DE69928069T2

DE69928069T2 - Wässrige Fluorelastomer-Beschichtungen und gehärtete Filme daraus

Info

Publication number: DE69928069T2
Application number: DE69928069T
Authority: DE
Inventors: Pavel Dover Kirochko; James G. Green Kreiner
Original assignee: Lauren International Inc New Philadelphia; Lauren International Inc
Current assignee: Lauren International Inc New Philadelphia; Lauren International Inc
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: ATE308594T1; JP2000219791A; US6355305B1; DE69928069D1; CA2283424C; DK1013729T3; EP1013729B1; CA2283424A1; US6133373A; EP1013729A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen und Beschichtungen und gehärtete Folien davon. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzungen mit einer technisch brauchbaren Topfzeit, die auch zu Folien mit verbesserten physikalischen Eigenschaften einschließlich Adhäsion und Festigkeit führt. Die erfindungsgemäßen wassergetragenen Fluorelastomerbeschichtungen enthalten ein neues Härtungssystem, das ein Gemisch aus einem stabilisierten Siloxanhärtungsmittel mit einem nicht-stabilisierten Silanhärtungsmittel einschließt.
Hintergrund der Erfindung
Fluorelastomer enthaltende Zusammensetzungen sind wohl bekannt. Sie umfassen in der Regel Copolymere von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen oder Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen.
Fluorelastomere sind für ihre Wärme-, Bewitterungs-, Lösungsmittel- und Chemikalienbeständigkeit wohl bekannt. Gehärtete Fluorelastomerfolien zeigen außerdem in der Regel gute mechanische Eigenschaften und haften an einer Vielfalt von Oberflächen. Infolge dieser Eigenschaften sind Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen zum Schutz einer Vielfalt von Oberflächen aufgebracht worden, zu denen Metalle, Kunststoffe, Kautschuke, Beton und Glas gehören.
Bislang sind in der Technik Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen durch Verwendung organischer Lösungsmittelsy steme aufgebracht worden. Typische Lösungsmittelsysteme verwendeten Ketone oder Ether. Solche Lösungsmittel sind jedoch bei Verwendung gefährlich sowie entzündlich, giftig und flüchtig. Zunehmende ökologische Bedenken hinsichtlich der Verwendung dieser flüchtigen organischen Verbindungen schränken zudem die Verwendung dieser Verbindungen in verschiedenen Teilen des Landes ein. Die Topfzeit der diese Lösungsmittel verwendenden Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen beträgt schließlich allgemein nur wenige Stunden. Topfzeit bezieht sich hier auf die Zeit, die die Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung benötigt, um mit der Gelbildung zu beginnen.
Wassergetragene Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen sind auch bekannt. DuPont de Nemours Company, Wilmington, Delaware, USA, lehrt beispielsweise wässrige Dispersionen ihres Fluorelastomers, VITON^®, mit einem Polyamin-Härtungsmittel. Die Topfzeit dieser Dispersionen ist jedoch recht kurz, allgemein nur 2 bis 5 Tage. Ausimont U.S.A. lehrt auch wässrige Dispersionen, die ihr Fluorelastomer, TECNOFLON^®, verwenden, mit aliphatischen Aminen als Härtungsmittel. Wie bei den von DuPont gelehrten Dispersionen haben auch jene, die aliphatische Amine verwenden, eine relativ kurze Topfzeit in der Größenordnung von nur 3 bis 5 Tagen.
US-A-4 399 553 lehrt auch eine Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis, die partiell oder vollständig hydrolysierte Aminosilanverbindungen mit oder ohne zusätzliche Aminverbindungen als Härtungsmittel enthält. Es wird gelehrt, dass diese wässrigen Dispersionen eine Topfzeit von bis zu einem Monat bei 25°C haben.
Obwohl Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen auf Wasserbasis bekannt sind, besteht somit noch ein Bedarf an einer Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung auf Wasserbasis mit verbesserter Topfzeit, hervorragender Stabilität, die ge härtete Folien (Filme) mit hervorragender Adhäsion an einer weiten Vielfalt von Substraten produziert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung sowie Beschichtungen und gehärtete Folie daraus zu liefern.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung mit einer technisch brauchbaren Topfzeit zu liefern.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gehärtete Folien aus Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen mit verbesserter Haftfestigkeit zu liefern.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen zu liefern, die im Wesentlichen frei von flüchtigen organischen Verbindungen sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gehärtete Folien aus Fluorelastomerbeschichtungen zu liefern, die gute Abriebfestigkeit haben.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Fluorelastomerbeschichtungen und gehärtete Folien zu liefern, die nach dem Härten verbesserte Beständigkeit gegenüber einer weiten Vielfalt von Lösungsmitteln und Chemikalien haben.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung zu liefern, die keine Säureakzeptoren enthält, die üblicherweise in Fluorelastomerzusammensetzungen verwendet werden.
Mindestens eine oder mehrere der vorhergehenden Aufgaben werden zusammen mit ihren Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik in Bezug auf wassergetragene Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen und Beschichtungen und gehärtete Folien davon durch die folgende Beschreibung erläutert und werden durch die Erfindung, wie nachfolgend beschrieben und beansprucht, bewirkt.
Die vorliegende Erfindung liefert allgemein eine wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzung, die
wässrige Dispersion von Fluorelastomerpolymer;
2 bis 30 Gewichtsteile Härtungssystem auf 100 Gewichtsteile Polymer, wobei das Härtungssystem durch Mischen von
6 bis 94 Gewichtsteilen wässriger Lösung von wasserlöslichem, stabilisiertem Aminosiloxan-Härtungsmittel, wobei die wässrige Lösung 20 bis 30 Gew.-% Feststoffe enthält und wobei das stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel oligomere Siloxane einschließt, deren durchschnittlicher Polymerisationsgrad 3 oder weniger beträgt; und
94 bis 6 Gewichtsteilen nicht-stabilisiertem Silan gebildet worden ist, wobei das stabilisierte Siloxan und das nicht-stabilisierte Silan insgesamt etwa 100 Gewichtsteile des Härtungssystems ergeben, wobei das nicht-stabilisierte Silan ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch die Formel III
definiert sind, in der R⁶ eine Aminogruppe ist und R⁷, R⁸ und R⁹ unabhängig ausgewählt sind aus Sauerstoff, Wasserstoff, Halogen, Aminogruppen und organischen Einheiten,
0 bis 40 Gewichtsteile Additivfüllstoff auf 100 Gewichtsteile Polymer und
ausreichend Wasser umfasst, um eine Zusammensetzung mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 80 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung zu liefern.
Die vorliegende Erfindung schließt auch eine wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzung ein, die
wässrige Dispersion von Fluorelastomerpolymer;
2 bis 30 Gewichtsteile Härtungssystem auf 100 Gewichtsteile Polymer, wobei das Härtungssystem eine Mischung aus wässriger Lösung von wasserlöslichem stabilisiertem Aminosiloxan-Härtungsmittel, wobei die wässrige Lösung 20 bis 30 Gew.-% Feststoffe enthält und wobei das stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel oligomere Siloxane einschließt, deren durchschnittlicher Polymerisationsgrad 3 oder weniger beträgt, und nicht-stabilisiertes Silan umfasst, wobei das nicht-stabilisierte Silan ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch die Formel III
definiert sind, in der R⁶ eine Aminogruppe ist und R⁷, R⁸ und R⁹ unabhängig ausgewählt sind aus Sauerstoff, Wasserstoff, Halogen, Aminogruppen und organischen Einheiten,
0 bis 40 Gewichtsteile Additivfüllstoff auf 100 Gewichtsteile Polymer und
ausreichend Wasser umfasst, um eine Zusammensetzung mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 80 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung zu liefern.
Die vorliegende Erfindung schließt auch Fluorelastomerfolie ein, die durch Härten von wassergetragener Fluorelastomer materialzusammensetzung hergestellt ist, die Fluorelastomerpolymer mit Härtungssystem umfasst, das eine Mischung aus wässriger Lösung von wasserlöslichem, stabilisiertem Aminosiloxan-Härtungsmittel, wobei die wässrige Lösung 20 bis 30 Gew.-% Feststoffe enthält und wobei das stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel oligomere Siloxane einschließt, deren Polymerisationsgrad 3 oder weniger beträgt, und nicht-stabilisiertem Silan umfasst, wobei das nicht-stabilisierte Silan ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch die Formel III
definiert sind, in der R⁶ eine Aminogruppe ist und R⁷, R⁸ und R9 unabhängig ausgewählt sind aus Sauerstoff, Wasserstoff, Halogen, Aminogruppen und organischen Einheiten.
Bevorzugte Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung
Es ist nun gefunden worden, dass verbesserte Fluorelastomerbeschichtung und gehärtete Fluorelastomerfolien aus wassergetragenen Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzungen erhalten werden können, die ein neues Härtungssystem enthalten. Mit wassergetragen ist gemeint, dass die Zusammensetzungen auf wässrigen Dispersionen oder Latizes von Fluorelastomerpolymeren basieren. Es ist speziell gefunden worden, dass die Verwendung des neuen erfindungsgemäßen Härtungssystems Fluorelastomerzusammensetzungen mit einer brauchbaren Topfzeit liefert, die Beschichtungen und gehärtete Folien mit verbesserten Eigenschaften gegenüber jenen Beschichtungen und Folien liefert, die aus Zusammensetzungen hergestellt sind, die das neue Härtungsmittel nicht verwenden. Die vorliegende Erfindung betrifft demnach allgemein wassergetragene Fluorelastomerzusam mensetzungen, die Fluorelastomerpolymere, ein neues Härtungssystem und gegebenenfalls Füllstoffe einschließen, sowie Beschichtungen und gehärtete Folien, die aus dieser wassergetragenen Fluorelastomerzusammensetzung hergestellt sind.
Zu Fluorelastomeren, die mit dem neuen erfindungsgemäßen Härtungssystem gehärtet werden können, gehören beliebige von denjenigen, die aus copolymerisierbaren fluorhaltigen Monomeren erhalten werden, sie schließen vorzugsweise jedoch Copolymere von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen oder Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen ein. Zu anderen Beispielen für Fluorelastomere gehören jene, die mit Monomeren modifiziert sind, die verbesserte Eigenschaften liefern, z.B. Copolymerisation mit Perfluor(methylvinylether), um die Tieftemperaturleistung zu verbessern. Es können auch Mischungen der obigen Fluorelastomere verwendet werden. Für die Zwecke dieser Patentschrift wird der Begriff Fluorelastomer zur Bezeichnung von Zusammensetzungen von Fluorelastomeren einschließlich Mischungen dieser Fluorelastomere verwendet.
Das neue erfindungsgemäße Härtungssystem schließt eine Mischung aus wasserlöslichem, stabilisiertem Aminosiloxan-Härtungsmittel und nicht-stabilisiertem Silan-Härtungsmittel ein. Für die Zwecke dieser Patentschrift können diese Härtungsmittel einfach als die stabilisierten beziehungsweise nicht-stabilisierten Härtungsmittel bezeichnet werden, oder sie können als stabilisierte Siloxane beziehungsweise nicht-stabilisierte Silane bezeichnet werden. Das Härtungssystem schließt vorzugsweise 6 bis 94 Gewichtsteile stabilisiertes Härtungsmittel und 94 bis 6 Gewichtsteile nicht-stabilisiertes Härtungsmittel ein, wobei das stabilisierte und nicht-stabilisierte Härtungsmittel etwa 100 Gewichtsteile ergeben. Das Härtungssystem schließt besonders bevorzugt 40 bis 60 Gewichtsteile stabili siertes Härtungsmittel und 33 bis 67 Gewichtsteile nicht-stabilisiertes Härtungsmittel ein, wobei das stabilisierte und nicht-stabilisierte Härtungsmittel zusammen etwa 100 Gewichtsteile ergeben. Es ist zu erkennen, dass sich die vorhergehenden Gewichtsteile auf das Gewicht der Lösung von jedem Härtungsmittel beziehen. Das Siloxan ist eine wässrige Lösung, die zwischen 20 und 30 Gew.-% Feststoffe enthält. Das Silan ist andererseits typischerweise bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit und enthält im Wesentlichen kein Wasser. Das flüssige Silan enthält üblicherweise mehr als 90 Gew.-% aktive Bestandteile.
Die wasserlöslichen, stabilisierten Aminosiloxan-Härtungsmittel schließen in Bezug auf die erste Komponente der Mischung in dem erfindungsgemäßen Härtungssystem oligomere Siloxane ein, wobei der Polymerisationsgrad des oligomeren Siloxans im Wesentlichen begrenzt ist. Mit im Wesentlichen begrenzt ist gemeint, dass der durchschnittliche Oligomerisierungsgrad der Siloxane in einer wässrigen Lösung drei oder weniger ist.
Es ist zu berücksichtigen, dass Silane in Wasser leicht Hydrolyse eingehen, um Silanole zu produzieren. Silanole kondensieren mit sich selbst unter Bildung von Siloxanoligomeren. Diese Selbstkondensation geht über das lösliche Dimer und Trimer hinaus, um unlösliche Tetramere und höhere einschließlich verzweigter und cyclischer Spezies zu ergeben. Es wird angenommen, dass diese unlöslichen Verbindungen die Fähigkeit des Siloxanoligomers nachteilig beeinflussen, Fluorelastomere in wassergetragenen Beschichtungszusammensetzungen zu härten.
Ohne sich auf irgendeine spezielle Theorie festlegen zu wollen, wird dennoch vermutet, dass die erfindungsgemäß verwendeten wasserlöslichen, stabilisierten Aminosiloxan-Härtungsmittel infolge von anderen Bestandteilen, die in der wässrigen Lösung vorhanden sind, die die Siloxane enthält, stabilisiert sind – und somit an der weiteren Polymerisation oder Selbstkondensation gehindert werden. Hydrolysierte Alkoxysilane, die durch Verwendung eines Emulgators an weiterer Selbstkondensation gehindert werden, sind beispielsweise in US-A-5 552 476 offenbart. EP-A-675 128 offenbart auch stabile wassergetragene Silanverbindungen.
Das wasserlösliche stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel ist, wie bereits gesagt, ein oligomeres Siloxan, wobei der durchschnittliche Polymerisationsgrad der Siloxane im Wesentlichen auf Trimer oder darunter begrenzt ist. Dieses oligomere Trimer kann durch die folgende Formel (I) definiert werden:
wobei R¹, R² und R³ gleich oder verschieden sind und ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Aminogruppen, organischen Einheiten und Wasserstoff, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R¹, R² und R³ eine Aminogruppe enthält. Die Funktionalität, Größe und/oder Konfiguration von jedem von R¹, R² und R³ muss individuell oder in Kombination so sein, dass das Oligomer löslich, mischbar oder dispergierbar in Wasser oder wässrigen Medien ist, was nachfolgend als löslich oder wasserlöslich bezeichnet wird. Da viele Aminosiloxane den oben in Formel (I) genannten Parametern entsprechen können, ist zu erkennen, dass eine Mischung der stabilisierten Siloxane, die alle allgemein durch Formel (I) definiert sind, in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Der Fachmann wird leicht erkennen, dass Dimere einfach jene Verbindungen einschließen, die zwei Siliciumatome einschließen, im Unterschied zu den in Formel I gezeigten drei Siliciumatomen. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Bezugnahme auf wasserlösliche, stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel oder jene durch Formel I wiedergegebenen Verbindungen für die Zwecke dieser Patentschrift alle oligomeren Siloxane einschließt, die durchschnittlich ein Trimer oder weniger sind und die wasserlöslich sind.
Die oben genannten Aminogruppen schließen primäre und sekundäre Aminogruppen sowie mit primärem und sekundärem Amin substituierte organische Einheiten ein.
Bezugnahme auf Aminogruppen schließt auch Polyaminogruppen ein, die Gruppen sind, die mehr als zwei Aminstickstoffe einschließen, und bezieht sich auf jene Gruppen, die sowohl primäre Amino- als auch sekundäre Aminogruppen einschließen. Die Aminogruppen sind vorzugsweise primäre Amingruppen, mit primärem Amin substituierte organische Einheiten oder polyaminosubstituierte organische Einheiten.
Organische Einheiten bezieht sich auf Alkyle, Alkene und Alkine, die geradkettig oder verzweigt sein können. Es ist vorgesehen, dass diese Einheiten auch cyclisch oder aromatisch sein können. Es sei ferner auch darauf hingewiesen, dass die organischen Einheiten Heteroatome, wie Sauerstoff oder Schwefel, einschließen können, solange die Anwesenheit dieser Atome keine nachteilige Wirkung auf das Oligomer oder die erfindungsgemäße Zusammensetzung hat. Die organischen Einheiten sind vorzugsweise Alkyle.
Hinsichtlich der Maßgabe, dass mindestens eines von R¹, R² und R³ eine Aminogruppe enthält, ist bevorzugt, dass das Aminosiloxan-Härtungsmittel mindestens zwei reaktive Aminfunktionalitäten enthält, so dass das Vernetzen der Fluorelastomermonomere am besten erreicht wird. Es ist in anderen Worten bevorzugt, dass mindestens zwei von R¹, R² und R³ Aminogruppen ent halten, oder mindestens einer von R¹, R² und R³ eine Polyaminogruppe enthält.
Bestimmte Beispiele für die Substituenten R¹, R² und R³ können gemäß der folgenden Formel (II) definiert werden:
wobei R⁴ eine zweiwertige organische Einheit wie zuvor definiert ist, R⁵ ausgewählt ist aus Wasserstoff und organischen Einheiten wie zuvor definiert, und n 0 oder 1 ist. Es ist bevorzugt, dass n 1 ist und dass R⁴ ein Alkyl ist. Es sei darauf hingewiesen, dass Formel (II) nicht repräsentativ ist, wenn R¹, R² oder R³ Wasserstoff sind. Es sei auch darauf hingewiesen, dass Formel (II) nicht repräsentativ für Substituenten ist, die mehr als einen Aminstickstoff enthalten, obwohl diese Substituenten erfindungsgemäß in Frage kommen.
Fachleute können ohne unnötige Experimente leicht die maximale Größe und/oder geeignete Konfiguration der Substituenten R¹, R² und R³ bestimmen, die zulässig ist, ohne das Oligomer unlöslich in wässrigen Medien zu machen. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Größe des Substituenten auf seine Anzahl an Kohlenstoffatomen bezieht.
Obwohl die erfindungsgemäßen stabilisierten Härtungsmittel nicht auf irgendeine spezielle Größe und/oder irgendein spezielles Molekulargewicht begrenzt sind, wird angenommen, dass jedes von R¹, R² und R³ bis zu etwa 6 Kohlenstoffatome einschließen kann, ohne das Molekül unlöslich zu machen. Die Löslichkeit des Härtungsmittels verbessert sich natürlich mit weniger Kohlenstoffatomen sowie mit dem Zusatz von Substituenten wie Stickstoff- und Sauerstoffatomen. Die Menge an Verzweigung beeinflusst die Löslichkeit ebenfalls. Der Fachmann kann somit in der Lage sein, größere Moleküle zu synthetisieren, indem andere Substituenten zugefügt werden und/oder die chemische Struktur von R¹, R² oder R³ geändert wird. Obwohl die Größe eines beliebigen gegebenen Substituenten, z.B. R¹, bezogen auf die Größe der komplementären Substituentengruppen, z.B. R² und R³, schwanken kann, wird angenommen und somit bevorzugt, dass die erfindungsgemäß verwendeten Oligomere weniger als etwa 20 Gesamtkohlenstoffatome, insbesondere weniger als 15 Gesamtkohlenstoffatome und besonders bevorzugt weniger als 12 Gesamtkohlenstoffatome enthalten. Es sei wiederum darauf hingewiesen, dass größere Moleküle in Frage kommen, solange sie löslich sind.
Ein wasserlösliches stabilisiertes Aminosiloxan, das zur Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbar ist, ist das Diaminosiloxan, das von Sivento Inc., Piscataway, New Jersey, USA, unter dem Namen HYDROSIL^® 2776 angeboten wird. Es wird angenommen, dass dieses Härtungsmittel hydrolysiert, mit Endgruppen versehen und stabilisiert ist und daher im Wesentlichen auf Trimere oder kleiner begrenzt ist. Ein weiteres Beispiel für ein stabilisiertes Siloxan ist HYDROSIL^® 2775, das auch von Sivento angeboten wird. Dies ist ein Triaminosiloxan, das hydrolysiert, mit Endgruppen versehen und stabilisiert ist. Obwohl HYDROSIL^® 2775 und 2776 Beispiele für bevorzugte Ausführungen sind, sollte erkannt werden, dass jedes stabilisierte Amino- oder Polyaminosiloxan, das die obigen Kriterien erfüllt, verwendet werden kann.
Wenn wir uns nun der zweiten Komponente des erfindungsgemäßen Härtungssystems zu wenden, sind die nicht-stabilisierten Härtungsmittel vorzugsweise Aminosilanverbindungen. Diese Aminosilane sollten mindestens einen Aminstickstoff enthalten, können jedoch auch mehr als einen Aminstickstoff einschließen. Diese Silane bilden, wie bereits erörtert wurde, am Ende Siloxanoligomere und -polymere, wenn sie in eine wässrige Umgebung gebracht werden. Diese Aminosilanverbindungen können durch die Formel (III):
definiert werden, in der R⁶ eine Aminogruppe ist und R⁷, R⁸ und R⁹ unabhängig ausgewählt sind aus Sauerstoff, Wasserstoff, Halogen, Aminogruppen und organischen Einheiten. Vorzugsweise ist mindestens einer von R⁷, R⁸ und R⁹ Sauerstoff. Die Aminogruppen und organischen Einheiten beziehen sich auf dieselben Gruppen, die bereits für R¹, R² und R³ spezieller definiert worden sind. Zu brauchbaren organischen Einheiten gehören Alkylgruppen, Hydroxygruppen, Alkoxygruppen, substituierte Alkoxygruppen, Acyloxygruppen, Hydroxyalkoxygruppen und Epoxygruppen. Diese Gruppen enthalten vorzugsweise zwischen 1 und 20 Kohlenstoffatome, insbesondere zwischen 1 und etwa 12 Kohlenstoffatome und besonders bevorzugt zwischen 1 und etwa 5 Kohlenstoffatome.
Einige Beispiele für nicht-stabilisierte Aminosilan-Härtungsmittel, die in der Technik bekannt sind, schließen ohne Einschränkung ein: γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-(β-Aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-(β-Aminoethyl)aminopropylmethyldimethoxysilan, Trimethoxysilylpropyldiethylentriamin.
Die bevorzugten Aminosilane schließen γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-β-Aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan und Trimethoxysilylpropyldiethylentriamin ein. Diese Silane sind von mehreren Quellen im Handel erhältlich. γ-Aminopropyltriethoxysilan ist beispielsweise von Dow-Corning Corporation, Midland, Michigan, USA, unter dem Handelsnamen Z-6011, von Sivento, Inc., Piscataway, New Jersey, USA, unter dem Handelsnamen AMEO und von Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut, USA, unter dem Handelsnamen A-1100 erhältlich. N-β-Aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan ist von Dow-Corning unter dem Handelsnamen Z-6020, von Sivento unter dem Handelsnamen TRIAMO und von Union Carbide unter dem Handelsnamen A-1120 erhältlich. Trimethoxysilylpropyldiethylentriamin ist von Sivento unter dem Handelsnamen TRIAMO und von Union Carbide unter dem Handelsnamen A-1130 erhältlich. Die vorhergehende Liste kommerziell erhältlicher Produkte ist keineswegs erschöpfend, und Fachleute können leicht eine Reihe nicht-stabilisierter Silane erhalten.
Es ist überraschend gefunden worden, dass die Kombination von stabilisiertem Siloxan und nicht-stabilisiertem Silan ein Härtungssystem ergibt, dass gegenüber Härtungssystemen verbessert ist, die ausschließlich entweder stabilisiertes Siloxan oder nicht-stabilisiertes Silan enthalten. In der Tat sind die nicht-stabilisierten Silane als Härtungsmittel in einem wassergetragenen System unwirksam, weil sie aus wässriger Lösung rasch ausfallen. Die aus Zusammensetzungen, die erfindungsgemäßes Härtungsmittel enthalten, hergestellten Beschichtungen und gehärteten Folien sind auch besser als jene Beschichtungen und gehärtete Folien, die durch Verwendung von Härtungssystemen hergestellt sind, die einfach stabilisierte Siloxane einschließen. Zu diesen Vorteilen gehört speziell die Fähigkeit zur Härtung innerhalb von vernünftiger Zeit bei Raumtemperatur sowie verbesserte Haftung an einer Reihe von Substraten.
Es wird angenommen, dass stabilisierte Siloxane und nicht-stabilisierte Silane in gewisser Weise in Wechselwirkung tre ten und ein Produkt in wässriger Lösung bilden. Dieses Produkt könnte potentiell ein Reaktionsprodukt der beiden Härtungsmittel einschließen, ein Produkt, dass durch irgendwelche Anziehungskräfte gebildet ist, oder einfach ein gemischtes System, das sich im Gleichgewicht befindet. In der Tat kann es trotzdem keine derartige Wechselwirkung geben. Weil die Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Theorie begrenzt werden soll, wird die Kombination des stabilisierten Siloxan-Härtungsmittels und des nicht-stabilisierten Silans einfach als Mischung bezeichnet, wobei sich der Begriff auf eine einfache Mischung sowie alle Produkte bezieht, die aus der Wechselwirkung des Härtungsmittels resultieren, einschließlich einfacher Anziehungskräfte und chemischer Bindung. Das stabilisierte Siloxan und das nicht-stabilisierte Silan innerhalb der wässrigen Lösung werden hier allgemeiner als Härtungssystem bezeichnet.
In Bezug auf die gesamte erfindungsgemäße Fluorelastomerzusammensetzung schließt die Zusammensetzung allgemein ein Fluorelastomer, 2 bis 30 Gewichtsteile des Härtungssystems pro 100 Teile Fluorelastomer (phr) und gegebenenfalls 0 bis 50 Gewichtsteile Füllstoff phr ein. Die Zusammensetzung schließt vorzugsweise Fluorelastomer, 6 bis 24 Gewichtsteile des Härtungssystems phr und gegebenenfalls 5 bis 40 Gewichtsteile Füllstoff phr ein. Die Zusammensetzung schließt besonders bevorzugt Fluorelastomer, 12 bis 16 Gewichtsteile des Härtungssystems phr und gegebenenfalls 10 bis 30 Gewichtsteile Füllstoff phr ein.
Die Zusammensetzung schließt auch Wasser als Dispergiermedium ein. Die Wassermenge sollte ausreichend sein, so dass der Feststoffgehalt der Zusammensetzung, d. h. das Fluorelastomer, das Härtungssystem, der optionale Füllstoff und andere Additive, 10 bis 80 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung einschließlich des Wassers beträgt. Der Feststoffgehalt der Zusammenset zung sollte insbesondere 60 bis 73 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung und besonders bevorzugt 63 bis 70 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung betragen.
Zu brauchbaren Füllstoffen können Ruß, mineralische Füllstoffe (Tone, synthetische Silikate, Schlämmkreide, Baryte), Farbpigmente (vorzugsweise anorganisch und wärmebeständig), Glasmikroperlen und kurze, gehackte Fasern sowie Materialien zur Veränderung des Widerstands gehören, wie Metallpulver und Graphit. Zu anderen Beispielen gehören jene Materialien, die als Füllstoffe in Kautschuk, Kunststoff- und Beschichtungsformulierungen verwendet werden. Diese Füllstoffe sind wohl bekannt und in der Technik dokumentiert. Praktisch kann jedes Material, das das chemische und physikalische Verhalten der Beschichtung nicht nachteilig beeinflusst, als Füllstoff verwendet werden. Es ist zu erkennen, dass die Anwesenheit oder Abwesenheit jeglicher Füllstoffe und Pigmente das Verhalten der Beschichtung im Wesentlichen nicht beeinflusst. Die Gesamtmenge an zugesetztem Füllstoff wird natürlich durch seine Auswirkung auf Viskosität, Folienbildungsfähigkeiten und andere Eigenschaften der Fluorelastomerbeschichtung begrenzt. Weitere Bestandteile wie Tenside und Viskositätsmodifizierungsmittel und dergleichen können zugefügt werden, falls dies als notwendig angesehen wird, um die Eigenschaften der flüssigen Beschichtung zu kontrollieren. Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Füllstoff einschließen, sei darauf hingewiesen, dass eine Zusammensetzung ohne Füllstoff in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fällt.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist es bevorzugt, das Härtungssystem getrennt von dem Rest der Zusammensetzung herzustellen. Dies geschieht vorzugsweise, indem eine geeignete Menge nicht-stabilisiertes Silan zu dem stabilisierten Siloxan in Wasser gegeben wird. Diese Mischung kann als das vorgemischte Härtungssystem bezeichnet werden. Dieses vorgemischte Härtungssystem wird danach mit dem Fluorelastomer sowie den optionalen Füllstoffen und anderen Additiven unter Verwendung von im Stand der Technik konventionellen Mischtechniken gemischt. Zu diesen Techniken kann die Verwendung einer Kugelmühle oder anderem geeigneten Mischgerät gehören. Die Mischbedingungen hängen in der Tat von den Beschichtungszusammensetzungsbestandteilen ab und können von Fachleuten leicht ohne unnötige Experimente bestimmt werden. Die Beschichtungszusammensetzungsmischung wird vorzugsweise filtriert, um jegliche undispergierten Teilchen zu entfernen.
Das Härtungssystem kann alternativ in bestimmten Situationen in situ hergestellt werden, das heißt, dass das stabilisierte Siloxan und das nicht-stabilisierte Silan getrennt zu der Gesamtzusammensetzung, d.h. Latex, gegeben werden können und anschließend wie bereits erörtert gemischt werden können. Wenn die Härtungsmittel direkt zu dem Fluorelastomerlatex gegeben werden, sei darauf hingewiesen, dass das stabilisierte Siloxan zuerst zugegeben werden sollte, weil das nicht-stabilisierte Silan in Abwesenheit des stabilisierten Härtungsmittels Hydrolyse und Selbstkondensation eingeht. Eine Situation, die sich als durchführbar erwiesen hat, ist die Zugabe von HYDROSIL^® 2776, gefolgt von der Zugabe von A-110 direkt zu dem Latex.
Die erfindungsgemäßen wassergetragenen Fluorelastomerbeschichtungszusammensetungen können gesprüht, getaucht, gebürstet oder in jeglicher ähnlichen Weise aufgebracht werden, um eine Folie aus dem gewünschten Substrat zu bilden, wozu Metall, Kautschuk, Kunststoff, Beton oder andere derartige Oberflächen gehören können. Es gibt viele Verwendungen für die erfindungsgemäßen Beschichtungen oder Folien, die Folien mit unterschiedlichen Dicken erfordern. Die Foliendicken werden dem nach bezogen auf die Anwendung gewählt. Zu einigen Anwendungen gehören ohne Einschränkungen Textilbeschichtungen. Diese Textilien können dann zu Anzügen oder Planen verarbeitet werden, die während der Reinigung von Giftmüll oder in einer Vielzahl anderer Situationen getragen oder verwendet werden können oder bestimmte Bereiche abdecken können, wo schädliche Chemikalien eine Rolle spielen, die keinen nachteiligen Einfluss auf die erfindungsgemäßen Fluorelastomerbeschichtungen haben. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch zur Beschichtung von Beton in Sekundärsicherheitshüllbereichen verwendet werden. Die Zusammensetzung kann ferner zum Beschichten von Chemikalienlagerungstanks sowie der Strukturen, die diese Tanks halten, verwendet werden. Diese Zusammensetzungen können ferner zum Beschichten von Objekten verwendet werden, wie Kautschukwalzen oder Druckwalzen, wo elektrostatische Ladung zerstreut werden muss oder bestimmte Gegenstände vor elektrischer Ladung isoliert werden müssen. Es ist bei diesen Anwendungen erwünscht, leitfähige Füllstoffe einschließlich Ruß und verschiedenen Metallen oder Metalloxiden zu den Beschichtungszusammensetzungen zu gegeben und dadurch eine leitfähige oder dielektrische Beschichtung zu bilden. Diese Beschichtungen können auch als RFI- und EMI-Abschirmung verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Beschichtungen können in der Tat in vielen elektronischen Anwendungen verwendet werden. Die Beschichtungen der Erfindung können ferner zum Beschichten bestimmter Materialien und Komponenten in Brennstoffzellen und Batterien verwendet werden. Es ist zudem zu erkennen, dass es bezogen auf die Hafteigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtungen viele Gegenstände gibt, einschließlich aus Kautschuk, Stahl und Kunststoff gefertigten Gegenständen, die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beschichtet werden können. Hierzu gehört das Beschichten verschiedener Gegenstände, die in vielen Industriezweigen verwendet werden, einschließlich Gegen ständen unter der Motorhaube von Kraftfahrzeugen, in der Landwirtschaft, Erdölindustrie und elektrochemischen Industrie, im Bauwesen, in Elektro- und Elektronikindustrie, im Schiffsbau, Zellstoff und Papier, Raumfahrt, Militär und vielen anderen.
Nachdem eine Folie hergestellt worden ist, kann sie bei Raum- oder Umgebungstemperatur oder durch Wärmehärtung gehärtet werden. Wenn ein Dünnfilm hergestellt wird, wie ein Film, der etwa 6 μm (0,25 mil) bis etwa 380 μm (15 mil) dick ist, resultiert ein gehärteter Film bei etwa Raumtemperatur innerhalb von etwa 7 bis etwa 10 Tagen. Wenn ein ähnlicher Dünnfilm hergestellt und Wärme in einem Bereich von etwa 60°C bis etwa 200°C ausgesetzt wird, kann innerhalb von Minuten, wie etwa 5 Minuten oder innerhalb weniger Stunden, wie 4 Stunden, in Abhängigkeit von der Wärme ein gehärteter Film hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der ungehärtete Film (oder die ungehärtete Folie) oder die ungehärtete Beschichtung zuerst bei Umgebungstemperaturen oder in einem Ofen bei 50°C bis etwa 70°C getrocknet und danach bei höheren Temperaturen gehärtet, wie etwa eine Stunde bei etwa 100°C.
Um die Durchführung der vorliegenden Erfindung zu zeigen, wurden die folgenden Beispiele hergestellt und getestet, wie in dem nachfolgend offenbarten allgemeinen experimentellen Abschnitt beschrieben ist. Die Beispiele sollten jedoch nicht als den Schutzumfang der Erfindung einschränkend angesehen werden. Die Ansprüchen dienen zur Definition der Erfindung.
Allgemeiner experimenteller Teil
Experiment I
Dreizehn wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzungen wurden hergestellt. Speziell wurde jedes Rezept aus Fluorelastomerlatex hergestellt, der 70% Feststoffe, d.h. 100 Gewichtsteile Kautschuk und 43 Gewichtsteile Wasser einschloss.
Der Latex wurde mit etwa 14 Teilen Rußfüllstoff und etwa 3,5 Teilen Wasser zu einem Masterbatch verarbeitet. Wenn ein gemischtes Härtungssystem verwendet wurde, wurde das Härtungssystem hergestellt, indem die jeweiligen Lösungen des Härtungsmittels zusammengemischt wurden und anschließend die Mischung zu der Zusammensetzung gegeben wurde. Das in jedem Rezept verwendete Härtungsmittel ist in Tabelle I aufgeführt. Die Bestandteile sind in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Fluorelastomer (phr) aufgeführt.
Tabelle I Härtungssystembestandteile (Gewichtsteile)
Der verwendete Fluorelastomerlatex schloss Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen ein und wurde von Ausimont unter dem Handelsnamen Tecnoflon TN Latex erhalten. Der verwendete Füllstoff war Ruß, der von Cancarb unter dem Handelsnamen N99IUP erhalten wurde. Das stabilisierte Siloxan war ein Diaminosiloxan, das von Sivento unter dem Handelsnamen HYDROSIL^® 2776 angeboten wird. Das nicht-stabilisierte Siloxan war γ-Aminopropyltriethoxysilan, das von Sivento unter dem Handelsnamen AMEO erhalten wurde. Es sei darauf hingewiesen, dass Rezepte 10 bis 13 Vergleichsrezepte sind. Jedes Vergleichsrezept enthielt übrigens den gleichen Amingehalt wie eines der anderen Rezepte innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung, d.h. eines der Rezepte 1 bis 9. Weil der gleiche Amingehalt vorliegt, kann ein richtiger Vergleich erfolgen, wobei die Zusammensetzungen dasselbe Vernetzungspotential haben.
Aus jedem Rezept wurde, wenn machbar, eine Folie hergestellt, die etwa 250 μm (10 mil) dick war. Wie aus den Überschriften der folgenden Tabellen hervorgeht, stammen die in Tabelle II beschrieben Eigenschaften von Folien, die am gleichen Tag hergestellt wurden, an dem das Härtungssystem zu dem Rezept gegeben wurde, und die Folie wurde etwa eine Stunde bei 100°C gehärtet; die in Tabelle III beschriebenen Eigenschaften stammen von Folien, die am gleichen Tag hergestellt wurden, an dem das Härtungsmittel zu dem Rezept gegeben wurde, und die Folie wurde sieben Tage bei Raumtemperatur gehärtet, und die in Tabelle IV gezeigten Eigenschaften stammen von Folien, die zehn Tage nach Zugabe des Härtungsmittels zu dem Rezept hergestellt wurden, und die Folie wurde eine Stunde bei 100°C gehärtet.
Bezogen auf die vorhergehenden Daten in Tabelle II sollte offensichtlich sein, dass die Verwendung des erfindungsgemäßen Härtungssystems gehärtete Fluorelastomerfolien mit verbesserter Zugfestigkeit gegenüber solchen Folien liefert, die einfach ein stabilisiertes Aminosiloxan-Härtungsmittel verwenden. Es sollte basierend auf den Daten in Tabelle II auch offensichtlich sein, dass der Modul bei 100%, der die Vollständigkeit der Härtung anzeigt, bei jenen Zusammensetzungen verbessert war, die das erfindungsgemäße Härtungsmittel verwendeten.
Tabelle III zeigt, dass die Eigenschaften einer erfindungsgemäß hergestellten Folie, die sieben Tage bei Raumtemperatur gehärtet wurde, mit jenen von ähnlichen Zusammensetzungen vergleichbar sind, die etwa eine Stunde bei 100°C gehärtet wurden. Die verbesserte Brauchbarkeit des erfindungsgemäßen Härtungssystems wird durch die Tatsache beispielhaft verdeutlicht, dass das nicht-stabilisierte Härtungssystem innerhalb von sieben Tagen bei Raumtemperatur nicht härtete.
Die Daten von Tabelle IV zeigen eindeutig, dass die Härtungsaktivität des erfindungsgemäßen Härtungssystems nach etwa zehn Tagen nicht beeinträchtigt war. Die Zugfestigkeit, Bruchdehnung und der Modul bei 100% sind in der Tat mit jenen ähnlicher Zusammensetzungen vergleichbar, bei denen eine Folie am gleichen Tag hergestellt war, an dem das Härtungsmittel zu dem Latex gegeben wurde.
Die aus den obigen Rezepten verbleibenden Zusammensetzungen wurden bei Raumtemperatur gelagert und täglich untersucht, bis ein Gelbildungspunkt erreicht war. Tabelle V beschreibt die ungefähren Gelbildungszeiten für jedes Rezept.
Tabelle V
Es sollte bezogen auf die vorhergehenden Daten offensichtlich sein, dass die Verwendung des erfindungsgemäßen Härtungssystems Zusammensetzungen liefert, die eine brauchbare Topfzeit haben. Dies ist von besonderem Vorteil, da die wassergetragenen Systeme des Standes der Technik eine Topfzeit haben, die sehr kurz ist.
Jene Folien, die aus den Rezepten 3 und 13 sowie 9 und 10 hergestellt sind, die am gleichen Tag gebildet wurden, an dem das Härtungsmittel zu dem Latex gegeben wurde, wurden außerdem gehärtet und gemäß ASTM D-4541 auf Haftfestigkeit getestet. Tabelle VI beschreibt die Hafteigenschaften der Fluorelastomerfolien im Zusammenhang mit Aluminium, Kohlenstoffstahl, sandgestrahltem rostfreiem Stahl und nicht-sandgestrahltem rostfreiem Stahl.
Tabelle VI
Tabelle VI (Fortsetzung)
Es sollte aus den Daten in Tabelle VI offensichtlich sein, dass jene Rezepte, die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung repräsentieren, eindeutig eine bessere Leistung als jene zeigen, die einfach stabilisiertes Aminosiloxan als Härtungsmittel verwenden.
Beispiel II
Zwölf wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzungen wurden hergestellt. Speziell wurde jedes Rezept aus Fluorelastomerlatex hergestellt, der 70% Feststoffe, d.h. 100 Gewichtsteile Kautschuk und 43 Gewichtsteile Wasser einschloss. Der Latex wurde mit etwa 14 Teilen Rußfüllstoff und etwa 3,5 Tei len Wasser zu einem Masterbatch verarbeitet. Wenn ein gemischtes Härtungssystem verwendet wurde, wurde jedes Härtungssystem hergestellt, indem die jeweiligen wässrigen Lösungen des Härtungsmittels zusammengemischt wurden und anschließend die Mischung zu der Zusammensetzung gegeben wurde. Das in jedem Rezept verwendete Härtungsmittel ist in Tabelle VII aufgeführt. Die Bestandteile sind in Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Fluorelastomer aufgeführt.
Der verwendete Fluorelastomerlatex schloss Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen ein und wurde Ausimont unter dem Handelsnamen Tecnoflon TN Latex erhalten. Der verwendete Füllstoff war Ruß, der von Cancarb unter dem Handelsnamen N99IUP erhalten wurde. Das stabilisierte Siloxan war ein Diaminosiloxan, das von Sivento unter dem Handelsnamen HYDROSIL^® 2776 angeboten wurde. Das nicht-stabilisierte Siloxan war γ-Aminopropyltriethoxysilan, das auch von Sivento unter dem Handelsnamen AMEO erhalten wurde.
Aus jedem Rezept wurde, wenn machbar, eine Folie hergestellt, die etwa 250 μm (10 mil) dick war. Wie aus den Überschriften der folgenden Tabellen hervorgeht, stammten die in Tabelle VIII beschriebenen Eigenschaften von Folien, die am gleichen Tag hergestellt waren, an dem das Härtungssystem zu dem Rezept gegeben wurde, und die Folie wurde etwa eine Stunde bei 100°C gehärtet.
Bezogen auf die Daten in Tabelle VIII sollte offensichtlich sein, dass die Verwendung des erfindungsgemäßen Härtungssystems gehärtete Fluorelastomerfolien mit verbesserten physikalischen Eigenschaften liefert. Es sollte bezogen auf die Daten in Tabelle VIII auch offensichtlich sein, dass die Haftung an Kohlenstoffstahl verbessert ist, gemessen nach dem in ASTM D-4541 definierten Verfahren.
Bezogen auf die vorhergehende Offenbarung sollte nun offensichtlich sein, dass die Verwendung des hier beschriebenen neuen Härtungssystems die hier zuvor beschriebenen Aufgaben löst. Es sei daher darauf hingewiesen, dass jegliche offensichtliche Variationen in den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung fallen, und somit die Auswahl der spezifischen Komponentenelemente erfolgen kann, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen, die hier offenbart und beschrieben ist. Verwendete Fluorelastomere sind insbesondere nicht notwendigerweise auf die hier gegebenen Beispiele begrenzt. Die Verwendung von Füllstoff ist, wie hier gesagt, auch optional. Der Schutzumfang der Erfindung soll somit alle Modifikationen und Varianten einschließen, die in den Schutzumfang der angefügten Ansprüche fallen können.

Claims

Wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzung, die wässrige Dispersion von Fluorelastomerpolymer; 2 bis 30 Gewichtsteile Härtungssystem auf 100 Gewichtsteile Polymer, wobei das Härtungssystem durch Mischen von 6 bis 94 Gewichtsteilen wässriger Lösung von wasserlöslichem, stabilisiertem Aminosiloxan-Härtungsmittel, wobei die wässrige Lösung 20 bis 30 Gew.-% Feststoffe enthält und wobei das stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel oligomere Siloxane einschließt, deren durchschnittlicher Polymerisationsgrad 3 oder weniger beträgt; und 94 bis 6 Gewichtsteilen nicht-stabilisiertem Silan gebildet worden ist, wobei das stabilisierte Siloxan und das nicht-stabilisierte Silan insgesamt etwa 100 Gewichtsteile des Härtungssystems ergeben, wobei das nicht-stabilisierte Silan ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch die Formel III
definiert sind, in der R⁶ eine Aminogruppe ist und R⁷, R⁸ und R⁹ unabhängig ausgewählt sind aus Sauer stoff, Wasserstoff, Halogen, Aminogruppen und organischen Einheiten, 0 bis 40 Gewichtsteile Additivfüllstoff auf 100 Gewichtsteile Polymer und ausreichend Wasser umfasst, um eine Zusammensetzung mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 80 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung zu liefern.
Wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzung, die wässrige Dispersion von Fluorelastomerpolymer; 2 bis 30 Gewichtsteile Härtungssystem auf 100 Gewichtsteile Polymer, wobei das Härtungssystem eine Mischung aus wässriger Lösung von wasserlöslichem stabilisiertem Aminosiloxan-Härtungsmittel, wobei die wässrige Lösung 20 bis 30 Gew.-% Feststoffe enthält und wobei das stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel oligomere Siloxane einschließt, deren durchschnittlicher Polymerisationsgrad 3 oder weniger beträgt, und nicht-stabilisiertes Silan umfasst, wobei das nicht-stabilisierte Silan ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch die Formel III
definiert sind, in der R⁶ eine Aminogruppe ist und R⁷, R⁸ und R⁹ unabhängig ausgewählt sind aus Sauerstoff, Wasserstoff, Halogen, Aminogruppen und organischen Einheiten, 0 bis 40 Gewichtsteile Additivfüllstoff auf 100 Gewichtsteile Polymer und ausreichend Wasser umfasst, um eine Zusammensetzung mit einem Feststoffgehalt von 10 bis 80 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung zu liefern.
Fluorelastomerfolie, die durch Härten von wassergetragener Fluorelastomermaterialzusammensetzung hergestellt ist, die Fluorelastomerpolymer mit Härtungssystem umfasst, das eine Mischung aus wässriger Lösung von wasserlöslichem, stabilisiertem Aminosiloxan-Härtungsmittel, wobei die wässrige Lösung 20 bis 30 Gew.-% Feststoffe enthält und wobei das stabilisierte Aminosiloxan-Härtungsmittel oligomere Siloxane einschließt, deren Polymerisationsgrad 3 oder weniger beträgt, und nicht-stabilisiertem Silan umfasst, wobei das nicht-stabilisierte Silan ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch die Formel III
definiert sind, in der R⁶ eine Aminogruppe ist und R⁷, R⁸ und R⁹ unabhängig ausgewählt sind aus Sauerstoff, Wasserstoff, Halogen, Aminogruppen und organischen Einheiten.
Wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 und 2 oder eine Folie nach Anspruch 3, wobei das Fluorelastomerpolymer ausgewählt ist aus der Gruppe, die Copolymere von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen sowie Mischungen davon einschließt.
Wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 und 2 oder Folie nach Anspruch 3, wobei das Härtungssystem durch Vormischen des stabilisierten Siloxans und des nicht-stabilisierten Silans vor ihrer Zugabe zu der Zusammensetzung gebildet worden ist.
Wassergetragene Fluorelastomerzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2 oder Folie nach Anspruch 3, wobei das stabilisierte Siloxan ausgewählt ist aus Verbindungen, die durch die Formel I
definiert sind, in der R¹, R² und R³ gleich oder verschieden sind und ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Aminogruppen, organischen Einheiten und Wasserstoff, mit der Maßgabe, dass mindestens einer von R¹, R² und R³ eine Aminogruppe enthält.
Wassergetragene Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung nach Anspruch 6, wobei mindestens einer von R¹, R² und R³ in der Formel II
definiert ist, in der R⁴ eine zweiwertige organische Einheit ist, R⁵ ausgewählt ist aus Wasserstoff, organischen Einheiten und Aminogruppen, und n 0 oder 1 ist.
Fluorelastomerfolie nach Anspruch 3, wobei das Härtungssystem hergestellt worden ist, indem 6 bis 94 Gewichtsteile des stabilisierten Siloxans und 94 bis 6 Gewichtsteile des nicht-stabilisierten Silans gemischt wurden, wobei das stabilisierte Siloxan und nicht-stabilisierte Silan insgesamt 100 Gewichtsteile des Härtungssystems ergeben.
Wassergetragene Fluorelastomerbeschichtungszusammensetzung nach den Ansprüchen 1 und 2 oder Folie nach Anspruch 3, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, die Ruß, Mineralfüllstoffe, Tone, synthetische Silikate, Schlämmkreide, Baryte, Farbpigmente, Glasmikroperlen, kurze, gehackte Fasern, Metallpulver, Graphit und Mischungen davon einschließt.