DE69011028T2 - Hitzehärtbare Silikon-Kautschuk-Zusammensetzung. - Google Patents
Hitzehärtbare Silikon-Kautschuk-Zusammensetzung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine wärmehärtbare Silinkautschukzusammensetzung und insbesondere eine wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung mit der Fähigkeit zur Lieferung eines gehärteten Silikonkautschuks ohne Oberflächenklebrigkeit und mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten zusammen mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und einer Rückbildbarkeit bei Druckeinwirkung, um somit als Material, beispielsweise als Kautschukfüllkörper in Automobilen und Kautschukwalzen in Kopiervorrichtungen und Harzlaminiervorrichtungen, geeignet zu sein. Die Erfindung betrifft ferner einen gehärteten Silikonkautschukgegenstand (-Formkörper), der durch Härten der wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzung erhalten wird.
- Wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzungen einer Klasse werden aus einem Organopolysiloxan mit einer linearen Molekülstruktur und Alkenylgruppen als Teil der an die Siliciumatome gebundenen organischen Gruppen im Gemisch mit einem fein verteilten verstärkenden Siliciumdioxidfüllstoff und einem Härtungsmittel, bei dem es sich um ein organisches Peroxid oder eine Kombination eines Organohydrogenpolysiloxans und einer spurenförmigen Menge einer Platinverbindung als Katalysator handelt, hergestellt. Eine derartige wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung kann durch Erwärmen gehärtet werden. Dabei bildet sich ein gehärteter Silikonkautschukgegenstand (-Formkörper) mit ausgezeichneten Eigenschaften, beispielsweise Wärme- und Kältebeständigkeit, elektrischen Eigenschaften, wie elektrischer Isolierung, und dgl., so daß sie sich aufgrund des Fehlens einer Toxizität für Teile elektrischer und elektronischer Anwendungen sowie von Automobilen, Materialien in Architektur- und Ziviltechnikbetrieben und medizinische und Nahrungsmittelbehandlungswerkzeuge eignet. Gehärtete Silikonkautschuke werden ferner angesichts ihrer einzigartigen Oberflächeneigenschaften als Material von Kautschukwalzen verwendet.
- Manchmal ist es erwünscht, einen gehärteten Silikonkautschukgegenstand ohne Oberflächenklebrigkeit und mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten durch Härten einer wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzung zu erhalten. In dieser Hinsicht gibt es einen Vorschlag in der Japanischen Patentanmeldung Kokai 61-159448, gemäß der ein Poly(methylsilsesquioxan) in Pulverform als Füllstoff der Silikonkautschukzusammensetzung verwendet wird. Ferner sind unter Verwendung einer derartigen Zusammensetzung hergestellte Kautschukwalzen zur Bildfixierung in einem Kopiergerät bekannt (vgl. beispielsweise Japanische Patentanmeldung Kokai 61- 158362). Obwohl die dort vorgeschlagene wärmehärtbare Silinkautschukzusammensetzung hinsichtlich des Fehlens von oberflächenklebrigkeit und eines niedrigen Reibungskoeffizienten der daraus hergestellten gehärteten Silikonkautschukgegen-stände vorteilhaft ist, besteht ein Problem darin, daß der gehärtete Silikonkautschukgegenstand mit dem Nachteil schlechter mechanischer Eigenschaften, Kautschukfederungselastizität und Rückbildbarkeit bei Druckeinwirkung behaftet ist.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine neue wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung ohne die oben beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile, die bei herkömmlichen wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzungen auftreten, sowie einen aus der Silikonkautschukzusammensetzung hergestellten gehärteten Silikonkautschukgegenstand bereitzustellen.
- Die wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfaßt als Mischung:
- (a) 100 Gew.-Teile eines Diorganopolysiloxans der Formel für die durchschnittliche Einheit
- RaSiO(4-a)/2, .....(I)
- in der R fur eine nichtsubstituierte oder substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe steht und der tiefgestellte Index a eine positive Zahl im Bereich von 1,95 bis 2,05 bedeutet, und mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad im Bereich von 100 bis 10.000,
- (b) 1 bis 200 Gew.-Teile eines Poly(methylvinylsilsesquioxans) aus im wesentlichen trifunktionellen Organosiloxaneinheiten, deren an die Siliciumatome gebundenen organischen Gruppen aus Methyl- und Vinylgruppen bestehen, wobei der Gew.-Anteil an den Vinylgruppen im Bereich von 0,1 bis 10%, bezogen auf die Gesamtmenge der darin vorliegenden Vinyl- und Methylgruppen, liegt, in Form eines Pulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 50 µm und
- (c) ein Härtungsmittel in einer zur Härtung der Zusammensetzung durch Erwärmen ausreichenden Menge.
- Wie oben beschrieben, besteht das charakteristischste Merkmal der erfindungsgemäßen wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzung in der Verwendung der einzigartigen Komponente (b), bei der es sich um ein Pulver eines Poly(organosilsesquioxans) mit Methylgruppen und einer spezifischen Menge an Vinylgruppen als den an den Siliciumatomen gebundenen organischen Gruppen handelt, als Füllstoff.
- Die Komponente (a) in der neuen wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzung besteht aus einem Diorganopolysiloxan mit einer im wesentlichen linearen Molekülstruktur der oben angegebenen Formel (I) für die durchschnittliche Einheit. Das Symbol R in der Formel bezeichnet eine nichtsubstituierte oder substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe. Beispiele dafür sind Alkylgruppen, wie Methyl-, Ethyl- und Propylgruppen, Alkenylgruppen, wie Vinyl-, Allyl- und Butenylgruppen, sowie Arylgruppen, wie Phenyl- und Tolylgruppen, sowie die substituierten Gruppen, die durch Ersetzen eines Teils oder sämtlicher Wasserstoffatome in den obengenannten Kohlenwasserstoffgruppen durch Substituentenatome und/oder -gruppen, beispielsweise Halogenatome, Cyanogruppen, erhalten werden. Beispiele dafür sind Chlormethyl-, 3,3,3-Trifluorpropyl- und 2-Cyanoethylgruppen. Zwei Arten oder mehr von verschiedenen Kohlenwasserstoffgruppen können in einem Molekül des Diorganopolysiloxans enthalten sein.
- Der tiefgestellte Index a in der Formel (I) bedeutet eine positive Zahl im Bereich von 1,95 bis 2,05, so daß das Diorganopolysiloxan, das zweckmäßigerweise eine gerade lineare Molekülstruktur aufweist, ohne besondere widrige Effekte einige Verzweigungen besitzen kann. Das Diorganopolysiloxan als die Komponente (a) weist einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad im Bereich von 100 bis 10.000 auf, so daß das Diorganopolysiloxan eine fließfähige gummiartige Konsistenz aufweisen kann. Wenn der durchschnittliche Polymerisationsgrad zu gering ist, vermag die Silikonkautschukzusammensetzung keinen gehärteten silikonkautschukgegenstand ausreichend hoher mechanischer Festigkeit zu liefern. Wenn der durchschnittliche Polymerisationsgrad zu hoch ist, treten andererseits Schwierigkeiten beim Vermischen der Komponenten zur Herstellung einer Zusammensetzung sowie eine Verringerung der Formbarkeit der Zusammensetzung auf. Die an den Molekülkettenenden des Diorganopolysiloxans stehenden Gruppen unterliegen keinen besonderen Begrenzungen und umfassen Tri(kohlenwasserstoff)gruppen, silanolische Hydroxygruppen und Silicium-gebundene Alkoxygruppen.
- Die Komponente (b) in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist ein Füllstoff, bei dem es sich um ein Pulver eines Poly(methylvinylsilsesquioxans) handelt. Insbesondere handelt es sich um ein organopolysiloxan, das im wesentlichen aus trifunktionellen Organosiloxaneinheiten, deren an die Siliciumatome gebundenen organischen Gruppen Methyl- und Vinylgruppen sind, besteht. Es ist für die Erfindung wesentlich, daß der Gew.-Anteil der Vinylgruppen darin im Bereich von 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,2 bis 6%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Methyl- und Vinylgruppen, liegt. Ist der Gehalt an den Vinylgruppen zu gering, läßt sich keine ausreichende Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Rückbildbarkeit bei Druckeinwirkung des durch Härten der Zusammensetzung erhaltenen gehärteten Silikonkautschukkörpers erhalten. Wenn der Gehalt an den Vinylgruppen zu groß ist, weist der gehärtete Silikonkautschukkörper andererseits eine geringe Zugfestigkeit und Reißfestigkeit auf und zeigt eine verringerte Wärmebeständigkeit. Das Poly(methylvinylsilsesquioxan) wird in Form eines Pulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 50 µm verwendet. Ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser des poly(methylvinylsilsesquioxans) als der Komponente (b) zu gering, treten neben einem Problem einer übermäßig erhöhten Härte des aus der Zusammensetzung erhaltenen gehärteten Silikonkautschuks Schwierigkeiten beim Vermischen einer großen Menge desselben, wie erwünscht ist, mit dem Diorganopolysiloxan aus der Komponente (a) auf. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser desselben zu groß ist, kann andererseits durch die Einverleibung desselben keine ausreichende Verstärkungswirkung erhalten werden, so daß der gehärtete Silikonkautschukkörper schlechte mechanische Eigenschaften aufweist und somit nicht zur Verwendung in praktischen Anwendungen geeignet ist.
- Das poly(methylvinylsilsesquioxan) als die Komponente (b) kann im allgemeinen nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Poly(organosilsesquioxanen) hergestellt werden. Insbesondere wird ein Gemisch eines Vinyltrialkoxysilans und eines Methyltrialkoxysilans oder eines teilweisen Cohydrolysats desselben einer Hydrolyse und Kondensationsreaktion in einer wäßrigen Lösung mit einer basischen Substanz, beispielsweise einem Hydroxid eines Erdalkalielements, einem Alkalimetallcarbonat, Ammoniak und einem Amin, unterworfen, worauf die Niederschläge aus dem wäßrigen Medium gewonnen werden. Danach wird getrocknet und pulverisiert, um die gewünschten fein pulverisierten Teilchen mit dem spezifizierten durchschnittlichen Teilchendurchmesser zu erhalten.
- Alternativ kann ein Methyltrialkoxysilan hydrolysiert und teilweise kondensiert werden, um ein Poly(methylsilsesquioxan) mit einer Menge an verbliebenen nicht kondensierten silanolischen Hydroxygruppen zu liefern, gefolgt von einer Umsetzung der silanolischen Hydroxylgruppen mit beispielsweise Vinyltrimethoxysilan, 1,3-Divinyl-1,1,3,3- tetramethyldisilazan.
- Die Menge des als die Komponente (b) mit dem Diorganopolysiloxan als die Komponente (a) vermischten Poly(methylvinylsilsesquioxans) liegt im Bereich von 1 bis 200 Gew.-Teilen oder vorzugsweise 5 bis 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der Komponente (a). Wenn die Menge desselben zu gering ist, kann keine wesentliche Verbesserung erreicht werden, wie dies durch die Verwendung dieser einzigartigen Komponente erwünscht ist. Wenn die Menge desselben zu groß ist, kann dies zu einer Verringerung der mechanischen Eigenschaften der gehärteten Silikonkautschukkörper ohne eine damit verbundene weitere Verbesserung führen.
- Die in die neue wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung eingemischte Komponente (c) besteht aus einem Härtungsmittel, bei dem es sich um jedes beliebige herkömmliche Härtungsmittel handeln kann. Beispielsweise kann das Härtungsmittel aus einem organischen Peroxid, wie Benzoylperoxid, Monochlorbenzoylperoxid, 2, 4-Dichlorbenzoylperoxid, 4- Methylbenzoylperoxid, tert.-Butylperbenzoat, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)hexan, 2,5-Dimethyl- 2,5-di(tert.-butylperoxy)hexan, bestehen. Zwei oder mehr Arten dieser organischen Peroxide können nach Bedarf in Kombination verwendet werden. Die Menge an dem organischen Peroxid als der Komponente (c) in der neuen Zusammensetzung liegt im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.- Teile des Diorganopolysiloxans als der Komponente (a), um die Zusammensetzung durch Erwärmen vollständig zu härten.
- Wenn das Diorganopolysiloxan als die Komponente (a) mindestens zwei oder vorzugsweise mindestens drei Alkenylgruppen, wie Vinylgruppen, pro Molekül enthält, kann alternativ das Härtungsmittel als die Komponente (c) aus einer Kombination eines Organohydrogenpolysiloxans als Vernetzungsmittel für die Vernetzungsreaktion durch die sogenannte Hydrosilierungs- oder Additionsreaktion mit den Alkenylgruppen in der Komponente (a) und einer Platinverbindung als Katalysator zur Förderung der Hydrolysierungsreaktion bestehen. Das Organohydrogenpolysiloxan als das Vernetzungsmittel sollte mindestens zwei oder vorzugsweise mindestens drei Wasserstoffatome, die direkt an die Siliciumatome gebunden sind, im Molekül aufweisen. Die Platinverbindung als Katalysator besteht beispielsweise aus Chloroplatinsäure, Komplexen von Chloroplatinsäure mit einem Olefin oder einem vinylhaltigen Organopolysiloxan und alkoholischen Lösungen von Chloroplatinsäure. Die Menge an dem Organohydrogenpolysiloxan sollte ausreichen, um 0,8 bis 2,5 Mol an Silicium-gebundenen Wasserstoffatomen pro Mol der Silicium-gebundenen Alkenylgruppen in der Komponente (a) bereitzustellen. Die Menge an der Platinverbindung als dem Katalysator sollte in einem Bereich von 1 bis 500 ppm (nach Gewicht) oder vorzugsweise 5 bis 200 ppm (nach Gewicht), berechnet als Platin, bezogen auf die Menge an der Komponente (a), liegen.
- Insbesondere ist das Organohydrogenpolysiloxan durch die Formel für die durchschnittliche Einheit
- R'bHcSiO(4-b-c)/2' ..... (II)
- worin R' für eine nichtsubstituierte oder substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ohne aliphatische Nichtsättigung steht und die tiefgestellten Indices b und c jeweils eine positive Zahl bedeuten, wobei gilt, daß b+c im Bereich von 1,0 bis 3,0 liegt, dargestellt. Das Organohydrogenpolysiloxan sollte vorzugsweise einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von nicht über 300 aufweisen. Seine Molekülstruktur kann gerade linear, verzweigt oder cyclisch ohne besondere Einschränkungen sein.
- Die wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann durch gleichmäßiges Vermischen der oben beschriebenen Komponenten (a), (b) und (c) jeweils in einer spezifischen Menge durch Verwendung einer geeigneten Mischvorrichtung zusammen mit weiteren bekannten Zusatzstoffen jeweils in einer begrenzten Menge entsprechend dem Bedarf hergestellt werden. Einzuverleibende Zusatzstoffe sind Dispersionshilfsmittel für die Komponente (b) in der Komponente (a), beispielsweise Diphenylsilandiol, Alkoxygruppen enthaltende Organosilane, Hexamethyldisilazan, niedrigviskose Silikonflüssigkeiten, Kieselsäurefüllstoffe, beispielsweise Quarzstaubfüllstoffe, Füllstoffe aus gefälltem Siliciumdioxid, Diatomeenerde, fein pulverisiertes Quarzpulver, weitere Füllstoffe, wie Eisenoxid, Titandioxid, Calciumcarbonat, Ruß, Färbemittel, d.h. Pigmente, flammhemmende Mittel und die Wärmebeständigkeit verbessernde Mittel.
- Die erfindungsgemäße wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung kann durch Ausformen der Zusammensetzung in eine gewünschte Form und Erwärmen derselben zur Herbeiführung einer Härtung in einen gehärteten Silikonkautschukgegenstand umgewandelt werden. Der so erhaltene gehärtete Silikonkautschukkörper weist einzigartige Eigenschaften hinsichtlich Nichtklebrigkeit der Oberfläche und eines sehr geringen Reibungskoeffizienten zusammen mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften sowie guter Rückbildbarkeit bei Druckeinwirkung auf. Folglich kann die silikonkautschukzusammensetzung als Material zur Herstellung von Dichtungsmitteln in Automobilen und weiteren Vorrichtungen, Kautschukwalzen in Kopiermaschinen oder Harzbeschichtungsgeräten, verwendet werden.
- In der folgenden Beschreibung wird eine erfindungsgemäße wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung detaillierter anhand von Beispielen beschrieben. In den Beispielen steht der Ausdruck "Teile" immer für "Gewichtsteile". Die im folgenden zur Bewertung angegebenen Eigenschaften der gehärteten Silikonkautschuke sind die Ergebnisse der nach den Vorgehensweisen entsprechend dem Japanischen Industriestandard JIS K 6301 durchgeführten Bestimmungen.
- Ein Gemisch von 0,3 Teilen Vinyltrimethoxysilan und 99,7 Teilen Methyltrimethoxysilan wurde in 400 Teile eines Ammoniakwassers mit 2 Gew.-% Ammoniak zur Herbeiführung einer Cohydrolyse und Cokondensation der Silane eingetropft, worauf die Niederschläge durch Filtration gesammelt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und zu einem feinen Pulver von poly(methylvinylsilsesquioxan) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 1 µm pulverisiert wurden. Die Menge an den darin enthaltenen Vinylgruppen betrug etwa 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Methyl- und Vinylgruppen.
- Eine im folgenden als Zusammensetzung A bezeichnete wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung wurde in Beispiel 1 durch gleichmäßiges Vermischen von 100 Teilen eines gummiartigen Diorganopolysiloxans eines durchschnittlichen Polymerisationsgrad von etwa 8000, das aus 99,825 Mol-% Dimethylsiloxaneinheiten der Formel Me&sub2;SiO, 0,15 Mol-% Methylvinylsiloxaneinheiten der Formel MeViSiO und 0,025 Mol-% Dimethylvinylsiloxyeinheiten der Formel Me&sub2;ViSiO0,5 bestand, und 100 Teilen des oben hergestellten Poly(methylvinylsilsesquioxan)-Pulvers auf einer Zweiwalzenmühle, gefolgt von einem Zumischen und gleichmäßigen Dispergieren von 2 Teilen eines pastösen Gemisches mit 25% 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.- butylperoxy)hexan in einer Silikonflüssigkeit als Härtungsmittel hergestellt.
- Die in der oben beschriebenen Weise hergestellte wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung wurde anschließend zu einer Kautschukfolie einer Dicke von 2 mm und einem Testblock eines Durchmesser von 29 mm und einer Dicke von 12,7 10,13 mm durch 10-minütiges Preßformen bei 165ºC unter einer Druckkraft von 30 kg/cm², gefolgt von einem 4-stündigen Nachhärten bei 200ºC gehärtet. Anschließend wurden die mechanischen Eigenschaften dieser Testprüflinge untersucht. Dabei wurden die in der folgenden Tabelle 1 dargestellten Ergebnisse erhalten. Daraus ergibt sich, daß der gehärtete Silikonkautschukkörper eine zur Verwendung in praktischen Anwendungen ausreichende mechanische Festigkeit mit einer außerordentlich geringen bleibenden Verformung aufwies. Die in Tabelle 1 angegebenen Werte der bleibenden Verformung wurden nach 22 h unter 25% Druck bei 180ºC bestimmt.
- Zum Vergleich wurde eine weitere wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung, die im folgenden als Zusammensetzung B bezeichnet wird, in Vergleichsbeispiel 1 im wesentlichen entsprechend Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß das Poly(methylvinylsilsesquioxan)-Pulver durch dieselbe Menge eines entsprechend der Herstellung des ersteren unter Verwendung von Methyltrimethoxysilan alleine als der Ausgangsorganosilanverbindung hergestellten Poly(methylsilsesquioxan)-Pulvers ersetzt wurde, hergestellt. Die Ergebnisse der Bewertungstests der daraus hergestellten gehärteten Silikonkautschukprüflinge sind ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt.
- Zum weiteren Vergleich wurde eine weitere wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung, die im folgenden als Zusammensetzung C bezeichnet wird, in Vergleichsbeispiel 2 im wesentlichen entsprechend Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß das Poly(methylvinylsilsesquioxan)-Pulver durch dieselbe Menge eines fein pulverisierten Quarzpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,8 µm (Crystallite 5X, ein Produkt von Tatsumori Co.) ersetzt wurde, hergestellt. Die Ergebnisse der Bewertungstests der daraus hergestellten gehärteten Silikonkautschukprüflinge sind ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 Zusammensetzung Nr. Härte, JIS A Zugfestigkeit, kgf/cm² Bruchdehnung, % bleibenäe Verformung, % Stoßelastizität, %
- Im wesentlichen entsprechend der Herstellung des Poly(methylvinylsilsesquioxan)-Pulvers in Beispiel 1 wurde unter Verwendung der beiden Organosilanverbindungen als den Ausgangsmaterialien in einem modifizierten Verhältnis ein weiteres Poly(methylvinylsilsesquioxan)-Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 1 µm, dessen Gehalt an Vinylgruppen 1,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Methyl- und Vinylgruppen, betrug, hergestellt.
- Durch gleichmäßiges Vermischen von 100 Teilen eines gummiartigen Diorganopolysiloxans eines durchschnittlichen Polymerisationsgrads von etwa 8000, das aus 99,575 Mol-% Dimethylsiloxaneinheiten, 0,40 Mol-% Methylvinylsiloxaneinheiten und 0,025 Mol-% Trimethylsiloxyeinheiten bestand, 10 Teilen einer Dimethylpolysiloxanflüssigkeit mit einem Polymerisationsgrad von 10, das an den Molekülkettenenden Silanolgruppen aufwies, 3 Teilen 1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazan und 30 Teilen eines fein verteilten Siliciumdioxidfüllstoffs mit einer spezifischen Oberfläche von 130 m²/g, der auf der Oberfläche durch Blockieren mit Me&sub2;SiO-Einheiten hydrophobiert war, in einer Knetvorrichtung wurde eine Basisverbindung hergestellt. Diese wurde anschließend zur Herbeiführung einer Alterung 2 h lang auf 160ºC erwärmt.
- Die beiden im folgenden als die Zusammensetzungen D und E bezeichneten wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzungen wurden in den Beispielen 2 bzw. 3 durch gleichmäßiges Vermischen von 100 Teilen der oben hergestellten Basisverbindung und 25 Teilen (Beispiel 2) oder 50 Teilen (Beispiel 3) des oben hergestellten Poly(methylvinylsilsesquioxan)- Pulvers, gefolgt von einem weiteren Zumischen von 2 Teilen eines pastösen Gemisches mit 25% 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.- butylperoxy)hexan in einem Silikonöl als Härtungsmittel auf einer Zweiwalzenmühle hergestellt.
- Diese wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzungen D und E wurden entsprechend Beispiel 1 einem Härten und Bewertungsuntersuchungen unterzogen. Dabei wurden die in der folgenden Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse erhalten. Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich, wiesen diese gehärteten Silikonkautschuke jeweils hochwertige Eigenschaften mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten und einer ausgezeichneten Leistungsfähigkeit bezüglich Dehnungsermüdung und Beständigkeit gegen eine Frostschutzflüssigkeit auf.
- Zum Vergleich wurden in den Vergleichsbeispielen 3 bzw. 4 die beiden weiteren, im folgenden als die Zusammensetzungen F und G bezeichneten wärmehärtbaren Silikonkautschukzusammensetzungen im wesentlichen entsprechend den oben beschriebenen Beispielen 2 und 3, mit der Ausnahme, daß das Poly(methylvinylsilsesquioxan)-Pulver durch 40 Teile des in Vergleichsbeispiel 1 verwendeten Poly(methylsilsesquioxan)-Pulvers oder 60 Teile des in Vergleichsbeispiel 2 verwendeten fein pulverisierten Quarzpulvers ersetzt wurde, hergestellt.
- Die Ergebnisse des Härtens und der Bewertungsuntersuchungen dieser Vergleichszusammensetzungen sind auch in der folgenden Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Zusammensetzung Nr. Härte, JIS A Zugfestigkeit, kgf/cm² Bruchdehnung, % Zerreißfestigkeit, JIS B kgf/cm bleibende Verformung *1, % Reibungskoeffizient 80% Dehnungsermüdung *2 10³ Wiederholungen bleibende Verformung in Frostschutzmittelflüssigkeit *3, %
- *1 Bleibende Verformung: nach 70 h unter 25% Druck bei 180ºC
- *2 Dehnungsermüdung: de Mattia-Ermüdungsuntersuchungsvorrichtung, #3 Hantelsprüfkörper
- *3 Bleibende Verformung in Frostschutzmittelflüssigkeit: nach 70 h unter 25% Druck in einer LLC-Frostschutzmittelflüssigkeit bei 175ºC
Claims (6)
1. Wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung,
umfassend als Mischung:
a) 100 Gew.-Teile eines Diorganopolysiloxans der Formel
für die durchschnittliche Einheit
RaSiO(4-a)/2,
in der R für eine nichtsubstituierte oder
substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe steht und
der tiefgestellte Index a eine positive Zahl im
Bereich von 1,95 bis 2,05 bedeutet, das einen
durchschnittlichen Polymerisationsgrad im Bereich von 100
bis 10.000 aufweist,
(b) 1 bis 200 Gew.-Teile eines
Poly(methylvinylsilsesquioxans) im wesentlichen aus trifunktionellen
Organosiloxaneinheiten, deren an die Siliciumatome
gebundenen organischen Gruppen aus Methyl- und
Vinylgruppen bestehen, wobei der Gew.-Anteil an den
Vinylgruppen im Bereich von 0,1 bis 10%, bezogen auf
die Gesamtmenge an den Vinyl- und Methylgruppen
darin, liegt, in Form eines Pulvers mit einem
durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,1
bis 50 µm und
(c) ein Härtungsmittel in einer zur Härtung der
Zusammensetzung durch Erwärmen ausreichenden Menge.
2. Wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung nach
Anspruch 1, wobei der Gew.-Anteil an den Vinylgruppen in
dem Poly(methylvinylsilsesquioxan) im Bereich 0,2 bis 6
Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an den Methyl- und
Vinylgruppen darin, liegt.
3. Wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung nach
Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Menge an dem
Poly(methylvinylsilsesquioxan) als der Komponente (b) im
Bereich von 5 bis 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile
der Komponente (a) liegt.
4. Wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung nach
einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Härtungsmittel aus einem organischen Peroxid besteht.
5. Wärmehärtbare Silikonkautschukzusammensetzung nach
Anspruch 4, wobei die Menge an dem organischen Peroxid
als dem Härtungsmittel im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-
Teilen pro 100 Gew.-Teile der Komponente (a) liegt.
6. Gehärteter Silikonkautschukgegenstand, erhalten durch
Ausformen und Erwärmen einer wärmehärtbaren
Silikonkautschukzusammensetzung nach einem der vorgehenden
Ansprüche.
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