DE4444431A1 - Additionshärtbare Silicon-Klebstoffmassen und Adhäsionsvermittler - Google Patents
Additionshärtbare Silicon-Klebstoffmassen und AdhäsionsvermittlerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf durch
Platingruppen-Metall katalysierte additionshärtbare Sili
con-Klebstoffmassen bzw. -zusammensetzungen, die einen
Bis(trialkoxysilyl)-α-aminoester als einen Adhäsionsver
mittler benutzen.
Wie von Kasuya in der US-PS 3,284,406 gezeigt,
wird die Haftung einer gehärteten platinkatalysierten,
additionshärtbaren Siliconmasse auf einem Substrat da
durch erzielt, daß man die Siliconmasse bei einer Tempe
ratur, wie 120°C, mindestens 1 Stunde lang härtet.
Die US-PS 4,087,585 von Schulz ist auf selbst
klebende, adhäsionshärtbare Silicon-Zusammensetzungen
gerichtet, die bei 100°C nach mehreren Stunden und bei
Temperaturen bis zu 150°C in kürzerer Zeit härten. Eine
befriedigende Haftung wird an Metallsubstraten, wie Alu
minium, als ein Ergebnis des Einsatzes eines epoxyhalti
gen Alkoxysilans als einem Adhäsionsvermittler gezeigt.
Es wäre erwünscht, additionshärtbare Silicon-
Klebstoffmassen zu schaffen, die auf einer Vielfalt nicht
mit Grundierung versehener Substrate, wie Kunststoff oder
Metall, aufgebracht werden könnten, um eine befriedigende
Härtung in etwa 1 Stunde und bei einer Temperatur von et
wa 100°C oder weniger zu bewirken. Zusätzlich wäre es
auch erwünscht, einen Silicon-Substrat-Verbundstoff zu
schaffen, der eine Siliconschicht aufweist, die beim Te
sten eher kohäsiv als adhäsiv versagen würde. Wie hier
benutzt, bedeutet der Begriff "Adhäsionsversagen", daß
die Siliconschicht sauber vom Substrat getrennt werden
kann, während bei einem "Kohäsionsversagen", der Bruch in
der Siliconschicht oder dem Substrat auftreten kann, wenn
eine Trennung erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Fest
stellung, daß gewisse Bis(trialkoxysilyl)-α-aminoester
wirksam sind als Adhäsionsvermittler, wenn sie in einer,
wie im folgenden definierten, platinkatalysierten additi
onshärtbaren Silicon-Zusammensetzung eingesetzt werden.
Zusätzlich schafft die resultierende härtbare Zusammen
setzung einen Silicon-Klebstoff, der bei einer Temperatur
von etwa 100°C oder weniger und in etwa 1 Stunde gehärtet
werden kann, um beim Härten in Kontakt mit einem Kunst
stoff- oder Metall-Substrat eine kohäsive Bindung zu er
zeugen.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine mit
tels Platingruppenmetall katalysierte additionshärtbare
Silicon-Zusammensetzung geschaffen, die, bezogen auf das
Gewicht, umfaßt:
- (A) 100 Teile einer vinylhaltigen Polydiorgano
siloxan-Zusammensetzung, umfassend:
- (1) etwa 50 bis etwa 100 Teile eines im wesent lichen von cyclischen Bestandteilen freien, Vinyl endgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxans der all gemeinen Formel (R)₂ViSiO[(R)₂SiO]m[RViSiO]nSi(R)₂Vi (1),worin Vi ein Vinylrest, R ausgewählt ist aus der Klasse bestehend aus Alkylresten mit 1 bis 8 Koh lenstoffatomen, Phenylresten, Fluoralkylresten mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und deren Mischungen, "m+n" einen Wert aufweist, der genügt, ein Polydiorgano siloxan der Viskosität von 100 bis etwa 100 000 mPa·s (centipoise) bei 25°C und mit einem Vinylge halt von etwa 0,02 bis etwa 2,0 Gew.-% zu schaffen und
- (2) von etwa 0 bis etwa 50 Teile eines festen, benzollöslichen, vinylhaltigen Harzcopolymers, um fassend (R¹)₃SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten,worin R¹ ein Vinylrest oder ein einwertiger Kohlen wasserstoffrest ohne aliphatische Ungesättigtheit und mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen ist, das Verhältnis der (R¹)₃SiO1/2-Einheiten zu den SiO4/2- Einheiten im Bereich von etwa 0,5 : 1 bis etwa 1,5 : 1 liegt und das vinylhaltige Harz einen Vinylgehalt von etwa 1,5 bis etwa 3,5 Gew.-% hat,
- (B) von etwa 1 bis etwa 20 Teile eines wasserstoff haltigen Polysiloxans der mittleren Einheitsformel R²aHbSiO(4-a-b)/2 (2),worin R² ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest oder halo genierter einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen und ohne aliphatische Ungesät tigtheit ist, "a" einen Wert von etwa 0 bis etwa 3, "b" einen Wert von etwa 0 bis etwa 3 und die Summe von "a" + "b" einen Wert von 0 bis 3 hat,
- (C) eine katalytische Menge eines Hydrosilylierungs katalysators aus Platingruppenmetall,
- (D) eine wirksame Menge eines Bis[trialkyloxysilyl]- α-aminoesters als Adhäsionsvermittler der Formel (R³O)₃SiR⁴OC(O)CH₂N(H)R⁵Si(OR³)₃ (3)worin R³ aus gleichen oder verschiedenen C(1-4)-Alkylre sten und R⁴ und R⁵ aus gleichen oder verschiedenen C(2-8)-Alkylenresten ausgewählt sind,
- (E) von etwa 0 bis etwa 200 Teilen eines streckenden Füllstoffes und
- (F) von etwa 0 bis etwa 50 Teilen eines verstärken den Füllstoffes und, bei Abwesenheit von (A) (2), einer zur Verstärkung wirksamen Menge.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden
Bis[trialkyloxysilyl]-α-aminoester und ein Verfahren zum
Herstellen geschaffen. Diese Verbindungen können herge
stellt werden durch Umsetzen unter Umgebungsbedingungen
und einer inerten Atmosphäre eines α-Halogenacylhaloge
nids und eines Alkenylalkohols, wie Allylalkohol, zur
Bildung des entsprechenden α-Halogenacylalkenylesters.
Eine Umsetzung kann dann zwischen dem Ester und einem
Alkenylamin, wie Allylamin, bei Temperaturen von etwa 0°C
in einer inerten Atmosphäre in Gegenwart einer Base, wie
Triethylamin, ausgeführt werden, um den entsprechenden
Bis(alkenyl)-α-aminoester zu bilden. Die Anlagerung eines
Trialkoxysilans, wie Trimethoxysilan, kann unter Einsatz
eines Hydrosilylierungs-Platinkatalysators bewirkt wer
den.
Die additionshärtbaren Zusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung können als Klebstoffe in industri
ellen Mehrschichtlaminaten eingesetzt werden. Diese Kleb
stoffe können auch an Substraten haften, die sich während
des Härtens in Kontakt mit den Zusammensetzungen befin
den. Eingeschlossene Substrate sind Glas, Metalle, Me
talloxide und Kunststoffe. Von den Kunststoffen gehören
Polyetherimide, Phenolharze, Epoxyharze, Polyamide, unge
sättigte Polyester, Poly(ethylenterephthalat), Polycarbo
nate, Polyphenylensulfid, Polyacetale und Polyimide dazu.
Zu den Bis[trialkyloxysilyl]-α-aminoestern der
Formel (3), die im folgenden als "Adhäsionsvermittler"
bezeichnet werden, gehören Verbindungen, wie
Eine wirksame Menge des Adhäsionsvermittlers
sind 0,6 bis 2 Gewichtsteile des Adhäsionsvermittlers auf
100 Gewichtsteile der durch Platingruppenmetall kataly
sierten additionshärtbaren Klebstoff-Zusammensetzung, die
im folgenden als "additionshärtbare Zusammensetzung bzw.
Masse" bezeichnet wird.
Das Vinylendgruppen aufweisende Polydiorgano
siloxan der Formel (1) hat vorzugsweise eine Viskosität
von etwa 3000 bis etwa 95 000 mPa·s (centipoise) bei
25°C. Reste für R sind vorzugsweise Alkylreste mit 1 bis
etwa 4 Kohlenstoffatomen und am bevorzugtesten Methyl.
Die Komponente (A) (2) ist ein vinylhaltiges,
benzollösliches Siloxanharz, enthaltend (R¹)₃SiO1/2-
Einheiten bzw. M-Einheiten und SiO4/2-Einheiten bzw. Q-
Einheiten, worin jedes R¹ ein Vinylrest oder ein einwer
tiger Kohlenwasserstoffrest ohne aliphatische Ungesät
tigtheit und mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen ist,
das Verhältnis der (R¹)₃SiO1/2-Einheiten zu den SiO4/2-
Einheiten im Bereich von 0,5 : 1 bis etwa 1,5 : 1 liegt und
das Harz einen Vinylgehalt von etwa 1,5 bis etwa 3,5 Gew.-%
aufweist. Die Komponente (A) (2) wird auch als das
"vinylhaltige MQ-Harz" bezeichnet.
Die Komponente (A) (2) kann weiter (i) R¹SiO3/2-
Einheiten, (ii) (R¹)₂SiO₁-Einheiten oder sowohl (i) und
(ii) enthalten, wobei die (R¹)₂SiO₁-Einheiten in einer
Menge von etwa 0 bis etwa 10 Mol-%, bezogen auf die Ge
samtmolzahl der Siloxaneinheiten in (A) (2) vorhanden sind
und die R¹SiO3/2-Einheiten in einer Menge von etwa 0 bis
etwa 10 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmolzahl der Siloxan
einheiten in (A) (2) vorhanden sind.
Die Komponente (A) umfaßt von etwa 50 bis etwa
100 und vorzugsweise von etwa 56 bis 100 und am bevorzug
testen von etwa 60 bis etwa 75 Gewichtsteile von (A) (1)
und von etwa 0 bis etwa 50, vorzugsweise von etwa 0 bis
etwa 40 und am bevorzugtesten von etwa 25 bis etwa 40 Ge
wichtsteile von (A) (2).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Zusam
mensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt die Kompo
nente (A) von etwa 60 bis etwa 75 Gewichtsteile von (1)
eines Vinylendgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxans
mit einer Viskosität von 65 000 bis etwa 95 000 mPa·s
(centipoise) bei 25°C und (2) von etwa 25 bis etwa 40 Ge
wichtsteile des vinylhaltigen MQ-Harzes.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt die
Komponente (A) von etwa 60 bis etwa 75 Gewichtsteile von
(1) eines Vinylendgruppen aufweisenden Polydiorganosil
oxans mit einer Viskosität von 3000 bis etwa 5000 mPa·s
(centipoise) bei 25°C und (2) von etwa 25 bis etwa 40 Ge
wichtsteile des vinylhaltigen MQ-Harzes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt die
Komponente (A) 100 Gewichtsteile von
- (1) einer Mischung, enthaltend etwa 25 bis etwa 35 Gewichtsteile des vinylhaltigen Polydiorganosiloxans der Formel (1) mit einer Viskosität von etwa 3000 bis etwa 5000 mPa·s (centipoise) bei 25°C und von etwa 65 bis etwa 75 Gewichtsteile eines vinylhaltigen Polydiorga nosiloxans der obigen Formel (1) mit einer Viskosität von 75 000 bis etwa 95 000 mPa·s (centipoise) bei 25°C, wobei die Gesamtmenge von (1) 100 Gewichtsteile beträgt. Vor zugsweise enthält die Komponente (A) zusätzlich
- (2) von etwa 5,5 bis etwa 7,5 Gewichtsteile ei ner Polydiorganosiloxan-Zusammensetzung geringer Viskosi tät mit im Mittel mindestens einer Vinyldiorganosiloxy- Endgruppe, einem Vinylgehalt von etwa 0,2 bis etwa 0,3 Gew.-% und einer Viskosität von etwa 400 bis etwa 700 mPa·s (centipoise) bei 25°C,
- (3) von etwa 5,5 bis etwa 7,5 Gewichtsteilen eines Vinyldiorgano-Endgruppen aufweisenden Diorganopoly siloxans geringer Viskosität mit einem Vinylgehalt von etwa 1,4 bis etwa 2,0 Gew.-% und einer Viskosität von etwa 300 bis etwa 600 mPa·s (centipoise) bei 25°C und ist frei von dem vinylhaltigen MQ-Harz. Vorzugsweise ist der verstärkende Füllstoff in der (A) bis (E) enthaltenden Zusammensetzung vorhanden, wenn (A) diese Vinylpolymer- Mischung enthält.
Das wasserstoffhaltige Polysiloxan der Formel
(2) wirkt als ein Vernetzungsmittel. Ein bevorzugtes was
serstoffhaltiges Polysiloxan hat die Formel
worin R² die oben genannte Bedeutung hat, R⁶ R² oder
Wasserstoff ist "c" und "d" Werte aufweisen, die genügen,
um zusammen eine Viskosität von etwa 10 bis etwa 1000 mPa·s
und als eine wasserstoffhaltige Polysiloxan-Flüs
sigkeit einen Wasserstoffgehalt von etwa 0,02 bis etwa
1,6 Gew.-% zu ergeben.
Die wasserstoffhaltige Polysiloxan-Flüssigkeit
der Formel (4) kann als ein Hydrid-Vernetzungsmittel in
der vorliegenden Erfindung benutzt werden. In den obigen
Formeln (2) und (4) wird R² vorzugsweise ausgewählt aus
Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Phenyl, Fluor
alkylresten mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und Wasser
stoff, wobei der bevorzugte Fluoralkylrest Trifluorpropyl
ist. Am bevorzugtesten ist R² ein Methylrest.
Die wasserstoffhaltige Polysiloxan-Flüssigkeit
der Formel (4) kann eine Viskosität von etwa 10 bis etwa
1000 und vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 150 mPa·s
(centipoise) bei 25°C aufweisen.
Andere wasserstoffhaltige Polysiloxan-Flüssig
keiten, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wer
den können, schließen flüssige Siloxan-Copolymerharze
ein, zusammengesetzt aus (R¹)₃SiO1/2 ("M")-Einheiten,
SiO4/2 ("Q")-Einheiten und Einheiten, wie H(R²)₂SiO1/2
("MH"), HR²SiO₁ ("DH") und (R²)₂SiO₁ ("D") und Mischungen
flüssiger Polyorganosiloxane und flüssiger Siloxancopoly
merharze, wie sie in der US-PS 3,627,851 beschrieben
sind, die durch Bezugnahme hier aufgenommen wird. Die be
vorzugten Harze sind als MHQ-Harze bekannt, die Diorga
nohydrogensiloxy-Einheiten (MH)-Einheiten und SiO4/2 (Q)-
Einheiten umfassen, worin das Verhältnis der Diorganohy
drogensiloxy-Einheiten (MH)-Einheiten zu den Q-Einheiten
im Bereich von 0,4 : 1,0 bis einschließlich 2,0 : 1,00 liegt.
Wasserstoffhaltige Polysiloxane, die mindestens eine R¹-
Gruppe, vorzugsweise eine Methylgruppe, an Silicium ge
bunden aufweisen, das mindestens ein reaktionsfähiges
Wasserstoffatom trägt, sind bevorzugt. Es sollte klar
sein, daß das wasserstoffhaltige Polysiloxan eine einzel
ne Verbindung oder eine Mischung von Verbindungen sein
kann. Zusätzliche wasserstoffhaltige Polysiloxane, die
zum Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignet sind,
sind zum Beispiel in der US-PS 4,061,609 von Bobear of
fenbart, die durch Bezugnahme hier aufgenommen wird.
Weitere Beispiele wasserstoffhaltiger Polysil
oxane, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden
können, sind lineare, Triorgano-Endgruppen aufweisende
Organohydrogenpolysiloxan-Flüssigkeiten mit einer Visko
sität von etwa 15 × 10-2 cm²/s bis etwa 40 × 10-2 cm²/s
(centistokes) bei 25°C und einem Wasserstoffgehalt von
1,6 Gew.-%. Diese wasserstoffhaltigen Polysiloxane haben
im allgemeinen die Formel
(R²)₃SiO(HR²SiO)eSi(R²)₃ (5),
worin R² die oben genannte Bedeutung hat und "e" eine
Zahl ist, die genügt, um eine Viskosität von etwa 15 × 10-2 cm²/s
bis etwa 40 × 10-2 cm²/s (centistokes) bei
25°C zu schaffen.
Es ist bevorzugt, daß das wasserstoffhaltige
Polysiloxan der Formeln (4) und (5) einen Hydridgehalt
von etwa 0,05 bis 1,6% und bevorzugter von 0,1 bis 1
Gew.-% aufweist. In Fällen, bei denen das vinylhaltige
Polydiorganosiloxan der Formel (1) eine Viskosität zwi
schen 3000 und 5000 mPa·s (centipoise) aufweist und das
wasserstoffhaltige Polysiloxan ein Triorganoendgruppen
aufweisendes Organohydrogensiloxan ist, beträgt das Ver
hältnis von SiH:SiVinyl vorzugsweise mindestens 2,1 : 1,
während etwa 2,1 : 1 bis etwa 10 : 1 oder von 2,1 : 1 bis etwa
3,5 : 1 besonders bevorzugt sind.
Die Komponente (C) der Klebstoffmasse der vor
liegenden Erfindung, die die Hydrosilylierungs-Reaktion
fördert, ist ein Platingruppenmetall-Katalysator. Zusätz
liche Katalysatoren zur Erleichterung der Hydrosilylie
rungs-Härtungsreaktion schließen Edelmetall-Katalysatoren
ein, wie solche, die Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmi
um und Iridium sowie Komplexe dieser Metalle benutzen.
Beispiele geeigneter Hydrosilylierungs-Katalysatoren zum
Einsatz in der vorliegenden Erfindung sind zum Beispiel
in den US-PS 3,159,601 und 3,159,662 (Ashby); 3,220,970
(Lamoreaux); 3,775,452 (Karstedt); 3,516,946 (Modic) und
4,029,629 (Jeram) offenbart, die alle durch die Bezugnah
me hier aufgenommen werden.
Vorzugsweise ist der Hydrosilylierungs-Kataly
sator ein platinhaltiger Katalysator. Ein bevorzugter
platinhaltiger Katalysator ist ein Platin-Octanol-Kom
plex, der 90,9 Gew.-% Octylalkohol und 9,1 Gew.-% Chlor
platinsäure enthält.
Ein anderer bevorzugter platinhaltiger Kataly
sator ist ein Platinkomplex, der durch Umsetzen von
Chlorplatinsäure, enthaltend 4 Mole Hydratationswasser,
mit Tetravinylcyclotetrasiloxan in Gegenwart von Natri
umbicarbonat in einer Ethanollösung gebildet wird. Dieser
Katalysator ist in der US-PS 3,775,452 (Karstedt) offen
bart, die durch Bezugnahme hier aufgenommen wird.
Der Katalysator muß in einer katalytischen Men
ge eingesetzt werden, die die Menge ist, die zum Fördern
der Hydrosilylierungs-Reaktion genügt. Im allgemeinen
müssen mindestens 0,1 ppm eines Platin-Katalysators und
vorzugsweise von 5 ppm bis 250 ppm als Teile Platinme
tall, bezogen auf das Gewicht der Hydrosilylierungs-Mi
schung, eingesetzt werden. Inhibitoren, wie acetylenische
Alkohole, Amine und Cyanurate, können bei Einsatz in ei
ner wirksamen Menge ebenfalls benutzt werden.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung
kann auch irgendeinen der konventionellen (E) streckenden
und/oder (F) verstärkenden Füllstoff enthalten. Die Zu
sammensetzung enthält von etwa 0 bis etwa 200 und vor
zugsweise von etwa 10 bis etwa 100 Gewichtsteile von (E),
einen streckenden Füllstoff und von etwa 0 bis etwa 50
und vorzugsweise von etwa 20 bis etwa 50 Gewichtsteile
von (F), einen verstärkenden Füllstoff.
Beispiele streckender Füllstoffe (E), die hier
brauchbar sind, schließen α-Quarz, zerstoßenen Quarz,
Aluminiumoxid, Aluminiumsilicat, Zirkoniumsilicat, Magne
siumoxid, Zinkoxid, Talk, Diatomeenerde, Eisenoxid, Cal
ciumcarbonat, Ton, Titandioxid, Zirkoniumdioxid, Glimmer,
Glas, wie gemahlenes Glas oder Glasfaser, Sand, Ruß, Gra
phit, Bariumsulfat, Zinksulfat, Holzmehl, Kork, Fluorkoh
lenstoffpolymer-Pulver und ähnliche ein. Der bevorzugte
streckende Füllstoff zum Einsatz in der vorliegenden Er
findung ist α-Quarz.
Beispiele verstärkender Füllstoffe (F) schlie
ßen Siliciumdioxid ein, wie pyrogenes Siliciumdioxid und
gefälltes Siliciumdioxid sowie behandelte Siliciumdioxid-
Füllstoffe, wie pyrogenes oder gefälltes Siliciumdioxid,
das zum Beispiel mit einem Organohalogensilan, einem Di
siloxan oder einem Disilazan umgesetzt worden ist. Pyro
genes Siliciumdioxid ist besonders wirksam als ein ver
stärkender Füllstoff für die Silicon-Komponente der vor
liegenden Erfindung. Ein besonders bevorzugtes, behandel
tes, pyrogenes Siliciumdioxid ist eines, bei dem das py
rogene Siliciumdioxid zuerst mit cyclischen Polysiloxa
nen, zum Beispiel Dimethylcyclotetramer, gemäß im Stande
der Technik bekannten Verfahren, wie in der US-PS
2,938,009 (Lucas) beschrieben, die durch Bezugnahme hier
aufgenommen wird, und dann mit einem Silazan, zum Bei
spiel Hexamethyldisilazan, behandelt worden ist, wie zum
Beispiel in den US-PS 3,635,743 (Smith) und 3,847,848
(Beers) offenbart, die beide durch Bezugnahme hier aufge
nommen werden. Diese Behandlung entfernt den größten Teil
der freien Silanole auf der Oberfläche des Tetramer-be
handelten Siliciumdioxids.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung
kann hergestellt werden durch homogenes Vermischen der
Komponenten (A) bis (F) und irgendwelcher Wahlbestand
teile, wozu geeignete Mischeinrichtungen benutzt werden,
wie ein Spatel, ein Trommelmischer, ein mechanischer Rüh
rer, eine Dreiwalzen-Mühle, ein Sigma-Schaufelmischer,
ein Kneter und eine Zweiwalzen-Mühle.
Die Reihenfolge des Vermischens der Komponenten
(A) bis (F) ist nicht kritisch, doch ist bevorzugt, daß
die Komponenten (B) und (C) in Gegenwart der Komponente
(D) zusammengebracht werden, am bevorzugtesten in der
letzten Mischstufe. Es ist möglich, alle Komponenten in
einer Mischstufe unmittelbar vor dem beabsichtigten Ein
satz der härtbaren Zusammensetzung zu vermischen. Alter
nativ können gewisse Komponenten vorvermischt werden, um
zwei oder mehr Vormischungen zu bilden, die gelagert wer
den können, falls erwünscht, und dann in einer Endstufe,
unmittelbar vor dem beabsichtigten Einsatz, vermischt
werden können.
Es ist bevorzugt, die Komponenten (C), (D) und
einen Teil der Komponente (A) zusammen mit gewissen Wahl
komponenten, wie Füllstoffen und Lösungsmitteln, zu ver
mischen, um eine erste Vormischung zu schaffen. Separat
kann die Komponente (B) zusammen mit dem übrigen Teil der
Komponente (A), falls vorhanden, vermischt werden, um ei
ne zweite Vormischung zu schaffen. Diese beiden Vormi
schungen können dann gelagert werden, bis die Zusammen
setzung dieser Erfindung erwünscht ist, und dann werden
sie homogen vermischt.
Die additionshärtbaren Silicon-Zusammensetzun
gen der Erfindung werden bei Abwesenheit einer Grundie
rung direkt selbst an verschiedenen Kunststoff-, Metall-,
Glas- und Mauerwerk-Substraten haften. Beispiele von Me
tallsubstraten schließen solche ein, ausgewählt aus Kup
fer, Alclad-Aluminium, anodisiertem Aluminium, galvani
siertem Stahl, kalt gewalztem Stahl, gegossenem Aluminium
und gegossenem Magnesium. In besonderen Fällen ist es be
vorzugt, gewisse Substrate zu "konditionieren", wie Poly
etherimid durch Behandeln des Polyetherimid-Substrats mit
einer 5M KOH-Lösung bei 70°C für 5 Minuten, gefolgt vom
Spülen. Die Dicke der Klebstoff-Zusammensetzung auf einem
Substrat liegt typischerweise im Bereich von 0,5 mm bis
etwa 1,5 mm (20 bis 60 mils).
Die additionshärtbaren Zusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung können auf irgendeine geeignete
Weise auf die Oberfläche des Substrates aufgebracht wer
den, wie durch Walzen, Ausbreiten, Sprühen und ähnliches
und dann, wie oben beschrieben, gehärtet werden. Nach dem
Aufbringen der Klebstoff-Zusammensetzung auf das Substrat
kann die Zusammensetzung bei einer Temperatur im Bereich
von etwa 50 bis etwa 100°C über eine Dauer von etwa 10
bis 30 Minuten gehärtet werden.
Um dem Fachmann die Ausführung der vorliegenden
Erfindung zu erleichtern, wird das folgende Beispiel zur
Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung angegeben.
Alle Teile beziehen sich auf das Gewicht.
Es wurden tropfenweise 15 g Allylalkohol zu 20 g
α-Bromacetylbromid unter einer Stickstoffatmosphäre bei
Umgebungstemperaturen hinzugegeben. Die Mischung wurde 3
Stunden lang gerührt, gefolgt vom Entfernen überschüssi
gen Allylalkohols im Vakuum. 15 g Produkt wurden erhal
ten. Auf der Grundlage von ¹H-NMR-Spektren war das Pro
dukt der entsprechende Allylester von α-Bromessigsäure.
Es wurde tropfenweise unter einer inerten At
mosphäre eine Mischung von 1,71 g Allylamin und 3,03 g
Triethylamin zu 5,4 g des obigen α-Bromesters in 50 ml
Diethylether hinzugegeben, während die Lösung gerührt
wurde. Es bildete sich ein weißer Niederschlag. Nach 14
Stunden wurde die Mischung filtriert und das Lösungsmit
tel im Vakuum entfernt. Der Monoester wurde vom Diester
durch Destillation im Vakuum bei 40°C abgetrennt.
Es wurden 2,7 µl einer Lösung eines Platin-Ka
talysators (5,92% Pt), wie in der US-PS 3,775,452 von
Karstedt gezeigt, und 1 ml Trimethoxysilan zu 0,5 g des
obigen Diallylesters von α-Aminoessigsäure hinzugegeben.
Die Mischung wurde 12 Stunden lang bei 70°C erhitzt. Man
erhielt 1,0 g Produkt. Auf der Grundlage von ¹H-NMR war
das Produkt ein Bis(trimethoxysilyl)α-aminoester der For
mel
(CH₃O)₃SiCH₂CH₂CH₂N(H)CH₂C(O)OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃.
Eine in der Wärme additionshärtbare Silicon-
Formulierung wurde zubereitet durch Hinzugeben von 0,23 g
eines Methylhydrogensiloxy-dimethylsiloxy-Copolymers mit
einem Wasserstoffgehalt von etwa 0,8 Gew.-% zu einer Mi
schung von 13 g eines Polydimethylsiloxans mit endstän
digen Dimethylsiloxy-Einheiten und einer Viskosität von
etwa 40.000 mPa·s (centipoise) und 20 Gew.-% der Mischung
von pyrogenem Siliciumdioxid, das mit Octamethylcyclote
trasiloxan behandelt worden war, 10 ppm Platin, wie in
Beispiel 1 gezeigt, 1 µl von 3,5-Dimethyl-1-hexin-3-ol
und 0,12 g des obigen α-Aminoester-Adhäsionsvermittlers
von Beispiel 1. Die Mischung wurde in zwei Zyklen des
Evakuierens/Zentrifugierens entgast.
Überlappungs-Scherproben von etwa 2,5 × 1,25 cm
(1′′ × 0,5′′) verschiedener Substrate wurden getestet, nach
dem sie mit Isopropanol abgewischt und mit der obigen ad
ditionshärtbaren Formulierung behandelt worden waren. Die
Härtung erfolgte bei 100°C/1 h. Die resultierenden Ver
bundstoffe wurden auf einem Instron 4202 unter Anwendung
einer Querkopf-Geschwindigkeit von etwa 1,25 cm (0,5′′)/min
getestet. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten,
wobei der Polyester Valox®-Polyester und das Polycarbo
nat Lexan®-Polycarbonat ist, die beide von der GE
Plastics Div. hergestellt werden.
Ein Adhäsionsversagen wurde in allen Fällen
erhalten, bei denen der Adhäsionsvermittler aus der ad
ditionshärtbaren Zusammensetzung ausgeschlossen war. Es
wurde jedoch ein Adhäsionsgrad auf einem Polycarbonat-
Substrat erhalten, obwohl das Versagen adhäsiv war.
Obwohl die obigen Beispiele nur auf wenige der
sehr vielen Variablen gerichtet ist, die bei der Ausfüh
rung der vorliegenden Erfindung benutzt werden können,
sollte klar sein, daß die vorliegende Erfindung auf eine
sehr viel breitere Vielfalt von Bis(trialkoxysilyl)-α-
aminoester-Adhäsionsvermittlern und additionshärtbaren
Organopolysiloxan-Zusammensetzungen gerichtet ist, die
solche Adhäsionsvermittler enthalten, wie in der den Bei
spielen vorhergehenden Beschreibung gezeigt.
Claims (7)
1. Additionshärtbare Zusammensetzung, umfassend, bezogen
auf das Gewicht:
- (A) 100 Teile einer vinylhaltigen Polydiorgano
siloxan-Zusammensetzung, umfassend:
- (1) etwa 50 bis etwa 100 Teile eines im wesent lichen von cyclischen Bestandteilen freien, Vinyl endgruppen aufweisenden Polydiorganosiloxans der all gemeinen Formel (R)₂ViSiO[(R)₂SiO]m[RViSiO]nSi(R)₂Vi,worin Vi ein Vinylrest, R ausgewählt ist aus der Klasse bestehend aus Alkylresten mit 1 bis 8 Kohlen stoffatomen, Phenylresten, Fluoralkylresten mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und deren Mischungen, "m+n" einen Wert aufweist, der genügt, ein Polydiorgano siloxan der Viskosität von 100 bis etwa 100 000 mPa·s (centipoise) bei 25°C und mit einem Vinylgehalt von etwa 0,02 bis etwa 2,0 Gew.-% zu schaffen und
- (2) von etwa 0 bis etwa 50 Teile eines festen, benzollöslichen, vinylhaltigen Harzcopolymers, um fassend (R¹)₃SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten,worin R¹ ein Vinylrest oder ein einwertiger Kohlen wasserstoffrest ohne aliphatische Ungesättigtheit und mit nicht mehr als 6 Kohlenstoffatomen ist, das Verhältnis der (R¹)₃SiO1/2-Einheiten zu den SiO4/2- Einheiten im Bereich von etwa 0,5 : 1 bis etwa 1,5 : 1 liegt und das vinylhaltige Harz einen Vinylgehalt von etwa 1,5 bis etwa 3,5 Gew.-% hat,
- (B) von etwa 1 bis etwa 20 Teile eines wasserstoff haltigen Polysiloxans einer mittleren Einheitsformel R²aHbSiO(4-a-b)/2,worin R² ein einwertiger Kohlenwasserstoffrest oder halo genierter einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen und ohne aliphatische Ungesät tigtheit ist, "a" einen Wert von etwa 0 bis etwa 3, "b" einen Wert von etwa 0 bis etwa 3 und die Summe von "a" + "b" einen Wert von 0 bis 3 hat,
- (C) eine katalytische Menge eines Hydrosilylierungs katalysators,
- (D) eine wirksame Menge eines Bis[trialkyloxysilyl]- α-aminoesters der Formel (R³O)₃SiR⁴OC(O)CH₂N(H)R⁵Si(OR³)₃worin R³ aus gleichen oder verschiedenen C(1-4)-Alkylre sten und R⁴ und R⁵ aus gleichen oder verschiedenen C(2-8)-Alkylenresten ausgewählt sind,
- (E) von etwa 0 bis etwa 200 Teile eines streckenden Füllstoffes und
- (F) von etwa 0 bis etwa 50 Teile eines verstärkenden Füllstoffes und, bei Abwesenheit von (A) (2), einer zur Verstärkung wirksamen Menge.
2. Additionshärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1,
worin das vinylhaltige Polydiorganosiloxan ein vinylhal
tiges Polydimethylsiloxan ist.
3. Additionshärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1,
worin das feste, benzollösliche, vinylhaltige Harz eine
Mischung von (CH₃)₃SiO1/2-Einheiten und Vi(CH₃)₂SiO1/2-
Einheiten und SiO₂-Einheiten umfaßt.
4. Additionshärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1,
worin der Hydrosilylierungs-Katalysator ein Platin-Kata
lysator ist.
5. Additionshärtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1,
worin der Adhäsionsvermittler
(CH₃O)₃SiCH₂CH₂CH₂N(H)CH₂C(O)OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃ ist.
6. Bis[trialkyloxysilyl]α-aminoester der Formel
(R³O)₃SiR⁴OC(O)CH₂N(H)R⁵Si(OR³)₃worin R³ aus gleichen oder verschiedenen C(1-4)-Alkylre
sten und R⁴ und R⁵ aus gleichen oder verschiedenen
C(2-8)-Alkylenresten ausgewählt sind.
7. Verbindung
(CH₃O)₃SiCH₂CH₂CH₂N(H)CH₂C(O)OCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃.
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