DE863260C - Plastische Masse zur Herstellung von dichtem, nicht klebendem Silicon-Kautschuk - Google Patents
Plastische Masse zur Herstellung von dichtem, nicht klebendem Silicon-KautschukInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine plastische Masse, die zur Herstellung von Silicon-Kautschuk
dient.
Silicon-Kautschuke sind bereits bekannt und im Handel erhältlich. Diese Kautschukebesitzen Eigenschaften,
die bisher bei keinem anderen Material erzielbar waren. Sie behalten z. B. ihre elastischen
Eigenschaften auch bei niedrigen Temperaturen bei, was bei keinem anderen bekannten Kautschuk der
Fall ist. Werden natürliche und synthetische Kautschuke hergestellt, die bei niedriger Temperatur
elastisch sind, so sind diese Stoffe bei Zimmertemperatur pastenförmig. Natürliche und synthetische
Kautschuke zersetzen sich auch schnell bei Temperaturen um 150P und können deshalb bei
solchen Temperaturen keine Anwendung finden.
Der Festigkeitsgrad bei den bisher bekannten Silicon-Kautschuken variiert zwischen 50 und 75,
wobei der erstereWert vorherrscht. Dieser Grad errechnet sich aus der Zerreißfestigkeit des Kautschuks
in Psi (Psi = pound per square inch), multipliziert mit der Bruchdehnung in Prozent,
dividiert durch 1000. Auf Grund dieses geringen Festigkeitsgrades ist es im allgemeinen nicht sehr
zweckmäßig, die bisher bekannten Silicon-Kautschuke innerhalb eines Temperaturbereiches von
ο bis ioo° anzuwenden. Innerhalb dieses Bereiches
ist der Wirkungsgrad des Naturkautschuks weitaus besser. Es ist deshalb erwünscht, einen elastomeren
Siloxan-Kautschuk herzustellen, der zumindest die ■ gleiche Wärmestabilität besitzt und genau' so
chemisch inert ist wie die bisher bekannten Silicon-Kautschuke, der aber dabei einen viel höheren
ίο Festigkeitsgrad aufweist. Ein solcher Stoff würde
die Anwendung elastomerer Körper für einen Bereich ermöglichen, in dem die üblichen Kautschuke
und auch der bekannte Siloxan-Kautschuk nicht in befriedigender Weise zu verwenden sind.
Es ist bereits bekannt, den Festigkeitsgrad von vulkanisiertem Naturkautschulc dadurch wesentlich
zu vergrößern, daß man ein verstjäirkendes -Füllmittel,
wie z. B. Gasruß, zusetzt. Seit einigen Jahren werden auch Versuche unternommen, um für
Organosiloxankautschuke eine ähnliche Füllstoffverstärkung
zu rinden. Gasruß als Zusatz ist jedoch für Silicon-Kautschuke nicht geeignet. Bisherige
Versuche mit Silicafüllstoffen ergaben, ähnlich wie bei Gasruß, Siloxanelastomere mit einem Festigkeitsgrad
von unterhalb 75. Dies ist der Höchstwert, der mit Hilfe von Füllstoffen, wie Ti O2, Zn O und
anderen Schwermetalloxyden, erzielt werden konnte. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Organosiloxane, Füllstoffe und 'Vulkanisationsbeschleuniger
enthaltende Mischung, mittels der - elastomere Körper erhalten werden können, die
einen Festigkeitsgrad von über 150 aufweisen. Diese Körper behalten auch bei Temperaturen von unter
—60 bis über 150'° diesen Festigkeitsgrad ständig
bei.
Erfindungsgemäß besteht die plastische Masse oder Mischung aus bestimmten benzollöslichen
Diorganopolysiloxanen, Füllstoffen in einer Menge von 20 bis 50 Gewichtsteilen Füllstoff auf 100 Gewichtsteile
Siloxan und 1,5 bis 6 Gewichtsteilen eines Vulkanisierbeschleunigers aus der Gruppe des
Benzoylperoxyds und des t-Butylperbenzoats.
Das in der Mischung enthaltene Diorganopolysiloxan ist eine Verbindung, in der die Siloxaneinheiten
aus Struktureinheiten der Formel R2SiO bestehen, in der R ein Radikal, z. B. Methyl, Phenyl
oder Siliconeopentyl [(CHg)3SiCH2-] darstellt.
Mindestens 90 % der Gesamtmenge der R-Gruppen sollen Methylradikale- sein. Das Polysiloxan kann
so zusammengesetzt sein, daß alle Siloxaneinheiten (CHg)2Si O-Einheiten sind, oder das Siloxan kann
ein Mischpolymerisat aus Dimethylsiloxan und einer geringen Menge anderer Polymereinheiten des
Typus R2 Si O sein.
Nicht alle Polysiloxane des obigen Typus ergeben Mischungen, mit denen verbesserte Elastomere ge-.wonnen.
werden. Es muß das zur Anwendung gelangende Polymerisat eine - solche Viskosität
'besitzen, daß sein Penetrationswert gemäß ASTM, D-217-44 T. nach 10 Sekunden bei 250 weniger als
.380 (ausgedrückt inVio-mm) beträgt. Die Viskosität
dieser Stoffe ist so hoch, daß es in der Praxis nicht möglich ist, die Viskosität in cSt zu messen. Solche
Polymere sind bei Zimmertemperatur nur wenig oder überhaupt nicht flüssig und stellen weiche, feste
Stoffe dar, die klebrig oder klebefrei sein können, und die 'bei Zug keine oder nur sehr wenig Elastizität
besitzen. Dem Aussehen nach 'ähneln diese
Stoffe den unlöslichen, mittels SiO Si-Bindungen vernetzten Gelen oder gummiähnlichen Stoffen, aus
denen Silicon-Kautschuk bisher hergestellt wurde. Die erfindungsgemäß verwendeten Polysiloxane
unterscheiden sich jedoch von diesen Gelen oder gummiähnl'ichen Stoffen dadurch, daß sie völlig
benzollöslich sind und daß sie, wenn sie bei dem vorliegenden Verfahren verwendet werden, Kau-,
tschuke mit hohem Festigkeitsgrad liefern, wie sie aus den unlöslichen Silicongelen oder gummiähnlichen.
Stoffen nicht hergestellt werden können.
Polymere Stoffe dieser Art können in verschiedener Weise hergestellt werden, z. B. durch katalytische
Polymerisation und Mischpolymerisation von Organosiloxanen. Katalysatoren für eine solche
Polymerisation sind bereits bekannt, wie z. B. Schwefelsäure, rauchende Schwefelsäure, Alkalimetallhydroxide
undAlkalimetallsal'ze vonOrganosilanolen. Es wurde gefunden, daß außer diesen
Stoffen auch die bisher noch nicht verwendeten Alkalimetallalkoholate oder Komplexverbindungen
von Alkalimetallydroxyden und einem Alkohol [(R O H)x · M O H], sich für die Polymerisation der
Siloxane besonders gut eignen. Diese Komplexverbindungen werden durch Mischen von Alkohol
und Alkalimetallhydroxyd und Abdestillieren des überschüssigen Alkohols und Wassers als feste,
pulverförmige Verbindungen erhalten. Vorzugsweise wird die Polymerisation in Abwesenheit von
Wasser ausgeführt. Wird ein Alkalimetalläthylat oder -propylat oder eine Komplexverbindung aus
Alkalimetallhydroxyd und Äthyl- oder Propylalkohol verwendet, so ist es zweckmäßig, den Katalysator
in einer Menge von 1 Atom Alkalimetall auf 2000 bis 23000 Si-Atome zu verwenden.
Als Füllstoff wird insbesondere aktive Kieselsäure verwendet, die ein Porenvolumen von mindestens
4 ecm pro Gramm des Füllstoffes und eine Benetzungswärme von 0,3 bis 1,0 Kalorien pro
Kubikzentimeter 'des Porenvolumen« hat. Das Porenvolumen
ist der sich ergebende Wert, wenn eine gewogene Probe des Kieselsäurefüllstoffes in ein
Pyknometer gegeben, das Pyknometer mit Wasser gefüllt und die Menge des Wassers in Kubikzentimeter
gewichtsmäßig ermittelt wird. Das Pyknometer wird dann nochmals mit einer gewogenen
Probe des Füllmittels beschickt und mit Quecksilber gefüllt. Das Quecksilbervolumen wind auf die gleiche
Weise festgestellt. Das Wasservolumen in Kubikzentimeter minus Quecksilbervolumen in Kubikzentimeter
ergibt das Porenvolumen in Kubikzentimeter. Dieses kann inKubikze'ntimeterPorenvolumen
pro Gramm des Gewichtes der verwendeten Probe umgerechnet werden. Die Benetzungswärme wird
dadurch bestimmt, daß man eine gewogene Probe Wasser in ein Kalorimetergefäß gibt. Eine gewogene
Kieselsäuremenge von gleicher Temperatur, wie das in dem Kalorimeter befindliche Wasser,
wird sodann dem Wasser zugegeben, und der beobachtete Temperaturanstieg wird als Benetzungs-
A T wärme mittels der Formel Hw = -==— (H + H1
XW1 + ο,188 Ws) berechnet; in der Formel ist Hw
die Benetzungswärme in Kalorien pro Gramm, A T der Temperaturanstieg in ° C, Ws das Kieselsiäuregewicht,
H die Kalorimeterkonstante, H1 die spezifische
Wärme des Wassers und W1 das Gewicht des
ίο AVassers. o,,i88 ist die spezifische Wärme von Quarz.
Die so bestimmte Benetzungswärme ist ausgedrückt in Kalorien pro Gramm. Der kritische Wert gemiäß
der vorliegenden Erfindung ist Kalorien pro Kubikzentimeter des Porenvolumens. Demgemäß können
die Kalorien pro Gramm durch das Porenvolumen in Kubikzentimeter pro Gramm dividiert werden,
wodurch man die gewünschte Benetzungswärme in Kalorien pro Kubikzentimeter des Porenvolumens
erhält.
Die Füllstoffe können auf verschiedene Weise erhalten werden. So besitzen z. B. einige Silicaärogele
das erforderliche Porenvolumen und die erforderliche Benetzungswärme und sind somit für
die Herstellung der erfindungsgemäßen Mischung geeignet, während andere den genannten Anforderungen
nicht entsprechen und zur Bildung von Silicon-Kautschuken führen, deren Festigkeitsgrad
unterhalb 75 liegt. Es können auch Kieselsäurefüllstoffe, die das gewünschte Porenvolumen und die
genannte Benetzungswärme aufweisen, mittels bekannter Verbrennungsverfahren gewonnen werden.
Im allgemeinen sind die dichten Kieselsäurefüllstoffe, wie Sand und getrocknete Hydrogele, nicht
geeignet. Einige Arten von Diatomeenerde besitzen zwar das gewünschte Porenvolumen, eignen sich
aber auf Grund ihrer ungenügenden Benetzungswiärme nicht für den vorliegenden Zweck. Gegebenenfalls
kann die Oberfläche einer solchen Diatomeenerde verändert und dadurch die Benetzungswiärme
erhöht werden, so daß man einen für die erfindungsgemäße Mischung geeigneten Kieselsäurefüllstoff
erhält.
Der P'üllstoff wird in einer Menge von 20 bis 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile desSiloxans
verwendet. Wird der Füllstoff in geringerer oder größerer Menge in der Mischung verwendet, so
haben die aus ihr erhaltenen elastomeren Produkte nicht den erfindungsgemäß erreichbaren Festigkeitsgrad. Werden Füllstoff und Siloxan in den oben
genannten Mengen gemischt, so wird das erhaltene Material zäh und lederartig. In manchen Fällen
sind Zerreißfestigkeit und Dehnbarkeit des unvulkanisierten Produktes höher als bei bisher bekannten
vulkanisierten Siloxanelastomeren. Eine beträchtliche Verbesserung der Zähigkeit der unvulkanisierten
Mischung wird nicht beobachtet, wenn andere Füllstoffe als die der oben genannten
Art verwendet werden, oder wenn das Siloxanpolymerisat nicht den angegebenen Erfordernissen
entspricht. Werden flüssige Siloxane, wie sie bisher zur Herstellung von Siloxanelastomeren verwendet
werden, mit einem Füllstoff vermischt, so erhält man nur dünne Pasten, die sich beim Lagern nicht
verändern. Werden unlösliche Siloxangele oder gummiartige Siloxane mit einem Füllstoff vermischt,
so erhält man eine steife Mischung, die vor der Vulkanisation eine so geringe Zerreißfestigkeit
und Dehnbarkeit aufweist, daß diese mittels der üblichen Methode nicht mehr gemessen werden
können. Das Zähwerden der oben beschriebenen Siloxanpolymerisate nach der Zugabe des Füllstoffes
ist wahrscheinlich auf die verstärkende Wirkung der speziellen Füllstoffe gemäß der Erfindung
zurückzuführen.
Wie schon oben beschrieben, werden der Mischung als Vulkanisiermittel Benzoylperoxyd und t-Butylperbenzoat
zugegeben. Entweder wird nur einer dieser Stoffe oder eine Mischung der beiden in einer
Menge von 1,5 bis 6 Gewichtsteilen auf je 100 Gewichtsteile
des Siloxans verwendet. Bei Mengen unter 1,5 Gewichtsteilen verläuft die Vulkanisation
der Mischung für praktische Zwecke zu langsam. Bei Mengen über 6 Gewichtsteilen werden minderwertigere
Produkte erhalten.
Die Mischung des Polysiloxans mit dem Füllstoff kann in beliebiger Weise erfolgen. Man kann z. B.
die Stoffe in einem Teigmischer mischen und hierauf mahlen. Zweckmäßig gibt man den Füllstoff dem
Polysiloxan zu, wobei man weniger als ein Drittel der gesamten Füllstoffmenge auf einmal zusetzt.
Nach jeder Zugabe wird gründlich gemischt, um eine gute Dispergierung des Füllstoffes und eine
gründliche Befeuchtung des Füllstoffes durch das Polymerisat zu erreichen. Das Peroxyd kann entweder
zusammen mit dem Füllstoff oder nach der Zugabe des letzteren zugesetzt werden.
Die so erhaltene Mischung wird zwecks Vulkanisation mindestens 3 Minuten auf eine Temperatur
über iio° erhitzt. Hierauf kann noch eine zusätzliche
Härtung in einer Vulkanisierpresse oder in einem Ofen stattfinden. Die Temperatur soll unterhalb
der Temperatur liegen, bei der sich das Siloxan zersetzt. Die Vulkanisationstemperaturen liegen
üblicherweise innerhalb eines Bereiches von ία ο bis
2500. Um das Produkt geruchlos zu machen und um dem Produkt bestimmte physikalische Eigenschaften
zu verleihen, kann das vulkanisierte Produkt bei einer beliebigen Temperatur unterhalb 2500 mehrere
Stunden in einem Ofen erhitzt werden. Eine solche Härtung kann z. B. auch eine Verbesserung der Zusammendrückbarkeit
und der Shorehärte bewirken.
Die aus den erfindungsgemäß hergestellten Mischungen erhaltenen elastomeren Körper sind
zusammenhängende, nicht klebende und gummiartige Stoffe mit einer Zerreißfestigkeit über
500 Psi und einer Bruchdehnung über 300%. Dies bedeutet, daß der Festigkeitsgrad der Produkte
mindestens .150 beträgt, d. h. das Doppelte von dem der bisher bekannten Silicon-Kautschuke. Die
Elastomere besitzen auch eine außerordentliche iao große Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel
und sind bei Temperaturen von —60 bis 2500 beständig.
Die grundlegende Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der aus den erfindungsgemäßen
Mischungen erhaltenen Siloxanelastomere gegen-
über den bisher bekannten ist zumindest" teilweise auf die verstärkende Wirkung des besonderen
Kieselsäurefüllstoffes zurückzuführen, wobei bemerkt
werden muß, daß der KieselsäurefüUstoff diese Wirkung nur in Verbindung mit der bestimmten, beschriebenen Art von -Siloxanpolymerisaten
zeigt.
Die so erhaltenen Elastomere haben einen weiten Anwendungsbereich, z. B. können sie nach dem
ίο Verpressen oder Gießen für die Isolation elektrischer
Geräte -und für die Herstellung handelsüblicher Gegenstände, wie Röhren, Schläuche, Platten
od. dgl., verwendet werden.
Geringere Mengen anderer Stoffe, wie z. B.
Pigmente oder Oxyde von Eisen, Quecksilber und ■anderen Schwermetallen, können der Mischung noch
zugegeben werden, um z. B. die Produkte farbig zu erhalten, oder um in ihnen bestimmte Eigenschaften,
z. B. die Zusammendrückbarkeit, zu verbessern.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die folgenden Beispiele dienen.
Beispiel ι
■iooo g Octamethylcyclotetrasiloxan werden in
einem Kolben auf 1650 erhitzt. Dem Siloxan werden unter Rühren 0,14 g einer Kaliumhydroxyd-Isopropanol-Komplexverbindung
[((CH3)2CHOH)/
K O H] zugegeben. Dabei kommt ein K-Atom auf 4470 Si-Atome. Es wird dann weiter 25 Minuten
erhitzt und gerührt, worauf das Polymerisat in eine Schale gegossen und weitere 3 Stunden auf 1500
erhitzt wird. Nach Abkühlung ist das Polymerisat vollkommen benzollöslich und hat einen Penetrometerwert
von 190 in 30 Sekunden bei 250. Das
Dimethylpolysiloxan wird mit 35 Gewichtsteilen eines Kieselsäurefüllstoffes mit einem (Porenvolumen
von 5,66 ecm pro Gramm und einer Benetzungswärme von 0,74 Kalorien pro Kubikzentimeter des
Porenvolumens vermischt. Die Mischung wird auf einem Zweiwalzenstuhl gemahlen, während man
4 Gewichtsteile, bezogen auf das Gewicht des Siloxans, an t-Butylperbenzoat zugibt. Die gemahlene
Verbindung wird durch Erhitzen in einer Presse während 5 Minuten bei 1500 vulkanisiert.
Nach dem Verpressen beträgt die Zerreißfestigkeit 1203 Psi, die Bruchdehnung 700 °/o und der Festigkeitsgrad
842.
Eine Reihe von Versuchen wird zwecks Feststellung des Einflusses der Füllstoffmenge durchgeführt.
Das verwendete Polymerisat wird durch Polymerisation einer Mischung von cyclischen Dimethylsiloxanen
durch Erhitzen mit einer Kaliumhydroxyd-Isopropanol-Komplexverbindung
hergestellt, wobei ι K-Atom auf 4470 Si-Atome kommt.
Die Polymerisation wird bei 165° durchgeführt, und es wird weiter erhitzt, bis das Polymerisat so viskos
ist, daß es nicht mehr gerührt werden kann. Dann wird es in eine Schale umgefüllt und abkühlen gelassen.
Das so erhaltene Siloxan ist in Benzol vollständig löslich und hat einen Penetrometerwert von
weniger als 38ο>ίηΐο Sekunden bei 250.
Dieses Polymerisat wird mit verschiedenen Mengen eines. Kieselsäurefüllstoffes gemäß Tabelle I
gemischt. Der jeweils verwendete Kieselsäurefüllstoff hat ein Porenvolumen von 5,66 ecm pro Gramm
und eine Benetzüngswärme von 0,74 Kalorien pro Kubikzentimeter des Porenvolumen«. Bei allen
Versuchen werden 4 Gewichtsteile t-Butylperbenzoat, bezogen auf das Gewicht des Siloxans, als
Vulkanisiermittel verwendet. Die Mischungen werden durch 5 Minuten langes Erhitzen auf 150°
in einer Presse vulkanisiert. Die Ergebnisse mit verschiedenen Füllstoffmengen sind aus der Tabelle I
ersichtlich.
Gewichtsteile | Zerreiß | Bruch- | (Λ— ··- J>4 J-U-1>l J~ L-ΐ fi .1 |
Füllstoff pro | festigkeit | dehDung | S? estiglceits- grad |
100 Teile Siloxan | Psi | % | 27 |
IO | 220 | I25 | 259 |
25 | 624 | 414 | 251 |
35 | 855 | 293 | 158 |
50 | 735 | 215 |
Beträgt die zur Anwendung gelangende Füllstoffmenge mehr als 50 Gewichtsteile, so sind Zerreißfestigkeit
und Dehnbarkeit des erhaltenen elastomeren Körpers nur sehr gering.
Der Einfluß der Polymergröße, die aus den Penetrometerwerten ersichtlich ist, und der des Polymertypus
werden in folgendem Beispiel gezeigt:
Eine Reihe benzollöslicher polymerer Dimethylsiloxane wird durch Polymerisation cyclischer Dimethylsiloxane
mit einer Kaliumhydroxyd-Isopropanol-Komplexverbindung
hergestellt. Bei jedem Versuch wird die Komplexverbindung in einer
solchen Menge verwendet, daß auf 1 K-Atom Sooo Si-Atome kommen. Die Mischung wird gerührt
und erhitzt, bis der gewünschte Polymerisationsgrad erreicht ist. Auf diese Weise werden
drei Polymere mit einem Penetrometerwert von über 380 in 10 Sekunden bei 250, 380 in 10 Sekunden bei
'25° und 231 in 30 Sekunden bei 25° hergestellt. Jedes dieser Polymerisate wird mit 25 Gewichtsteilen eines Kieselsäurefüllstoffes, der ein Poren- no
volumen von 9,77 ecm pro Gramm und eine Benetzüngswärme
von 0,72 Kalorien pro Kubikzentimeter des Porenvolumens aufweist, gemischt. Jede
Mischung wird mit 4 Gewichtsteilen t-Butylperbenzoat gemahlen, und die gemahlenen Stoffe werden
einzeln durch Erhitzen in einer Presse 5 Minuten bei 1500 vulkanisiert.
Zum Vergleich wird- cyclische« Dimethylsiloxan
zu einem in Benzol unlöslichen Gel polymerisiert, indem man es in Gegenwart von wiäfoigem KOH
in einer Menge von >i K-Atom auf 500 Si-Atome bei einer Temperatur von 1650 erhitzt. Das Gel wird
mit 25 Gewichtsteilen des oben beschriebenen Silicafüllstoffes und mit 4 Gewichtsteilen t-Butylperbenzoat
gemischt und durch Erhitzen auf 150® 5 Minuten vulkanisiert.
Die Ergebnisse der verschiedenen Versuche gehen aus der Tabelle II hervor.
Penetrometerwert 1Z10 mm bei 250 |
Benzol löslich |
Zerreiß festigkeit Psi |
Bruch dehnung |
Festigkeits grad |
Über 380 in 10 Sekunden ... 380 in 10 Sekunden 231 in 30 Sekunden '. Gel |
ja ja ja nein |
248 621 1062 295 |
H Ol OO to
H VO VO O O O Ol O |
50 246 602 32 |
Die Tabelle zeigt, daß Diorganosiloxanpolymere, die einen Penetrometerwert über 380 in 10 Sekunden
bei 250 haben, keine Elastomeren mit erfindungsgemäß verbesserten Eigenschaften ergeben. Die mit
dem unlöslichen Gel erzielten Ergeibnisse zeigen, daß Organosiloxanpolymere, die durch SiOSi-Bindungen
vernetzt sind, Elastomere ergeben, die mit den erfindungsgemäßen nicht verglichen werden
können.
Cyclische Dimethylsiloxane werden zu benzollöslichen Polymeren mit einem Penetrometerwert
von weniger als 380 in 10 Sekunden bei 250 polymerisiert.
Die Polymerisation wird in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Dieses Polymerisat
wird für eine Reihe von Versuchen verwendet, die die verstärkende Wirkung verschiedener
Silicafüllstoffe zeigen sollen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgezeichnet. Bei allen Versuchen wird
das Polymerisat mit 25 Gewichtsteilen Füllstoff und
4 Gewichtsteilen t-Butylperbenzoat gemischt. Jedes
Produkt wird durch Erhitzen in einer Presse
5 Minuten bei 1500 vulkanisiert. Die in der
Tabelle TII angegebenen Werte für die Zerreißfestigkeit und die Dehnung sind unmittelbar nach'
der Vulkanisation ermittelt worden.
Tabelle III
Kieselsäurefüllstoft'
Kieselsäurefüllstoft'
Poren | Benetzungs- | Zerreiß festigkeit Psi |
Bruch dehnung °/o |
Festig keitsgrad |
volumen Kubik zentimeter pro Gramm |
wärme Kalorien pro Kubikzenti meter Poren volumen |
171 | 225 | 38 |
3,04 | 0,153 | 448 | 512 | 230 |
7.32 | 0,655 | 620 | 395 | 245 |
9.77 | 0,72 | 455 | 330 | 150 |
5.66 | 0,74 | 120 | 125 | 15 |
2,76 | 1,365 | Nicht | mehr meßbar | |
I.695 | 3.16 | |||
Octamethylcyclotetrasiloxan wird auf i6o° erhitzt und gerührt, während man eine Kaliumhydroxyd-IsopiOpanol-Koniplexverbindung
in einer Menge von 1 K-Atom auf 5000 Si-Atome zugibt. E?
wird weitere 25 Minuten erhitzt, worauf man das viskose Polvmerisat in eine Schale füllt und ab-
kühlen läßt. Das Polymerisat besitzt einen Penetrometerwert von weniger als 380 in .10 Sekunden bei
250 und ist vollständig benzollöslich. Das PoIysiloxan wird dann in einem Zweiwalzenstuhl zusammen
mit 30 Gewichsteilen eines Kieselsäurefüllstoffes, der ein Porenvolumen von 7,32 ecm pro
Gramm und eine Benetzungs wärme von 0^,655 Kalorien
pro Kubikzentimeter des Porenvolumens besitzt, und 1,5 Gewichtsteile Benzoylperoxyd, bezogen
auf das Siloxangewicht, gemahlen. Das gemahlene Material wird durch Erhitzen auf -12.6°
5 Minuten in einer Presse vulkanisiert. Der so gebildete elastomere Körper hat eine Zerreißfestigkeit
von 671 Psi und eine Bruchdehnung von 505%. Der Festigkeitsgrad beträgt 339.
Das gleiche Polymerisat wird mit 30 Gewichtsteilen des obigen Füllstoffes und 3 Gewichtsteilen
Benzoylperoxyd, bezogen auf das Siloxangewicht, auf einem Zweiwalzenstuhl gemahlen. Die Mischung
wird durch Erhitzen in einer Presse 5 Minuten bei 1260 vulkanisiert. Das so erhaltene elastomere
Produkt hat eine Zerreißfestigkeit von 509 Psi, eine Bruchdehnung von 590% und einen Festigkeitsgrad von 300.
Ein Mischpolymerisat wird aus 90 Molprozent Dimethylsiloxan und 10 Molprozent Siliconeopentylmethylsiloxan
folgendermaßen hergestellt:
597 Gewichtsteile Octamethylcyclotetrasiloxan, 109 Gewichtsteile Trisiliconeopentyltrimethylcyclotrisiloxan
und 28 Gewichtsteile rauchende Schwefelsäure mit 30% SOg-Gehalt werden vermischt und
bei Zimmertemperatur stehengelassen, bis ein homogenes, nicht mehr fließendes Mischpolymerisat erhalten
ist. Dieses wird in Benzol gelöst und die Lösung mit Wasser säurefrei gewraschen. Das
Lösungsmittel wird sodann verdampft, und der benzollösliche Rückstand besitzt einen Penetrometerwert
von weniger als 380 in 10 Sekunden bei 25°.
Dieses Mischpolymerisat wird mit 25 Gewichtsteilen eines Kieselsäurefüllstoffes und 4 Gewichtsteilen t-Butylperbenzoat, bezogen auf das Siloxangewicht,
vermählen. Der Füllstoff hat ein Poren- iao volumen von 9,77 ecm pro Gramm und eine
Benetzungswärme von 0,72 Kalorien pro Kubikzentimeter des Porenvolumens. Das gemahlene
Material wird durch Erhitzen in einer Presse 10 Minuten bei 1500 vulkanisiert. Der elastomere
Körper wird nach Entfernung aus der Presse
ι Woche auf 2000 erhitzt, worauf er eine Zerreißfestigkeit
von 530 Psi, eine Dehnbarkeit von 3120 %
und einen Festigkeitsgrad von .169 aufweist. .
Es sei noch erwähnt, daß bei. allen obigen Beispielen
die Menge des Füllstoffes und des Vulkanisiermittels in Gewichtsteilen auf 100 Teile des
Polysiloxangewichtes 'berechnet sind.
Zu einem auf i6o° erhitzten Gemisch von 1000 g
Octamethylcyclotetrasiloxan und Sg*1 g Phenylmethylsiloxan
gibt man eine Kaliumhydroxyd-Isopropylalkohol-Kamplexverbindung in solcher
Menge, daß ein Verhältnis von 1 Kaliumatom zu 5000 Siliciumatomen besteht. Dann wird weitere
23 Minuten auf i6ö° erhitzt. Sodann wird das
Polymerisat in eine Schale gegossen und abkühlen gelassen. Der Penetrometerwert des Produktes
beträgt dann 260 in 30 Sekunden bei 25°. Das
Polymerisat, das in Benzol vollständig löslich ist, besteht aus 97 Mölprozent Dimethylsiloxan und
3 Molprozent Phenylmethylsiloxan.
Dieser Stoff wird mit 30% seines Gewichtes Kieselsäurefüllstoff mit einem Porenvolumen von
7)32 ecm pro Gramm und einer Benetzungswärme
von Oyö5S Kalorien pro Kubikzentimeter des Porenvolumens
,sowie mit 3 °/o seines Gewichtes Benzoylperoxyd vermählen. Diese Mischung wird in einer
Presse 5 Minuten bei 11260 vulkanisiert. Man erhält"
dann einen elastomeren Körper, der eine Zerreißfestigkeit von 528 Psi, eine Dehnung von 525 °/o und
einen Festigkeitsgrad von 275 aufweist.
Ein Mischpolymerisat, das sich aus 87 Molprozent Dimethylsiloxan und 13 Molprozent Phenylmethylsiloxan
zusammensetzt, wird folgendermaßen hergestellt :
Zu einem Gemisch aus 177 g Phenylmethylsiloxan und 644 g Octamethylcyclotetrasiloxan, das auf
i6o° erhitzt ist, gibt man eine Kaliumhydroxyd--Isopropylalkohol-Komplexverbindung
in solcher Menge, daß 1 Kaliumatom auf 5000 Siliciumatome
kommt. Nach weiterem 30 Minuten langem Erhitzen auf i6o° gießt man das viskose Polymerisat in eine
Schale und läßt es abkühlen. Das erhaltene Produkt hat einen Penetrometerwert von 250 in 30 Sekunden
bei 250 und ist in Benzol völlig löslich.
Dieses Polymerisat wird in einer Zweiwalzenmühle mit 40% seines Gewichtes Kieselsäurefüllstoff
und mit 4% seines Gewichtes Benzoylperoxyd vermählen. Darauf wird die Mischung 5 Minuten in
einer Presse bei 1260 vulkanisiert. Der erhaltene
elastomere Körper zeigt eine Zerreißfestigkeit von Psi, eine Dehnung von 530% und einen Festigkeitsgrad
von 272.
Claims (3)
- Patentansprüche:i. Plastische Masse zur Herstellung von dichten, nicht klebenden Siloxan-Kautschukkörpern, gekennzeichnet durch einen Gehalt eines benzollöslichen Diorganopolysiloxans, dessen Struktureinheiten der Formel R2SiO entsprechen, wobei die R Methyl-, Phenyl- und Siliconeopentylreste bedeuten, und wobei in dem Siloxan mindestens 90 % der Gesamtzahl der R Methylradikale sind, und dieses Polysiloxan einen Penetrometerwert von weniger als 380 nach 10 Sekunden bei 25° besitzt, einen Gehalt an Kieselsäurefüllstoff in einer Menge von 20 bis 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Siloxans, wobei dieser Füllstoff ein Porenvolumen von mindestens 4 com pro Gramm und eine Benetzungswärme von 0,3 bis 1 Kalorien pro' Kubikzentimeter des Porenvolumens aufweist, und einen Gehalt an Benzoylperoxyd und/oder t-Bütylperbenzoat als Vulkanisationsbeschleuniger in einer Menge von 1,5 bis 6 Gewichtsteilen, berechnet auf das Siloxangewicht.
- 2. Plastische Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geringen Gehalt an Pigmenten.
- 3. Verfahren zur Verarbeitung der plastischen Massen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungen auf eine Tempe-•ratur oberhalb no0 erhitzt werden. .... .© 5627 1.52
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