DE69208613T2 - Organopolysiloxanzusammensetzung für Flüssigkeitsreibungskupplung - Google Patents

Organopolysiloxanzusammensetzung für Flüssigkeitsreibungskupplung

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Description

  • Fließfähige Organopolysiloxane wurden vielfach verwendet für viskose Kupplungsflüssigkeiten, weil diese Anwendung eine Flüssigkeit erfordert, die Eigenschaften aufweist, wie eine geeignete Viskosität, einen hohen Entzündungspunkt, Stabilität gegenüber einem oxidativen und thermischen Abbau und eine geringe Veränderung der Viskosität als Funktion der Temperatur.
  • Aufgrund der Wärme, die sich als Ergebnis der starken Scherung und Reibung entwickelt, die im Kupplungsflüssigkeitsbetrieb erzeugt werden, wird ein flüssiges organopolysiloxan, das allein verwendet wird, zerstört werden. Es wird z.B. unter einem Viskositätsanstieg oder einer Gelierung nach einem bestimmten Zeitraum leiden und damit seine Flüssigkeitskupplungseigenschaften verlieren.
  • Als Reaktion darauf wurde die Zugabe verschiedener Arten von Oxidationsinhibitoren zu Organopolysiloxanflüssigkeiten untersucht, um diese Zerstörung zu unterdrücken. Z.B. lehren die Japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho 55-18457 [18 457/1980] und U.S. Patent Nr. 4 515 702, daß Methylpolysiloxanzusammensetzungen mit einem geringen Viskositätsanstieg bei hohen Temperaturen erhalten werden können durch Zugabe eines Dimethylpolysiloxans mit einem geringen Polymerisationsgrad, das mit einer aromatischen Aminverbindung modifiziert wurden, zu Dimethylpolysiloxanflüssigkeiten.
  • Bei jeder der mit den oben beschriebenen Verfahren hergestellten Dimethylpolysiloxanzusammensetzungen unterliegt das mit einem aromatischen Amin modifizierte Dimethylpolysiloxan einer Umlagerungsreaktion mit dem fließfähigen Dimethylpolysiloxan als Grundöl bei hohen Temperaturen zusammen mit hohen Scherkräften. Dies führt zu einem Abfall der Viskosität des flüssigen Dimethylpolysiloxans selbst. Somit wird die Anwendung solcher Zusammensetzungen für viskose Kupplungsflüssigkeiten durch einen Abfall des Drehmomentübertragungsverhältnisses und einen Verlust der Flüssigkeitskupplungs funktion beeinträchtigt.
  • Außerdem werden die Kosten dieser Verfahren durch das komplizierte Vorgehen, das erforderlich ist, um das mit dem aromatischen Amin modifizierte Dimethylpolysiloxan zu synthetisieren, nach oben getrieben.
  • GB-A 594 154 offenbart Zusammensetzungen, die eine Organopolysiloxanflüssigkeit und 0,05 bis 5% N,N-Diphenyl-l,4-phenylendiamin umfassen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine viskose Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung zu zeigen, die eine langzeitige Verwendung bei hoher Temperatur, hohen Scherbedingungen aushalten kann mit einem geringen Anstieg oder Abfall der Viskosität und fast ohne Schwankungen des Drehmoments.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Organopolysibxanzusammensetzung für viskose Flüssigkeitskupplungsanwendungen. Die Organopolysiloxanzusammensetzung für viskose Flüssigkeitskupplung umfaßt
  • (A) 100 Gewichtsteile eines flüssigen Organopolysiloxans der allgemeinen Formel
  • worin R¹ eine Alkylgruppe ist, R eine Arylgruppe ist, a+b = 1,95 bis 2,05 und b/(a+b) = 0,05 bis 0,30 und
  • (Bi 0,01 bis 5 Gewichtsteile einer Verbindung mit der allgemeinen Formel
  • worin jeder Rest R³ unabhangig ausgewahlt ist aus einer Alkylgruppe und C den Wert 0 bis 2 hat. Die viskosen Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind stabil bei langzeitigem Kontakt mit hohen Scher- und Hochtemperaturbedingungen bei einem geringen Anstieg oder Abfall der Viskosität.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Organopolysibxanzusammensetzung für Anwendungen als viskose Kupplungsflüssigkeit. Die Organopolysiloxanzusammensetzungen für viskose Flüssigkeitskupplung umfassen
  • (A) 100 Gewichtstelle eines flüssigen Organopolysiloxans der allgemeinen Formel
  • worin R¹ eine Alkylgruppe ist, R² eine Arylgruppe ist, a+b = 1,95 bis 2,05 und b/(a+b) = 0,05 bis 0,30 und
  • (B) 0,01 bis 5 Gewichtsteile einer Verbindung der allgemeinen Formel
  • worin jeder Rest R³ unabhängig ausgewählt ist aus einer Alkylgruppe und C den Wert 0 bis 2 hat, mit dem Vorbehalt, daß mindestens zwei Reste R³ vorhanden sind.
  • Die Organopolysiloxankomponente (A) der vorliegenden Erfindung ist die Haupt- oder Grundkomponente der Zusammensetzung. Die Organopolysiloxankomponente (A), die für die vorliegende Erfindung geeignet ist, kann mit der Formel
  • dargestellt werden, worin R eine Alkylgruppe ist, R² eine Arylgruppe ist, a+b = 1,95 bis 2,05 und b/(a+b) = 0,05 bis 0,30. Beispiele für R¹ sind Alkylgruppen, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butylgruppen, ohne darauf beschränkt zu sein. Es ist bevorzugt, daß R² eine Methylgruppe ist. Beispiele für R² sind Arylgruppen, wie Phenylgruppen und Tolylgruppen, ohne darauf beschränkt zu sein. Es ist bevorzugt, daß R² eine Phenylgruppe ist. a+b sollte einen Wert von 1,95 bis 2,05 haben. Der Wert von b/(a+b) bezeichnet den Anteil von Arylgruppen an allen organischen Gruppen. Der Viskositätstemperaturkoeffizient erhöht sich, wenn sich der Wert von b/a+b) erhöht und der Viskositätsabfall bei höheren Temperaturen wird unter Umständen so groß, daß die Drehkraftübertragung gestört ist. Andererseits liefern kleine Werte für b/"a+b keine befriedigende verbesserung der Wärmebeständigkeit und führen auch zu einer verminderten Fähigkeit, die Komponente (B) zu lösen. Daher sollte der Wert für b/(a+b) in einem Bereich von 0,05 bis 0,30 und bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 0,20 liegen.
  • Beispiele für die Organopolysiloxankomponente (A) sind Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere mit Trimethylsibxyendgruppen, Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymere mit Trimethylsiloxyendgruppen, Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere mit Dimethylphenylsiloxyendgruppen, Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymere mit Dimethylphenylsiloxyendgruppen und andere.
  • Es bestehen keine spezifischen Beschränkungen bezüglich der Viskosität dieser Komponente. Wegen der Drehkraftübertragung ist es jedoch bevorzugt, daß die Viskosität bei 25ºC in einem Bereich von 100 bis 1 000 000 Centistoke und bevorzugter in einem Bereich von 500 bis 500 000 Centistoke liegt.
  • Die Organopolysiloxankomponente (A) in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann eine einzelne Molekülart sein oder in Form einer Mischung von zwei oder mehr Molekülarten mit verschiedenen Viskositäten oder eine Mischung von zwei oder mehr Molekülarten mit verschiedenen chemischen Strukturen sein.
  • Die Komponente (B) der vorliegenden Erfindung ist die Komponente, die die vorliegende Erfindung kennzeichnet oder unterscheidet. Komponente (B) ist eine Verbindung der allgemeinen Formel
  • worin jeder Rest R³ unabhangig ausgewahlt ist aus gleichen oder verschiedenen Alkylgruppen und C den Wert 0 bis 2 hat, mit dem Vorbehalt, daß mindestens zwei Reste R³ vorhanden sind. Komponente (B) kann auch eine Mischung von N,N¹-Ditolylparaphenylendiaminen sein.
  • Beispiele für R³ sind Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Octyl- und Nonylreste, ohne darauf beschränkt zu sein. Beispiele für die Komponente (B) sind die unten angegebenen Verbindungen.
  • Die Menge an Komponente (B), die zugegeben wird, ist 0,01 bis 5 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente (A) . Die funktionelle Wirkung dieser Komponente tritt nicht auf bei einer Zugabemenge unter 0,01 Gewichtsteilen. Andererseits ist diese Komponente nur gering löslich in Komponente (A) bei einer Zugabemenge von mehr als 5 Gewichtsteilen, was dann die Herstellung einer homogenen Organopolysiloxanzusammensetzung höchst problematisch macht.
  • Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird einfach hergestellt, indem die angegebenen Mengen der oben beschriebenen Komponenten (A) und (B) bis zur Homogenität vermischt werden. Es ist vorteilhaft, Komponente (A) und Komponente (B) unter Erhitzen zu vermischen. Typischerweise liegt die Temperatur im Bereich von 60 bis 130ºC. Außerdem kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung hergestellt werden, indem vorher Komponente (B) bis zur Homogenität mit einem Teil von Komponente (A) vermischt wird und danach der Rest der Komponente (A) zugemischt wird.
  • Damit der Fachmann die hier gelehrte Erfindung besser verstehen und annehmen kann, werden die folgenden Beispiele angegeben, wobei es sich versteht, daß diese Beispiele nicht den Schutzbereich der Erfindung, der sich aus den beigefügten Ansprüchen ergibt, beschränken sollen.
  • In den Beispielen bezeichnen Teile Gewichtsteile, die Viskosität wurde bei 25ºC gemessen und cs ist eine Abkürzung für Centistoke. 1 Centistoke ist ein mm²/s.
  • Beispiel 1
  • Eine Organopolysiloxanflüssigkeit mit einer Viskosität von 4200 cs wurde zuerst hergestellt, indem 20 Teile eines Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymers mit Trimethylsiloxyendgruppen (Viskosität = 130 05, Gehalt an Diphenylsiloxaneinheiten = 15 Mol%) mit 80 Teilen eines Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan--
  • Copolymers mit Trimethylsiloxyendgruppen (Viskosität = 7000 cs, Gehalt an Diphenylsiloxaneinheiten = 15 Mol%) vermischt wurden.
  • Eine viskose Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung wurde hergestellt durch Zugabe von 0,5 Teilen einer Mischung von N,N'-Ditolylparaphenylendiaminen zu 100 Teilen der Organopolysiloxanflüssigkeit, wobei unter Rühren 5 Minuten lang bei 80ºC unter Stickstoffspülung gemischt wurde. Diese Mischung der N,N'-Ditolyl-p-phenylendiamine war eine dicke schwarzbraune Flüssigkeit, die aus einer Mischung von N,N'-Di(orthotolyl)paraphenylendiamin, N,N'-Di(metatolyl)paraphenylendiamin und N,N'-Di- (paratolyl)paraphenylendiamin bestand.
  • 30 g der viskosen Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung wurden in einem 100 ml Becherglas gesammelt und in einem Umluftofen auf 280ºC gehalten und die Veränderung der Viskosität mit der Zeit wurde gemessen (Test 1).
  • 80 g der viskosen Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung wurden in eine Flüssigkupplungsvorrichtung gegossen und dem kontinuierlichen Betrieb mit 3000 Upm/280ºC Umgebungstemperatur unterzogen und es wurde die Zeit gemessen bis zur Gelierung der viskosen Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung (Test 2).
  • Die Ergebnisse für Test 1 und Test 2 sind unten in Tabelle 1 angegeben. In Tabelle 1 gibt "maximaler Viskositätsabfall" den Prozentanteil der Viskositätsveränderung zu dem Zeitpunkt an, zu dem der Viskositätsabfall während des Tests ein Maximum erreichte. "Zeit bis zum maximalen Viskositätsabfall" gibt die Zeit an, die erforderlich war, daß die Viskosität das Minimum erreicht. Schließlich gibt "Gelierungszeit" den Zeitraum an, bei dem ein Verlust der Fließfähigkeit aufgrund des Anstiegs der Viskosität beobachtet wurde.
  • Beispiel 2
  • Eine viskose Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung wurde hergestellt durch Zugabe von 0,5 Teilen der in Beispiel 1 verwendeten N,N'-Ditolyl-p-phenylendiaminmischung zu 100 Teilen Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymer mit Trimethylsiloxyendgruppen (Viskosität 10 000 cs, Gehalt an Diphenylsiloxaneinheiten = 10 Mol%), wobei unter Rühren 5 Minuten lang bei 100ºC unter Stickstoffspülung vermischt wurde.
  • Die Eigenschaften der entstehenden Zusammensetzung wurden auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Beispiel 3
  • Eine viskose Flussigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung wurde hergestellt durch Zugabe von 0,5 Teilen der in Beispiel 1 verwendeten N,N'-Ditolyl-p-phenylendiaminmischung zu 100 Teilen Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymer mit Trimethylsiloxyendgruppen (Viskosität = 10 000 cs, Gehalt an Diphenylsiloxaneinheiten = 15 Mol%), wobei 5 Minuten lang bei 80ºC unter Stickstoffspülung unter Rühren vermischt wurde.
  • Die Eigenschaften der entstehenden Zusammensetzung wurden auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine viskose Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung wurde hergestellt, wie in Beispiel 1, wobei aber die in Beispiel 1 verwendete N,N'-Ditolyl-p-phenylendiaminmischung weggelassen wurde. Die Eigenschaften der entstehenden Zusammensetzung wurden auf gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 als Probe C1 angegeben. Tabelle 1 Test 1 Test 2 Probe Anfangsviskosität (cs) maximaler Viskositätsabfall (%) Zeit bis zum maximalen Viskositätsabfall (Stunden) Gelierungszeit (Stunden)
  • Da die viskose Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung der vorliegenden Erfindung aus den Komponenten (A) und (B) besteht und insbesondere, da sie die spezielle Verbindung, die Komponente (B) umfaßt, enthält, ist sie dadurch gekennzeichnet, daß sie eine langzeitige Verwendung unter Hochtemperaturbedingungen und hohen Scherbedingungen bei einem geringen Anstieg oder Abfall der Viskosität und fast ohne Schwankungen des Drehmoments aushalten kann.

Claims (2)

1. Viskose Flüssigkeitskupplungsorganopolysiloxanzusammensetzung umfassend
(A) mindestens eine Organopolysiloxanflüssigkeit mit der allgemeinen Formel
worin R¹ eine Alkylgruppe ist, R² eine Arylgruppe ist, a+b den Wert 1,95 bis 2,05 hat und b/(a+b) den Wert 0,05 bis 0,30 hat und
(B) 0,01 bis 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Komponente (A) einer Verbindung der allgemeinen Formel
worin jeder Rest R³ unabhängig ausgewählt ist aus einer Alkylgruppe und C den Wert 0 bis 2 hat, mit dem Vorbehalt, daß mindestens zwei Reste R vorhanden sind.
2. Viskose Flüssigkeitsorganopolysiloxanzusammensetzung nach Anspruch 1, worin Komponente (B) eine Mischung von N,N'-Ditolylparaphenylendiaminen ist.
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