise gefüllte und vernetzte Fuge
zwischen den beiden Marmorplatten wird anschließend für
120 d der natürlichen Bewitterung ausgesetzt. Während
dieser Zeit gingen auf die Fuge 24mal Regenfälle mit
einer Gesamtniederschlagsmenge von 181 mm nieder. Die Gesamt
energiedichte der Sonneneinstrahlung auf die Fuge während
der gesamten Versuchsdauer beträgt 65,04 kJ/cm². Davon
entfallen 5,40 kJ/cm² auf die UV-Strahlung im Wellenbereich
von 300 bis 400 nm, 30,4 kJ/cm² auf den Bereich des
sichtbaren Lichts im Wellenlängenbereich von 400 bis 700 nm
und 29,30 kJ/cm² auf den IR-Bereich im Wellenlängenbereich
von 700 bis 1200 nm. Nach Abschluß dieser Bewitterung
zeigte die aus der Organopolysiloxanmasse gemäß der Erfindung
hergestellte Gummifuge zwischen den beiden Marmorplatten
keinerlei Verfärbung.
Schließlich wird ein zylindrisches Polyethylengefäß
mit einer Tiefe von 70 mm mit der Organopolysiloxanmasse
gefüllt und 24 h bei 20°C in einer Atmosphäre von 55%
relativer Feuchtigkeit aufbewahrt. Nach dieser Zeit ist
der Prüfling vollständig vernetzt, und zwar mit offen
sichtlich gleicher Vernetzungsgeschwindigkeit sowohl an
der Oberfläche als auch im Inneren der Probe. Die Härte
des so erhaltenen vernetzten Elastomers wird daher unter
Verwendung eines Ascar Härteprüfgerätes "Dyna C" als Maß
des Vernetzungsgrades geprüft. Dabei wird für die Ober
fläche eine Härte von 41 und für den Bodenbereich in
einer Tiefe von 70 mm eine Härte von 40 gemessen.
100 Gew.-Teile der im Beispiel 6 hergestellten Grundmischung,
1,8 Gew.-Teile des im Beispiel 2 hergestellten trifluorpro
pylsubstituierten und isolpropenyloxysubstituierten cycli
schen Organopolysiloxans und 0,5 Gew.-Teile 3-(Tetramethyl
guanidino)-propyl-tris-(trimethylsiloxy)-silan werden zu
einer bei Raumtemperatur vernetzbaren homogenen Organo
polysiloxanmasse vermischt.
Die so hergestellte Organopolysiloxanmasse wird zu einem
Fell ausgebreitet und vernetzt. Die Vernetzung und die
Prüfung der mechanischen Eigenschaften erfolgt in der im
Beispiel 5 beschriebenen Weise. Die Messungen erfolgen
dabei sowohl unmittelbar nach Abschluß der Vernetzung als
auch nach einer thermischen Alterung von 7 d bei 120°C.
Die bei diesem Versuch erhaltenen Daten sind in der nach
stehenden Tabelle zusammengefaßt.
Claims (9)
1. Cyclisches Organopolysiloxan der Formel
in der die Reste R unabhängig voneinander jeweils eine
unsubstituierte oder mit Halogen oder Cyan substitu
ierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen oder Trimethylsiloxy sind,
die Reste R¹ unabhängig voneinander jeweils ein
Wasserstoffatom oder eine unsubstituierte oder sub
stituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit
1 bis 8 Kohlenstoffatomen sind, der Index m
eine der Zahlen 0, 1 oder 2 und der Index n eine der
Zahlen 1, 2 oder 3 mit der Maßgabe sind, daß die
Summe m+n gleich 3 oder 4 ist.
2. Cyclisches Organopolysiloxan nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Index n den Wert 2 oder 3 hat.
3. Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmasse
mit den folgenden Komponenten:
- (a) 100 Gew.-Teile eines Diorganopolysiloxans mit direkt an die endständigen Siliciumatome gebundenen end ständigen Hydroxylgruppen an beiden Enden der Molekülketten;
- (b) 0,01 bis 25 Gew.-Teile eines ersten cyclischen Organopolysiloxans der Formel in der die Reste R unabhängig voneinander eine unsubstituierte oder mit Halogen oder Cyan sub stituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Trimethyl siloxygruppe bedeuten, die Reste R¹ unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom oder eine unsubstituierte oder substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoff atomen bedeuten, der Index m eine der Zahlen 0, 1 oder 2 und der Index n eine der Zahlen 2 oder 3 mit der Maßgabe sind, daß die Summe m+n gleich 3 oder 4 ist;
- (c) 0,01 bis 25 Gew.-Teile eines zweiten cyclischen Organopolysiloxans der Formel in der R und R¹ die oben definierte Bedeutung haben und der Index p eine der Zahlen 3, 4, 5 oder 6 und der Index q gleich 0 oder eine positive ganze Zahl mit der Maßgabe sind, daß die Summe p+q gleich 3, 4, 5 oder 6 ist; und
- (d) 0,001 bis 5 Gew.-Teile eines Organosilans oder Organopolysiloxans, die im Molekül mindestens eine Guanidinogruppe der Formel (R²₂N-)₂C = N-enthalten, wobei die Reste R² jeweils ein Wasser stoffatom oder eine einwertige Kohlenwasserstoff gruppe sind.
4. Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmasse
nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die organischen Gruppen des als Komponente (a)
eingesetzten Diorganopolysiloxans Alkylgruppen, Cyclo
alkylgruppen, Alkenylgruppen, Arylgruppen, Aralkylgruppen
sowie die halogensubstituierten oder cyanosubstitu
ierten Derivate der vorstehend genannten Gruppen
sind.
5. Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmasse
nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das als Komponente (a) eingesetzte Diorganopoly
siloxan eine kinematische Viskosität von mindestens
25 mm²/s bei 25°C hat.
6. Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmasse
nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Alkenylgruppe der Formel -O-CR¹=CHR¹
in der Komponente (b) der Isopropenyloxyrest der Formel
-O-C(CH₃) = CH₂ ist.
7. Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmasse
nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Alkenyloxygruppe der Formel -O-CR¹=CHR¹ in
der Komponente (c) die Isopropenyloxygruppe der Formel
-O-C(CH₃) = CH₂ ist.
8. Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmasse
nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Guanidinogruppe im Molekül der Komponente (d)
die 3-(Tetramethylguanidino)-propylgruppe der Formel
(Me₂N-)₂C = N- ist, in der Me die Methylgruppe ist.
9. Bei Raumtemperatur vernetzbare Organopolysiloxanmasse
nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß 3-(Tetramethylguanidino)-propyl-trimethylsilan
oder 3-(Tetramethylguanidino)-propyl-tris-(trimethyl
siloxy)-silan als Komponente (d) eingesetzt werden.
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Publication Number | Publication Date |
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