DE69513490T2 - Härtbare Siliconkautschukzusammensetzung - Google Patents

Härtbare Siliconkautschukzusammensetzung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine härtbare Siliconkautschukzusammensetzung, die mit Hilfe eines organischen Peroxids gehärtet werden kann, wobei diese Zusammensetzung einen Siliconkautschuk, einen verstärkenden Füllstoff und einen Weichmacher enthält, wobei der Weichmacher ein Polybutylenoligomer oder -polymer ist oder eine Kombination eines kurzkettigen Siliconöls mit Hydroxyendgruppen und eines Polybutylenoligomers oder -polymers.
  • Siliconkautschukzusammensetzungen, die mit Hilfe eines organischen Peroxidkatalysators gehärtet werden können, sind im Stand der Technik bekannt. Solche eine härtbare Zusammensetzung, die von Fachleuten auch Siliconkautschukgrundzusammensetzung genannt wird, enthält im allgemeinen ein Siliconharz mit hoher Viskosität (das vorzugsweise über einige Vinylfunktionalitäten verfügt), einen verstärkenden Füllstoff wie pyrogene Kieselsäure und einen "Weichmacher".
  • Ein verstärkender Füllstoff wird benötigt, um die mechanischen Eigenschaften des inhärent schwachen Harzes zu verstärken. Hoher Füllstoffgehalt (z. B. 10 bis 75 Gewichtsteile Füllstoff pro 100 Teile Harz) wird oft benötigt, um zufriedenstellende mechanische Eigenschaften in dem Kautschukendprodukt zu erreichen. Es gibt jedoch eine ungünstige Folge dieser Zugabe: Die Kautschukgrundzusammensetzung neigt sogar nach relativen kurzen Lagerzeiten bei Umgebungsbedingungen dazu, hart und brüchig zu werden. Dieses Phänomen, das im Stand der Technik als Krepphärtung, Kreppalterung oder Strukturbildung bekannt ist, macht weitere Verarbeitung der Kautschukgrundzusammensetzung (z. B. Mischen, Gießen, Extrusion) unmöglich oder bestenfalls schwierig. Die Krepphärtung muß deshalb auf einem Minimum gehalten werden. Deshalb wird typischerweise ein Weichmacher wie ein kurzkettiges Siloxan mit Hydroxyendgruppen in die Formulie rung eingebracht, und seine Zugabe erlaubt die Kautschukgrundzusammensetzung für nachfolgende Verarbeitung in einem relativ flüssigen Zustand zu halten. Ein organisches Peroxid wird dann gründlich in die Kautschukgrundzusammensetzung eindispergiert, um eine Siliconkautschukrohmischung zu erhalten, die wiederum in eine gewünschte Form gebracht werden kann und bei erhöhter Temperatur zu einem fertiggestellten Siliconkautschukteil gehärtet werden kann.
  • Obwohl die oben beschriebenen Siliconkautschukzusammensetzungen relativ hohe Zugfestigkeit zeigen, neigt die Menge an verstärkendem Füllstoff, die für diesen Zweck benötigt wird, auch dazu, dem gehärteten Kautschuk ein hohes Modul zu verleihen. Dies ist für viele Anwendungen, wie Dichtungen, O-Ringe, Verbindungselemente, Draht und Kabel, ebenso wie verschiedene extrudierte und gegossene Teile, wo Flexibilität eine Grundanforderung ist, nicht erwünscht. Darüber hinaus sind gehärtete Siliconkautschuke sogar mit hohen Füllstoffbeladungen bekannt für ihre im Vergleich zu gehärteten organischen Kautschuken geringe Reißfestigkeit. Diese Begrenzungen schränken den Anwendungsbereich für Siliconkautschuke weiter ein und stellen die nicht erfüllten Bedürfnisse bei ihrer kommerziellen Nutzung dar.
  • Wir haben herausgefunden, daß ein Weichmacher, der ein bestimmtes Polybutylen(PB)-Oligomer oder -Polymer oder eine Kombination von einem kurzkettigen Diorganopolysiloxan mit Hydroxyendgruppen und einem PB-Oligomer oder -Polymer in einer konventionellen Siliconkautschukgrundzusammensetzung oder -rohmischung eingesetzt werden kann, um das Modul zu reduzieren und die Reißfestigkeit des gehärteten Kautschuks zu verbessern. Darüber hinaus werden diese Verbesserungen erreicht, ohne dabei andere erwünschte Eigenschaften wie hohe Zugfestigkeit des gehärteten Kautschuks oder Lagerstabilität der Kautschukgrundzusammensetzung (wie durch Zunahme der Plastizität nach Alterung gemessen) zu opfern.
  • Wie im allgemeinen in kommerzieller Produktion hergestellt, haben PB- Oligomere eine der folgenden ungesättigten Strukturen
  • in denen R eine oligomere PB-Kette ist. Es wurde herausgefunden daß, im Unterschied zu den PB-Oligomeren oder -Polymeren der vorliegenden Erfindung die Verwendung von solchen ungesättigten Verbindungen als Weichmacher nicht in gehärteten Siliconkautschuken mit hoher Reißfestigkeit und niedrigem Modul resultiert.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich deshalb auf eine härtbare Siliconzusammensetzung, die (A) 100 Gewichtsteile eines Diorganopolysiloxanharzes, (B) 10 bis 75 Gewichtsteile eines verstärkenden Füllstoffes und (C) ein Polybutylenoligomer oder -polymer mit einer Funktionalität ausgewählt aus Epoxy, Alkoxyphenylen, Hydroxyl, Carboxyl, Anhydrid oder vollständig gesättigten Resten aufweist, so daß das Polybutylenoligomer oder -polymer im wesentlichen keine Restunsättigung aufweist, wobei das Polybutylenoligomer ein zahlenmittleres Molakulargewicht von 200 bis 900 aufweist, und (D) ein Diorganopolysiloxan mit Hydroxyendgruppen und einem Polymerisationsgrad von 2 bis 50 enthält, wobei das Gewichtsverhältnis des Diorganopolysiloxans (D) mit Hydroxyendgruppen zu dem Polybutylen (C) 1 : 5 bis 5 : 1 beträgt und insgesamt 0,02 bis 0,5 Gewichtsteile der Komponenten (C) plus (D) auf jeden Gewichtsteil des Füllstoffs (B) vorhanden sind.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf die obige Siliconkautschukgrundzusammensetzung, die weiterhin einen organischen Peroxidkatalysator enthält. Die Erfindung betrifft weiterhin einen gehärteten Kautschukgegen stand, der resultiert, wenn die katalysierte Zusammensetzung erwärmt und gehärtet wird.
  • Das Diorganopolysiloxan (A) der vorliegenden Erfindung ist ein Harz von hoher Konsistenz und mit einem geeigneten Polymerisationsgrad (DP) von 2.000 bis 25.000, vorzugsweise von 2.000 bis 8.500. Komponente (A) kann ein lineares oder verzweigtes Polymer oder Copolymer sein, wobei die organischen Gruppen unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Kohlenwasserstoff- und halogenierten Kohlenwasserstoffresten mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkenylresten mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylresten wie Phenyl, halogenierte Alkylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Aralkylreste oder cycloaliphatische Reste mit 5 bis 6 Kohlenstoffatomen. Um die Vernetzung unserer Zusammensetzungen durch einen organischen Peroxidkatalysator zu erleichtern, ist es bevorzugt, daß das Harz bis zu 5 Molprozent Alkenylreste wie Vinylreste entweder entlang der Kette oder an den Kettenenden aufweist. Am meisten bevorzugt sind bis zu 2 Molprozent Vinylreste in jedem Harzmolekül vorhanden. Abgesehen von diesen Überlegungen ist die Natur der Endgruppen an dem Diorganopolysiloxanharz für die Zwecke unserer Erfindung nicht entscheidend. Diese können veranschaulicht werden durch solche Gruppen wie Trimethylsiloxy, Dimethylphenylsiloxy, Diethylvinylsiloxy, Dimethylvinylsiloxy, Dimethylhexenylsiloxy und Dimethylhydroxysiloxy, wobei Dimethylvinylsiloxy bevorzugt ist.
  • Beispiele von geeigneten Diorganopolysiloxanen umfassen Polydimethylsiloxanhomopolymere, Polymethylhexylsiloxanhomopolymere, Copolymere aus Dimethylsiloxaneinheiten und Methylphenylsiloxaneinheiten, Homopolymere aus Methyl-3,3,3-trifluorpropylsiloxaneinheiten, Copolymere aus Dimethylsiloxaneinheiten und Methylhexylsiloxaneinheiten, Copolymere aus Dimethylsiloxaneinheiten und Methylchlorpropylsiloxaneinheiten, Copolymere aus Dimethylsiloxaneinheiten und Methyl-beta-phenylethylsiloxanheiten, Copolymere aus Dimethylsiloxaneinheiten und Methylcyclohexylsiloxanein heiten und Copolymere aus Dimethylsiloxaneinheiten und Methylhydrogensiloxaneinheiten. Wiederum ist es bevorzugt, daß bis zu 5 Molprozent alkenylhaltige Siloxaneinheiten mit den oben erwähnten Polymer- oder Copolymersystemen mischpolymerisiert werden. Mischungen aus 2 oder mehreren solcher Harze können auch als Komponente (A) eingesetzt werden.
  • Ein bevorzugtes Diorganopolisiloxan ist ein Polydimethyisiloxan, worin bis zu 30 Molprozent, bevorzugter bis zu 8 Molprozent der oben erwähnten Diorganosiloxaneinheiten mit den Dimethylsiloxaneinheiten copolymerisiert sein können. Am meisten bevorzugt ist Komponente (A) ein lineares Polydimethylsiloxanhomopolymer oder lineares Copolymer aus Dimethylsiloxaneinheiten mit bis zu 5 Molprozent Methylvinylsiloxaneinheiten, wobei das Polymer oder Copolymer entweder Trimethylsiloxy- oder Dimethylvinylsiloxyendeinheiten aufweist.
  • Komponente (A) ist im Stand der Technik wohlbekannt, und viele solcher Polymere und Copolymere sind kommerziell erhältlich.
  • Der verstärkende Füllstoff (B) ist ausgewählt aus feinverteilten, wärmestabilen Mineralien wie pyrogenen oder gefällten Formen von Kieselsäure, Kieselaerogelen und Titandioxid und hat eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g. Vorzugsweise ist diese Komponente eine pyrogene Kieselsäure mit einer Oberfläche von 50 bis 450 m²/g, am meisten bevorzugt 200 bis 380 m²/g. Füllstoff (B) kann auch ein behandelter Füllstoff sein, wobei die Oberfläche durch Vorbehandlung mit z. B. Hexametyldisilazan, Dimethyldichlorsilan, Polydimethylsiloxan oder Alkoxysilanen hydrophob gemacht wurde.
  • Das Polybutylen (C) der vorliegenden Erfindung ist ein Oligomer oder Polymer mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht (MWn) von 200 bis 900, vorzugsweise von 250 bis 600 und am meisten bevorzugt von 300 bis 400. Wenn das MWn größer als 900 ist, tritt eine deutliche Herabsetzung der Reißfestigkeit der gehärteten Siliconkautschukgegenstände auf, auch wenn das Modul relativ zu einem Siliconweichmachersystem des Stand der Technik reduziert ist.
  • Komponente (C) leitet sich von einem Polybutylen mit der Struktur R&sub2;C=CR&sub2; (i) ab, worin jedes R unabhängig voneinander ausgewählt ist aus Wasserstoff oder eine Alkylgruppe, unter der Voraussetzung, daß mindestens eine R-Gruppe eine oligomere PB-Kette ist, die Einheiten der folgenden Strukturen umfassen kann
  • Im allgemeinen ist nur eine R-Gruppe eine oligomere oder polimere Kette, so daß die ungesättigte Gruppe an dem einen Ende des Moleküls angeordnet ist, und das bevorzugte PB ist ein Oligomer oder Polymer, das im wesentlichen aus Polyisobutyleneinheiten besteht. Für die Zwecke dieser Erfindung wird das ungesättigte PB (i) durch Verfahren hergestellt, die im Stand der Technik wohlbekannt sind, um ein Oligomer mit Epoxy, Alkoxyphenylen, Hydroxyl, Carboxyl, Anhydrid oder vollständig gesättigter Funktionalität zu liefern, so daß das PB-Oligomer oder Polymer im wesentlichen keine Restunsättigung enthält.
  • In einer Ausführungsform wird das PB-Oligomer oder Polymer durch Epoxidierung von von (i) hergestellt, um eine epoxyfunktionelle Komponente (C) der Struktur
  • zu bilden, in welcher R seine zuvor definierte Bedeutung hat. Solche Oligomere sind im Stand der Technik bekannt, und viele sind kommerziell mit einer Vielzahl von Molekulargewichten von Amoco Chemical Company, Chicago, IL, unter der Handelsbezeichnung ActipolTM erhältlich. Es wird geglaubt, daß die Epoxyfunktionalität von ActipolTM im wesentlichen an dem einen Ende des Oligomers angeordnet ist, während das andere Ende die Struktur -C(CH&sub3;)&sub3; aufweist.
  • In einer anderen Ausführungsform wird das PB-Oligomer oder Polymer durch Hydrierung (i) hergestellt, um ein vollständig gesättigtes Oligomer (C) der Formel
  • zu bilden, in welcher R seine zuvor definierte Bedeutung hat. Diese PB- Oligomere sind ebenfalls bekannt und kommerziell von Amoco Chemical Company, Chicago, IL, unter der Handelsbezeichnung PanalaneTM ebenso wie von Polyesther Corporation, Southhampton, NY, unter der Handelsbezeichnung PolysynlaneTM erhältlich. Es wird geglaubt, daß eine Gruppe der Formel
  • im wesentlichen an dem einen Ende dieser kommerziellen Oligomere angeordnet ist, während das andere Ende die Struktur -C(CH&sub3;)3 aufweist. Die härtbare Siliconzusammensetzung der Erfindung enthält auch ein Diorganopolysiloxan mit Hydroxyendgruppen als Komponente (D). Komponente (D) ist ein Diorganopolysiloxanpolymer oder -copolymer mit Hydroxyendgruppen, das -(R¹R²SiO)-Siloxaneinheiten enthält, worin R¹ identische oder unterschiedliche Gruppen darstellt, die aus Wasserstoff oder einem monovalenten, substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest wie für Komponente (A) beschrieben ausgewählt sind. R² ist ausgewählt aus monovalenten substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffresten, wie auch für Komponente (A) beschrieben ist, und N ist 2 bis 50. Diese Komponente kann verzweigt oder linear sein und wird vorzugsweise durch die allgemeine Formel HO(R¹R²SiO)nOH dargestellt, in welcher R¹, R² nd n ihre zuvor definierten Bedeutungen haben. Bevorzugte R¹- und R²- Grupppen sind Methyl und Phenyl. Es ist bevorzugt, daß diese Komponente ein Polydimethylsiloxanhomopolymer ist, worin n gleich 2 bis 50 ist, bevorzugter 3 bis 20 und am meisten bevorzugt 3 bis 15. Es wird ebenfalls hierin mit umfaßt, daß Mischungen von solchen Diorganopolysiloxenen mit Hydroxyendgruppen verwendet werden können. Die oligomeren Siloxane sind im Stand der Technik wohlbekannt, und weitere Beschreibung wird nicht als notwendig erachtet.
  • Um eine Siliconkautschukgrundzusammensetzung unserer Erfindung herzustellen, werden 100 Gewichtsteile Diorganopolysiloxan (A), 10 bis 75 Gewichtsteile verstärkender Füllstoff (B) und 0,02 bis 0,5 Gewichtsteile des P8-Oligomers oder Polymers (C) auf jeweils 1 Gewichtsteil des Füll stoffs (B) gründlich gemischt. In unserer Zusammensetzung wirkt das PB- Oligomer als ein Weichmacher, der Krepphärtung verhindert.
  • Der Weichmacher ist eine Kombination von Diorganopolysiloxan (D) mit Hydroxyendgruppen und PB (C), wobei das Gewichtsverhältnis von Komponente (D) zu Komponente (C) im Bereich von 1 : 5 bis 5 : 1 liegt. Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis von Diorganopolysiloxan (D) zu PB-Oligomer oder Polymer (C) 3 : 1 bis 1 : 3, bevorzugter 1 : 1 bis 1 : 3 und am meisten bevorzugt etwa 1 : 1. 0,02 bis 0, 5 Teile des Gesamtgewichts des PB (C) und Diorganopolysiloxans (D) werden pro Gewichtsteil Füllstoff (B) verwendet. Wenn Komponenten (B) ein unbehandelter Füllstoff aus pyrogener Kieselsäure ist, ist es bevorzugt, daß 0,1 bis 0,4 Gewichtsteile (C) plus (D) pro Gewichtsteil Füllstoff (B) verwendet werden.
  • Wenn die oben beschriebenen Komponenten gemischt werden, kann jeder übliche Mischer wie eine Zweiwalzenmühle, ein Banbury-Mischer, ein Sigma- Schaufelmischer, ein Brotteigmischer oder ein Doppelschneckenextruder verwendet werden. In einer typischen Vorgehensweise wird das Harz in den Mischer eingefüllt und der Füllstoff inkrementell zugegeben. Die Weichmacherkomponenten (C) und (D) können in das Harz eingemischt werden oder gleichzeitig mit dem Füllstoff zugegeben werden. Alternativ kann der Füllstoff mit den Weichmacherkomponenten durch Taumeln der Kombination gemischt werden, um den Füllstoff damit zu beschichten. Diese Mischung kann dann zu dem Harz in den Mischer gegeben werden und bis zur Homogenität vermischt werden. In jedem Fall können Komponenten (C) und (D) einzeln oder kombiniert zugegeben werden, um den Weichmacher der Erfindung zu bilden, bevor sie mit dem Harz und dem Füllstoff vermischt werden.
  • Neben den Komponenten (A) bis (D) können die vorliegenden Zusammensetzungen weiterhin verschiedene, nichtessentielle Bestandteile in Abhängigkeit von der gewünschten Anwendung, enthalten. Beispiele von solchen, nicht beschränkenden Bestandteilen umfassen nichtverstärkende Füllstoffe, wie Calciumcarbonat, gemahlener Quarz und Aluminiumtrihydrat; Haftvermittler; Härtungszusätze, Pigmente; Stabilisatoren; Farbstoffe; Antioxidanzien: Flammenverzögerungsmittel; Silane wie Alkoxysilane; Silazane und Siloxane. Diese optionalen Bestandteile können zu dem Mischer vor, gleichzeitig oder nach der Zugabe der anderen Komponenten gegeben werden.
  • Die oben beschriebene Siliconkautschukgrundzusammensetzung kann dann mit (E) einem organischen Peroxidkatalysator unter Verwendung einer Zweiwalzenmühle bei Umgebungstemperatur vermischt werden, um eine Siliconkautschukrohmischung zu bilden. Die optimale Menge des Katalysators wird am besten durch Routineexperimente bestimmt, ist aber mindestens eine Menge, die ausreicht, um die Zusammensetzung zu härten. Typischerweise wird der Katalysator in einer Konzentration von 0,5 bis 2,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Gesamtgrundzusammensetzung zugegeben. Geeignete Peroxide umfassen Benzoylperoxid, t-Butylperoxy-0-toluat, cyclisches Peoxyketal, t-Butylhydroperoxid, Di-t-butylperoxid, 1,3-Bis(t- butylperoxyisopropyl)benzol, 2,2,4-Trimethylpentyl-2-hydroperoxid, 2,5- Bis(t-butylperoxy)-2,5-dimethylhexan, Cumylhydroperoxid, t-Butylperoxybenzoat, p-Chlorbenzoylperoxid, Dicumylperoxid, t-Butylperoxyisopropylcarbonat und Diisopropylbenzolmonohydroperoxid. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Für diese Erfindung ist es bevorzugt, daß das Peroxid (E) ein Arylperoxid wie 2,4-Dichlorbenzoylperoxid oder Benzoylperoxid ist. Die letzteren beiden Peroxide erfordern nicht die Anwesenheit von Alkenylfunktionalität in dem Harz, um in einer wirksamen Härtung zu resultieren.
  • Die Siliconkautschukrohmischung kann dann zu einem Siliconkautschukgegenstand konfektioniert werden und bei erhöhten Temperaturen gehärtet werden. Jede der üblichen Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, um solche Gegenstände herzustellen, einschließlich Extrusion, Spritzgießen, Kalandrieren, Transferpressen und Pressformen können verwendet werden. Die Härtungsbedingungen hängen von der Aktivität und der Halbwertszeit des speziellen eingesetzten Peroxids ab. So wird im Falle von 2,4-Dichlorbenzoylperoxid die Härtung typischerweise bei 116ºC für einen Zeitraum von 5 bis 10 Minuten durchgeführt.
  • Gehärtete Gegenstände gemäß unserer Erfindung können in jeder der Anwendungen eingesetzt werden, die derzeit von Siliconkautschukformulierungen hoher Konsistenz besetzt werden. Sie sind insbesondere geeignet, wo außergewöhnliche Reißfestigkeit und niedriges Modul Kernerfordernisse sind, wie in Dichtungen, elektrischen Isolierungen, Siliconformwerkzeugen, O-Ringen, Verbindungselementen und Schlauchmaterial.
  • Die folgenden Beispiele werden dargestellt, um die Zusammensetzung dieser Erfindung weiter zu illustrieren. Alle Teile und Prozentangaben in den Beispielen beziehen sich auf Gewicht, und alle Messungen wurden bei 25ºC durchgeführt, wenn nicht das Gegenteil angegeben ist.
  • Beispiele 1-9
  • Siliconkautschukgrundmischungen wurden durch Mischen eines Harzes, Siliciumdioxidfüllstoffs, Polydimethylsiloxanöls (PDMS) mit Hydroxyendgruppen und eines PB-Oligomers in den in Tabelle 1 gezeigten Verhältnissen hergestellt.
  • Das eingesetzte Harz (bezeichnet als "Harz" in Tabelle 1) war ein Polydimethylsiloxanharz mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen, das 0,142 Molprozent Methylvinylsiloxaneinheiten enthielt und eine Plastizität von 1,5 mm (60 mils) (siehe Testbedingungen unten) aufwies.
  • Der verwendete Füllstoff war Cab-0-SiITMMS-75, welches als eine pyrogene Kieselsäure mit einer nominellen Oberfläche von 255 m²/g beschrieben ist (Cabot Corporation, Tuscola, IL).
  • Das PDMS mit Hydroxyendgruppen (bezeichnet als "Öl" in Tabelle 1) war ein lineares Oligomer mit einem DP von 7.
  • Die PB-Oligomere in den Beispielen sind wie folgt beschrieben:
  • PolysynlaneTM ist ein gesättigtes Polyisobutylen (PIB) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 320 und hat eine Endgruppe der Formel
  • wobei die andere Endgruppe die Formel -C(CH&sub3;)&sub3; aufweist. Es ist ein Produkt der Polyesther Corporation, Southhampton, NY. ActipolTME-6 ist ein PIB mit Epoxyendgruppen und einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 365 und ist ein Produkt der Amoco Chemical Company, Chicago, IL. Dieses Oligomer hat eine Gruppe der Struktur, die im wesentlichen endständig ist
  • wobei die andere endständige Gruppe die Formel -C(CH&sub3;)&sub3; aufweist. ActipolTME-16 ist ähnlich zu ActipolTME-6, hat aber ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 975. IndopolTML-14 wird als ein PIB mit im wesentlichen Vinylendgruppen und einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 320 be schrieben und ist ein Produkt der Amoco Chemical Company, Chicago, IL. Eine endständige Gruppe dieses Oligomers hat eine vinylähnliche Struktur (2-Methylpropenyl)-HC =CH(CH&sub3;)&sub2;, die andere endständige Gruppe hat die Formel -C(CH&sub3;)&sub3;.
  • Die Kautschukgrundformulierungen von Tabelle 1 wurden hergestellt, indem das Harz in einen HaakeTM Sigma-Schaufelmischer eingefüllt wurde, gefüllt von der inkrementellen Zugabe des Kieselsäurefüllstoffs, PDMS-Öls und PIB, um Krümmelbildung in der Grundmischung zu verhindern, die eine Stunde bei 150ºC erhitzt wurde, während das Mischen fortgeführt wurde. Jede resultierende Grundmischung wurde mit 1,5 Teilen CadoxTM TS-50 pro 100 Teile Grundformulierung gemischt, um eine Kautschukrohmischung zu bilden. CadoxTM TS-50 ist eine 50%ige Paste aus 2,4- Dichlorbenzoylperoxid und ist ein Produkt von Akzo Chemicals, Chicago, IL. Jede Kautschukrohmischung wurde dann 10 Minuten bei 116ºC gehärtet, und die mechanischen Eigenschaften wurden wie folgt bestimmt:
  • Zugfestigkeit, Modul, Dehnung oder Energie beim Reißen wurden gemäß ASTM Verfahren D 412 erhalten. Der Durchschnitt von 5 Tests wurde aufgezeichnet, und diese Werte sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Durometer (Härte) wurde unter Verwendung eines Shore A Durometers erhalten, und diese Werte sind auch in Tabelle 2 dargestellt. Reißfestigkeit wurde unter Verwendung einer Düse-B in ASTM Verfahren D 624 bestimmt, wobei die Ergebnisse wiederum in Tabelle 2 gezeigt sind. Plastizität wurde gemäß ASTM Verfahren D 926 erhalten, und die endgültige Dicke ist in mils (oder mm) nach Verdichtung einer 2,2-g-Probe für 3 Minuten wiedergegeben.
  • Die Anfangsplastizität jeder Grundmischung wird in Tabelle 3 wiedergegeben. Darüber hinaus ist die Abweichung der Plastizität von dem ursprünglichen Wert nach Lagerung bei Raumtemperatur für die angegebenen Zeiten in Prozent in Tabelle 3 gezeigt.
  • Aus Tabelle 2 kann erkannt werden, daß der Gesamtweichmacher (d. h. PDMS- Öl mit Hydroxyendgruppen und PIB) in Beispielen 1-8 10 Teile pro 100 Gewichtsteile des Harzes (0,26 Teile Öl plus PIB pro Teil Siliciumdioxid) betrug. Die Kontrollformulierung, die nur das PDMS-Öl mit Hydroxyendgruppen enthielt (Beispiel 1) zeigte ein 100% Modul (d. h. die Nominalspannung bei 100% Dehnung), das deutlich größer als die entsprechenden Moduli der Siliconkautschuke unserer Erfindung (Beispiel 2-4, 6 und 9) war. Diese Kontrolle hatte eine Reißfestigkeit, die der unserer Zusammensetzungen unterlegen war. Ersetzen der Hälfte des Öls aus Beispiel 1 mit IndopolTM L-14 reduzierte dramatisch die Zugfestigkeit, das Modul, die Dehnung und Durometer des gehärteten Kautschuks (Vergleichsbeispiel 5). Im Gegensatz hierzu zeigten Beispiele 3 oder 4, worin die Hälfte des PDMS-Öls mit PolysynlaneTM bzw. ActipolTM ersetzt war, beide reduzierte Moduli ebenso wie stark verbesserte Reißfestigkeit der gehärteten Siliconkautschuke. Darüber hinaus resultierte die Verwendung eines PIB mit Epoxyendgruppen und einem Molekulargewicht von größer als 900 (ActipolTM E-16) in einem gehärteten Kautschuk (Vergleichsbeispiel 8) der ein geringeres Modul hatte, aber auch gegenüber der Kontrollprobe aus Beispiel 1 reduzierte Reißfestigkeit zeigte.
  • Letztendlich, obwohl dies nicht aus Tabelle 2 ersichtlich ist, resultierte die Verwendung von nur PolysynlaneTM ohne das PDMS-Öl mit Hydroxyendgruppen (Vergleichsbeispiel 7) in einer schwierigen Verarbeitung der Grundmischung, obwohl das Modul des gehärteten Kautschuks reduziert wurde und die Reißfestigkeit gegenüber der Kontrolle aus Beispiel 1 anstieg. So nahm es eine außergewöhnlich lange Zeit in Anspruch, um eine homogene Mischung zu erreichen (z. B, soviel wie 100% mehr Zeit, um das maximale Mischdrehmoment zu erreichen), wenn nur diese PIB Komponente als der Weichmacher verwendet wurde. Solche ausgedehnten Verarbeitungszeiten sind bei kommerziellen Operationen nicht erwünscht. Tabelle 1 Tabelle 2
  • Schlüssel
  • Vgl = Vergleich Tabelle 3
  • Schlüssel
  • Vgl = Vergleich

Claims (6)

1. Zusammensetzung, enthaltend (A) 100 Gewichtsteile eines Diorganopolysiloxanharzes, (B) 10 bis 75 Gewichtsteile eines verstärkenden Füllstoffs, (C) ein Polybutylenoligomer oder -polymer mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 200 bis 900, das entweder eine Funktionalität, ausgewählt aus Epoxy, Alkoxyphenylen, Hydroxyl, Carboxyl und Anhydrid aufweist oder aus vollständig gesättigten Resten besteht, wobei das Polybutylenoligomer oder -polymer im wesentlichen keine Restunsättigung aufweist, und (D) ein Diorganopolysiloxan mit Hydroxyendgruppen und einem Polymerisationsgrad von 2 bis 50, wobei das Gewichtsverhältnis des Diorganopolysiloxans (D) mit Hydroxyendgruppen zu dem Polybutylen (C) 1 : 5 bis 5 : 1 beträgt und insgesamt 0, 02 bis 0,5 Gewichtsteile der Komponenten (C) plus (D) auf jeden Gewichtsteil des Füllstoffs (B) vorhanden sind.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Diorganopolysiloxan (A) ausgewählt ist aus Polydimethylsiloxanhomopolymeren, Copolymeren mit Dimethylsiloxaneinheiten und Methylphenylsiloxaneinheiten, Copolymeren mit Dimethylsiloxaneinheiten und Methyl-3,3,3,- trifluorpropylsiloxaneinheiten und das Diorganopolysiloxan (D) mit Hydroxyendgruppen ein Polydimethylsiloxan mit Hydroxyendgruppen ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin das Diorganopolysiloxan (A) ein lineares Polydimethylsiloxan ist, in dem bis zu 30 Mol-% andere Diorganopolysiloxaneinheiten mit Dimethylsiloxaneinheiten copolymerisiert sind.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, die weiterhin 0,5 bis 2, 5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Komponenten (A) + (B) + (C) + (D) eines organischen Peroxidkatalysators als Komponente (E) enthält, um die Zusammensetzung zu härten, wobei das Diorganopolysiloxan (A) ein lineares Polydimethylsiloxancopolymer mit Dimethylsiloxaneinheiten mit bis zu 5 Mol-% Methylvinylsiloxaneinheiten ist und das Polybutylen (C) entweder Epoxyfunktionalität aufweist oder aus vollständig gesättigten Resten besteht.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin der Polymerisationsgrad des Diorganopolysiloxans (D) mit Hydroxyendgruppen 3 bis 15 beträgt.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, worin das zahlenmittlere Molekulargewicht des Polybutylens (C) 300 bis 400 beträgt.
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