DK175833B1

DK175833B1 - Vandige silicone-baserede dispersioner, der kan tværbindes til en elastomer ved eliminering af vand

Info

Publication number: DK175833B1
Application number: DK198904266A
Authority: DK
Inventors: Michel Feder; Jean Ulrich
Original assignee: Rhone Poulenc Chimie
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 2005-03-21
Also published as: AU627217B2; NO893437L; AU4086889A; FR2638166A1; NZ230469A; FI894073A; IE892793L; JPH0645756B2; FR2638166B1; IE63399B1; DE68910449T2; HUT53140A; CA1326097C; BR8904277A; CN1030460C; EP0359676A1; ES2047700T3; DK426689D0; NO893437D0; EP0359676B1

Description

DK 175833 B1

Den foreliggende opfindelse angår vandige silicone-baserede dispersioner, der kan tværbindes til en elastomer ved eliminering af vand. i I USA patentskrift nr. A 2 891 920 omtales en fremgangsmåde til polymerisa-5 tion i emulsion af polydiorganosiloxan under anvendelse af en sur eller basisk katalysator i nærvær af anioniske, kationiske eller ikke-ioniske overfladeaktive midler. I dette patentskrift oplyses, at de opnåede emulsioner er stabile under lagring, og at de kan bruges efter tilsætning af fyldstoffer til dannelse af malinger, der giver en kontinuert beklædning med eliminering af 10 vandet.

I USA patentskrift nr. A 3 294 725 omtales især anvendelsen af dodecylben-zensulfonsyre til emulsionspolymerisation af polydiorganosiloxaner. Det omtales i dette skrift, at det er ønskværdigt for at opnå stabile emulsioner at re-15 gulere pH i disse emulsioner til en værdi påca. 7. I dette skrift oplyses, at man kan opnå udfra disse neutraliserede emulsioner, til hvilke man har sat kolloidalsiliciumoxid og en polyalkoxysilan, en elastomer beklædning.

Oplysningerne i USA patentskrift nr. A 3 360 491 svarer til oplysningerne i 20 USA patentskrift nr. A 3 294 725 med undtagelse af, at dodecylbenzensul-fonsyren er erstattet med hydrogenolaurylsulfat.

I USA patentskrift nr. A 3 355 406 omtales blandt andre en silicone-latex omfattende: 25 - en vandig kolloidal suspension af en a,u)-(dihydroxy)polydiorganosiloxan, - et fyldstof, der nødvendigvis omfatter en silsesquioxan i form af en kolloidal suspension, - en katalysator valgt blandt uorganiske syrer, stærke baser, dialkyltin diacy-30 later og organiske eller uorganiske peroxider.

I USA patentskrift nr. A 3 697 469 omtales en særlig fremgangsmåde til emulsionspolymerisation af polydiorganosiloxaner, og man omtaler mulighe- DK 175833 B1 2 den af at sætte til denne emulsion kolloidalsiliciumoxid og tinsalt med henblik på at opnå en elastomer beklædning ved afdampning af vand.

I fransk patentskrift nr. A 2 110 358 omtales en silicone-emulsion med pH 5 mellem 6,5 og 9, som lader sig tværbinde til en elastomer, der har ledningsevne for elektricitet, efter afdampning af vand ved inkorporering af såkaldt carbon black. Emulsionen, der yderligere omfatter tinsalt og en polyalkoxysi-lan, er ikke stabil ved oplagring og bør opbevares i to adskilte emballager (tokomponent emulsion).

10 I USA patentskrifteme nr. A 4 221 688 og A 4 244 849 samt i fransk patentskrift nr. A 2 463 163 omtales siiicone-emulsioner, der er stabile under oplagring, og som omfatter: 15 - en emulsion af en a,u)-(dihydroxy)polydiorganosiloxan-polymer, der er anio- nisk stabiliseret, - et siliciumholdigt fyldstof, 20 - et tinsalt, - eventuelt et ikke-forstærkende fyldstof.

Det siliciumholdige fyldstof kan være et kolloidalsiliciumoxid (US PS A 4 221 25 688), natriumsilicat (US PS A 4 244 849) eller et amorf siliciumoxid i pulver form (fransk patentskrift nr. A 2 463 163).

Det anføres i disse tre ovennævnte patentskrifter i forhold til de fra den kendte teknik nærmere kendte vandige emulsioner på den ene side, at det for at 30 opnå en monokomponent emulsion, der er stabil under oplagring, er nødvendigt at bevare emulsionen ved et alkalisk pH større end 8,5 eller lig, fortrinsvis større end 10, og på den anden side at inkorporere i emulsionen et tinsalt for at afkorte med nogle dage det modningstrin for emulsionen, der er DK 175833 B1 3 nødvendig for opnåelse af en dispersion, som er i stand til at blive tværbundet.

De kendte med fyldstof forsynede siliconeemulsioner, som bevares ved pH 5 som er sur eller neutral, udviser mindst en af de i det følgende nævnte ulempen - de er ikke stabile under oplagring, når de pakkes i en enkelt emballage {monokomponent præparation), 10 - de udviser en for lang hærdningstid til en elastomer, - de er ikke thixotrope, 15 - de hæfter kun meget svagt ved de sædvanlige bærematerialer.

Man har tidligere beskrevet vandige emulsioner eller dispersioner baseret på silicone-kunstharpikser, der lader sig tværbinde til en elastomer ved eliminering af vandet.

20 I USA patentskrift A 3 355 406, som allerede er omtalt, omtales en silicone-latex bestående af en a,(jo-(dihydroxy)polydiorganosiloxan, som fortrinsvis er fremstillet ved emulsionspolymerisation, og en silsesquioxan kunstharpiks, som er sammensat af gentagelsesgrupperne RSiOi,5 (R er en carbonhydrid-25 gruppe). Latexen kan yderligere omfatte en metallisk katalysator til hærdning og en alkyltrialcoxysilan.

Dokumentet US-A-3 075 560 beskriver anvendelse af hydroxylerede siloxa-ner og en bor-forbindelse for at reducere sammenbinding mellem en blanding 30 baseret på diorganopolyoxylaner og silicium.

I EP-A-143877 og i USA patentskrift nr. A 4 554 187 omtales, at silicone-kunstharpiksen, som er kombineret med a,u>-{dihydroxy)- 4 DK 175833 B1 polydiorganosiloxanen, er en reaktionsdygtig harpiks med lav molekylvægt, som udviser alkoxygrupper eller acyloxygrupper.

I dokumentet EP-A-202 494 beskrives anvendelsen af silaner med epoxy 5 funktion som agenter for koblingen i en emulsion baseret på dihydroxypo-lyorganosiloxaner og kolloidt silica eller alkalisk silica, som har været underkastet en modning ved pH 9-12, I europæisk patentansøgningsskrift nr. EP-A-266 729 omtales, at silicone-10 kunstharpiksen kombineret med α,ω -(dihydroxy)polydiorganosiloxanen og med hærdningskatalysatoren, er et siliconat.

Til dette siliconat kan være kombineret en silicone-harpiks omfattende op til 10 vægt-% hydroxylgrupper.

15 I EP-A-304 719, som er offentliggjort 1. marts 1989, omtales det at anvende istedet for siliconatet en silicone-harpiks med høj molekylvægt, som er uopløselig i toluen, og som foreligger i form af en vandig emulsion, hvis den i cellestørrelse er større end 200 nanometer. i 20 I det efterfølgende er, med mindre andet er anført, procentangivelserne og andele anført efter vægten.

Det er et formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en vandig 25 dispersion (emulsion) af silicone, som har en sur eller basisk pH-værdi, som kan tværbindes til en elastomer ved eliminering af vandet, ved omgivelsernes temperatur, og som ikke udviser ulemperne knyttet til de kendte emulsioner eller i en meget fortyndet form.

30 Et andet formål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en vandig siliconedispersion af den ovennævnte type, som er stabil under oplagring, samt tværbinder korrekt og tilstrækkelig hurtigt til en elastomer ved eliminering af vandet ved omgivelsernes temperatur, idet den dannede elastomere 5 DK 175833 B1 bevarer sine mekaniske egenskaber under ældningen deraf, og et andet formål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en vandig sili-conedispersion af den ovenfor nævnte type, hvori modningstrinnet kan gennemføres ved en kun lidt forhøjet temperatur (20-50 °C) og i løbet af en tids-5 periode mindre end 48 timer.

Et andet formål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en vandig siliconedispersion af den ovenfor beskrevne type, som fører til en elastomer, som yderligere udviser en forbedret modstandsdygtighed over for flammer.

10

Et andet formål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en vandig siliconedispersion af den ovenfor nævnte type, som fører til en elastomer, der udviser en tilstrækkelig god vedhæftning på forskellige bæregrundlag, især på glas, beton og metaller (stål, aluminium).

15

Disse formål samt andre opnås ved hjælp af den foreliggende opfindelse, som angår vandige silicone-baserede dispersioner, der kan tværbindes til en elastomer ved eliminering af vand ved omgivelsernes forhold, hvilke dispersioner i vægtdele omfatter: 20 (A) - 100 vægtdele af en emulsion af typen olie-i-vand af en α, ω - (dihy- droxy) - polysiloxan stabiliseret med mindst et overfladeaktivt middel valgt blandt anioniske og ikke-ioniske midler og blandinger deraf; 25 (B) -1 -100 vægtdele af en hydroxyleret silicone-kunstharpiks, (C) - 0-250 vægtdele ikke-siliciumholdigt uorganisk fyldstof; (D) - 0,01-3 vægtdele af en metallisk, hærdnings-katalytisk forbindelse, samt ekskluderer tilstedeværelsen af en siliciumforbindelse svarende til formlen 30 6 DK 175833 B1 R'-Si(0'M+W0H)3.m og/eller kondensationsprodukter dannet ved fjernelse af vand, i hvilken formel 5 R' - repræsenterer grupper af hydrocarboner - identiske eller forskellige - som består af 1-18 C-atomer og som kan bære halogenatomer, aminogrupper, ethergrupper, estergrupper, epoxygrupper, mercap-togrupper, cyanogrupper eller grupper af (poly) glycoler, hvoraf de 10 sidste er opbygget af enheder af oxy-ethylen og/eller oxy-propylen, m - er et helt eller reelt tal mellem 0,1 og 3, og M - repræsenterer en alkalimetalion, en ammoniumgruppe eller en phosphoniumgruppe.

15 Dispersionen har et tørstofindhold på mindst 40%, og er karakteriseret ved at der kan dannes en opløsning på mindst 70 vægt-% af den hydroxylerede silicone-kunstharpiks (B) i toluen og at (B) pr. molekyle udviser mindst 2 forskellige enheder valgt blandt sådanne, der har formlerne: RsSiOo.s. R2S1O, RSiOi.s og S1O2, idet grupperne R, som kan være identiske eller forskellige, 20 er valgt blandt vinyl, phenyl, 3,3,3-trifluorpropyl og lineære eller forgrenede C1-C6 alkylgrupper. Endvidere har denne kunstharpiks et vægtindhold af hydroxylgrupper mellem 0,1 og 10 %.

Det indgående a,u)-(dihydroxy)polydiorganosiloxaner bør have en viskositet 25 på mindst 100 mPa x s ved 25 °C, fortrinsvis på mindst 50000 mPa x s.

Det er faktisk for viskositeter større end 50000 mPa x s, at man opnår en elastomer, som udviser et samlet system af passende mekaniske egenskaber, især med hensyn til Shore A hårdheden og til brudforlængelsen.

30

Yderligere jo højere viskositeten er, desto bedre bevares de mekaniske egenskaber under ældningen af den elastomere.

7 DK 175833 B1

For den foreliggende opfindelse foretrukne viskotiteter befinder sig mellem 50000 og 1500000 mPa x s ved 25 °C.

De organiske grupper i a,cjo-(dihydroxy)polydiorganopolysiloxaner er monova-5 lente carbonhydrid grupper indeholdende op til 6 carbonatomer, eventuelt substitueret med cyangrupper eller fluorgrupper. De substituenter der i almindelighed anvendes på grund af deres tilgængelighed blandt de industrielle produkter, er grupperne: methyl, ethyl, propyl, phenyl, vinyl og 3,3,3-trifluorpropyl. I almindelighed er mindst 80% efter antal af disse grupper 10 methylgrupper.

Man foretrækker især inden for rammerne af den foreliggende opfindelse at anvende α,ω -(dihydroxy)polydiorganosiloxaner, der er fremstillet ved den anioniske polymerisation fremgangsmåde, som er omtalt i de ovenfor nævnte 15 USA patentskrifter: nr. A 2 891 920 og især A 3 294 725 (som citeres som reference). Den opnåede polymere stabiliseres anionisk med et overfladeaktivt middel, som i overensstemmelse med det i USA patentskrift nr. A 3 294 725 omtalte fortrinsvis er et alkalimetalsalt af en aromatisk carbonhydridsul-fonsyre, idet den frie syre ligeledes spiller rollen som polymerisationskataly-20 sator.

Den foretrukne katalysator og det foretrukne overfladeaktive middel er dode-cylbenzensulfonsyre og alkalimetalsalte deraf, især natriumsaltet deraf. Man kan eventuelt tilsætte andre anioniske eller ikke-ioniske overfladeaktive mid-25 ler. En sådan tilsætning er dog ikke nødvendig, eftersom mængden af det overfladeaktive middel, som er resultatet af neutrallisationen af sulfonsyren, ifølge det i USA patentskrift nr. A 3 294 725 nævnte er tilstrækkelig stort til at stabilisere emulsionen af den polymere. Denne mængden er i almindelighed mindre end 3%, fortrinsvis mindre end 1,5 vægt-% af emulsionen.

Denne fremgangsmåde til emulsionspolymerisation er særlig interessant, eftersom den gør det muligt direkte at opnå emulsionen (A). Denne frem- 30 8 DK 175833 B1 gangsmåde gør det i øvrigt muligt at kunne opnå uden vanskelighed emulsioner (A) af α,ω -(dihydroxy)polydiorganosiloxan med meget høj viskositet.

For at fremstille emulsionen (A) kan man ligeledes gå ud fra allerede polyme-5 riseret α,ω -(dihydroxy)polydiorganosiloxan og derpå bringe det i vandig emulsion, idet man stabiliserer emulsionerne med et anionisk og/eller ikke-ionisk overfladeaktivt middel ifølge en fremgangsmåde, som er velkendt for fagmanden, og som er beskrevet detaljeret i litteraturen (se f.eks. de franske patentskrifter nr. A 2 064 563, A 2 094 322, og A 2 114 230 samt EP-A-169 10 098).

Man blander ifølge denne fremgangsmåde ved simpel omrøring de polymere af α,ω -(dihydroxy)polydiorganosiloxan med et anionisk eller ikke-ionisk overfladeaktivt middel, idet dette sidstnævnte kan være i vandig opløsning, og 15 man tilsætter derpå om nødvendigt vand og man omdanner derpå det samlede system til en fin og homogen emulsion ved passage gennem en klassisk kolloidmølle.

Derpå fortyndes det opnåede formalede materiale med en passende mæng-20 de vand, og man opnår på denne måde en emulsion (A), der er stabiliseret med et anionisk eller et ikke-ionisk overfladeaktivt middel, og som er stabilt ! under oplagring.

Den mængde anionisk eller ikke-ionisk overfladeaktivt middel, der skal an-25 vendes, er den, der hyppigst anvendes for at iværksætte fremgangsmåden til emulsionsdannelse, især sådanne, som er omtalt i de ovenfor nævnte patentskrifter og i USA patentskrift nr. A 2 891 920.

De inden for området af den foreliggende opfindelse foretrukne anioniske 30 overfladeaktive midler er alkalimetalsaltet af en aromatisk carbonhydridsul-fonsyre, og de foretrukne ikke-ioniske overfladeaktive midler er polyoxy-ethylerede alkylphenoler. Disse ikke-ioniske overfladeaktive midler er naturligvis de samme som dem, som man eventuelt kan tilsætte til de ved emulsi- DK 175833 B1 9 onspolymerisationen opnåede emulsioner (A), således som det er anført ovenfor.

Emulsionen (A), der er fremstillet ved emulsionspolymerisation eller ved at 5 bringe silicone-polymeren i emulsion, foreligger i form af en emulsion af typen olie-i-vand, og den har fortrinsvis et tørstofindhold større end 45 vægt-%.

Man inkorporerer pr. 100 dele emulsion (A) 1-100, fortrinsvis 2-20 dele, beregnet som tørstof, afen hydroxyleret silicone-kunstharpiks (B).

10

Den hydroxylerede silicone-kunstharpiks (B) har et vægtindhold af hydroxyl-grupper mellem 0,1 og 10%, fortrinsvis mellem 1 og 6%.

Denne kunstharpiks (B) udviser pr. molekyle mindst to forskellige enheder 15 valgt blandt sådanne, som har formlerne R3SiO0,5 (enhed M), R2SiO (enhed D), RSi01i5 (enhed T) og Si02 (enhed Q).

Man kan nævne som eksempler på alkylgruppen R grupperne: methyl, ethyl, isopropyl, tertiobutyl og n-hexyl.

20

Disse silicone-kunstharpikser er forgrenede organopolysiloxan-polymerer, som er velkendte, og hvis fremgangsmåde til fremstilling er beskrevet i talrige patentskrifter.

25 Man kan nævne som eksempler på almindelige kunstharpikser, harpikserne MQ, harpikserne MDQ, harpikserne TD og harpikserne MDT.

Man kan anvende harpikser, som er faste eller flydende med omgivelsestemperatur. Disse harpikser kan være inkorporeret i de vandige emulsioner, 30 som de foreligger, i opløsning i et organisk opløsningsmiddel eller en silico-neolie eller også i form af vandige emulsioner.

DK 175833 B1 10

Vandige emulsioner af silicone-kunstharpikser, der er anvendelige, er f.eks. omtalt i USA patentskrifterne nr. A 4 028 339, A 4 052 331, A 4 056 492, A 4 525 502 og A 4 717 599, der citeres som reference.

5 En anden bestanddel i dispersionen ifølge opfindelsen er tilsætningen af 0-250, fortrinsvis 5-200 dele af et ikke-siliciumholdigt uorganisk fyldstof, der kan være delvis armerende eller blot som fyld (C).

Fyldstofferne (C) har en grundstørrelsefordeling, der i almindelighed er mel-10 lem 1 og 300 pm, og en BET-overflade, som er mindre end 50 m2/g.

Eksempler på fyldstoffer (C), der er anvendelige alene eller i blanding, er carbon black, titandioxid, aluminiumoxid, hydratiseret aluminiumoxid, ekspanderet vermiculit, ikke-ekspanderet vermiculit, calciumcarbonat, zinkoxid, 15 glimmer, talkum, jernoxid, baryumsulfat og læsket kalk.

Disse fyldstoffer (C) indføres i emulsionen (A) i form af et tørt pulver, f.eks. ved simpel sammenblanding.

20 Man har ifølge en variant af opfindelsen konstateret, at dersom fyldstoffet (C) hovedsageligt kun består af et fyldstof valgt blandt hydratiseret aluminiumoxid, ekspanderet vermiculit, ikke-ekspanderet vermiculit med et indhold på 5-250, fortrinsvis 50-200 dele pr. 100 dele af emulsionen (A), opnår man en elastomer, der har en særlig høj modstandsdygtighed over for flammer, og 25 som ikke kan opnås med de ovennævnte andre kategorier af fyldstoffer (C), især med ikke-hydratiseret aluminiumoxid. Man kan ligeledes inkorporere keramiske fibre eller aramid ifølge en i EP-A-212 827 anførte.

De metalliske katalytiske forbindelser til hærdning (D) er i hovedsagen salte 30 af carboxylsyre og halogenider af metaller valgt blandt bly, zink, zirconium, titanium, jern, tin, baryum, calcium og mangan.

11 DK 175833 B1

Bestanddelen (D) er fortrinsvis en katalytisk tinforbindelse, i almindelighed en organotinsalt, som fortrinsvis indføres i form af en vandig emulsion. De anvendelige organotinsalte er beskrevet især i værket af NOLL, Chemistry and Technology of Silicones Academic Press (1968), side 337.

5

Man kan ligeledes som katalytisk tinforbindelse nævne reaktionsproduktet mellem et tinsalt, især et tin-di-carboxylat og ethylpolysilicat, således som det er beskrevet i USA patentskrift nr. A 3 862 919.

10 Man kan ligeledes anvende reaktionsproduktet mellem et alkylsilicat eller en alkyltrialkoxysylan og debutyltin-diacetat, således som det er beskrevet i belgisk patentskrift nr. A 842 305.

De foretrukne tinsalte er tin-bischelater (EP-A-147 323 og EP-A-235 049), 15 diorganotin-dicarboxylater og især dibutyl- eller dioctyltin-divercetater (britisk patentskrift nr. A 1 289 900), dibutyl- eller dioctyltin-diacetat, dibutyl- eller dioctyltin-dilaurat. Man anvender 0,01-3, fortrinsvis 0,05-2 dele organotinsalt pr. 100 dele af (A).

20 Man kan ifølge en variant yderligere inkorporere pr. 100 dele af emulsionen (A) et siliciumholdigt additiv (E), der er valgt blandt natriumsilicat (0,03-30 dele) og et siliciumholdigt fyldstof med forstærkende egenskaber eller med delvis forstærkende egenskaber (1-150 dele).

25 Disse siliciumholdige fyldstoffer er valgt blandt kolloidal siliciumoxid, pulvere af forbrændings-siliciumoxid og af udfældnings-siliciumoxid eller en blanding deraf. Man foretrækker forbrændings-siliciumoxid. Man kan dog ligeledes anvende siliciumholdige delvis forstærkende fyldstoffer, såsom diatoméjordarter eller formalet kvarts.

Summen af andelene af (C) + (E) bør pr. 100 dele af emulsionen (A) være mindre end 300 dele.

30 12 DK 175833 B1

Pulverne af forbrændings-siliciumoxid og af udfældnings-siliciumoxid er velkendte, de anvendes især som fyldstoffer i silicone-elastomere præparater, som er vulkaniserbare i varm tilstand til dannelse af en siliconegummi. Disse pulvere udviser en middel partikelstørrelse, der i almindelighed er mindre end 5 0,01 pm, og en specifik BET-overflade, der er større end 50 m2/g, fortrinsvis 150-300 m2/g.

Inkorporering i emulsionen (A) af dette siliciumholdige additiv (E) ved hjælp af enhver passende metode, især ved omrøring, forøger i høj grad viskosite-10 ten af emulsionen (A), som så udviser en pastaagtig karakter.

Man har faktisk fundet i overensstemmelse med den foreliggende opfindelse, at tilsætningen af dette siliciumholdige additiv (E) er tilstrækkelig til at overføre til dispersionen en såkaldt "thixotrop"-karakter, som er mere eller mindre 15 udprægede. Emulsionen, der f.eks. er udtaget fra en lageremballage, vedhæfter uden at løbe på et bærelag, selv hvis det er lodret, og hærder til en elastomer ved afdampning af vandet ved omgivelsernes temperatur. Man kan ligeledes opnå en ikke-løbende emulsion under anvendelse som fyldstof (C) af calciumcarbonat, hvis partikeldiameter er mindre end 0,1 pm. En let 20 opvarmning af præparatet (til ca. 40-80 °C) for at accellerere afdampning af vandet, er naturligvis ikke udelukket inden for opfindelsens rammer.

Man kan tilsætte til dispersionerne ifølge den foreliggende opfindelse forskellige additiver, som gør det muligt at modificere egenskaberne af de emulsio-25 ner og af de elastomere, der dannes på baggrund af emulsionerne ved eliminering af vandet. Man kan inkorporere klæbemiddel-promotorer (F), fortrinsvis organotrialkoxysilane, såsom f.eks. y-aminopropyltriethoxysilan, N(aminoethyl)Y-aminopropyltrimethoxysilan, vinyltrimethoxysilan, alkylsili-cater, såsom methylsilicat eller ethylsilicat eller deres partielle hydrolysepro-30 dukt, dvs. alkylpolysilicater, såsom methylpolysilicat og ethylpolysilicat i en mængde på 0,01-20 dele vedhæftningsmiddel pr. 100 dele emulsion (A).

i DK 175833 B1 13

Organotrialkoxysilaner og alkylsilicaterne svarer fortrinsvis tit en almene formel: R'aSi(OR)4.a 5 hvori R er en alkylgruppe indeholdende 1-4 atomer, R' er R eller vinyl, y-aminopropyl, N(aminoethyl)y-aminopropyl, og a er 1 eller 0.

Dispersionerne ifølge den foreliggende opfindelse har en pH-værdi, der i almindelighed befinder sig mellem 4 og 13. Denne værdi afhænger af arten af 10 de bestanddel, som indgår i dispersionen, især med hensyn til den overfladeaktive forbindelse og katalysatoren for emulsionen (A), samt med hensyn til fyldstoffet (C).

Det er afhængig af de påtænkte anvendelser muligt at fremstille dispersioner, 15 der har en pH-værdi mellem 4 og 7 ved tilsætning af en uorganisk eller organisk syre, fortrinsvis et oxygenholdigt borderivat, og dispersioner med en pH-værdi mellem 7 og 13 med tilsætning af en uorganisk eller organisk base, således som det er beskrevet mere detaljeret i det efterfølgende.

20 Man kan nævne som andre eksempler på additiver anti-fungusmidler, anti-skumningsmidler, såvel som thixotropregulerende midler, såsom carboxy-methylcellulose, xanthangummi og polyvinylalkohol.

25 Dispersionerne ifølge opfindelsen egner sig ganske særligt inden for byggeindustrien til fremstilling fugemasser og af tætningsmasser til sammenføjninger.

Dispersionerne ifølge den foreliggende opfindelse kan fremstilles på følgende 30 måde:

Man går ud fra en emulsion (A), der er fremstillet enten ved fremgangsmåden til emulsionspolymerisation, og man disponerer over en emulsion, der er sta- 14 DK 175833 B1 biliseret med et anionisk og eventuelt ikke-ionisk overfladeaktive middel, eller ved fremgangsmåden med at bringe i emulsion α,ω-(dihydroxy)polydiorganosiloxan, og man har til disposition en emulsion, der er stabiliseret med et anionisk og/eller ikke-ionisk overfladeaktive middel. ! 5

For at fremstille dispersionerne ifølge opfindelsen anbefales det at sætte ved omgivelsernes temperatur til emulsionen (A) i første omgang den metalliske hærdnings-katalytiske forbindelse (D), fortrinsvis i form af en vandig emulsion, hvorpå man justerer pH i blandingen til en værdi større end 7 og i almin-10 delighed mindre end 13 ved hjælp af en uorganisk eller organisk base, fortrinsvis ved hjælp af et alkalimethalhydroxid, såsom natriumhydroxid eller caliumhydroxid, eller til en værdi mindre end 7 og større end 4 ved tilsætning af en tilpasset mængde af et oxygenholdigt borderivat valgt blandt boroxid, borsyrerne og boraterne.

15

Man kan som organisk base anvende primære aminer, såsom diethylamin.

Imidlertid justerer man ifølge en foretrukken udførelsesform for opfindelsen pH ved hjælp af en tilpasset mængde af en uorganisk base indført i form af en vandig opløsning, fortrinsvis valgt blandt opløsningerne af alkalimetalhy-20 droxider og jordalkalimetalhydroxider, såsom natriumhydroxid, caliumhydroxid, opløsninger er calciumhydroxid, af baryumhydroxid og af magnesiumhydroxid. Disse jordalkalimetalhydroxider kan dog også indføres direkte i form af faste stoffer.

25 Boroxidet er ligeledes kendt under navnet borsyreanhydrid. Man kan som borsyre nævne orthoborsyre, metaborsyre og tetraborsyre. Som borater er triorganoboraterne og de uorganiske borater anvendelige. Man kan ligeledes anvende inden for området af den foreliggende opfindelse triethylborat, triphenylborat, tribenzylborat, tricyclohexylborat, trismethylsilylborat, tri(t-30 butyljborat, diammoniumtetraborat, ammoniumpentaborat, natriumtetraborat, decahydrat (borax), caliumpentaborat, magnesiummonoborat, baryumtriborat og zinkmetaborat. Man kan ligeledes anvende partielle hydrolyseprodukter af disse bo rater.

DK 175833 B1 15

Ved at justere det endelige pH af dispersionen til en værdi mellem 4 og 7 er det i almindelighed tilstrækkeligt at sætte til dispersionen 0,01-5 andele af et oxygennoiaigi uoruerivai pr . iuu utrie aremuisionen ρλ;.

5 Man tilsætter fyldstofferne (C) og eventuelt (E), derpåkunstharpiksen (B), som den foreligger, eller i opløsning i et organisk opløsningsmiddel, eller i en siliconeolie, eller også i form af en vandig emulsion.

Man kan som siliconeolie anvende en blok-trimethylsilyl-polydimethylsiloxan 10 med viskositet ved 25 °C mellem 100 og 5000 mPa x s.

Den opnåede endelige emulsion homogeniseres og afgasses derpå, hvorpå den fyldes på emballage, som er tæt over for oxygen fra luften og over for vanddamp.

15

Bestanddelene (A), (B), (C), (D) og eventuelt (E) og (F) blandes i sådanne mængder, at den endelige emulsion udviser et tørstofindhold højere end 40%, fortrinsvis højere end 60%, men i almindelighed lavere end 90%.

20 Dispersionerne ifølge den foreliggende opfindelse kan anvendes som maling, der er tværbindingsdygtigt i tynde lag. De udviser så fortrinsvis et tørstofindhold mellem 40 og 70%.

Man anbringer for at bestemme indholdet af tørstof 2 g af dispersionen i en 25 vejeskål af aluminium, og man opvarmer i en time ved 150 °C i en ovn med luftcirkulation. Efter afkøling vejer man på ny vejeskålen, og man bestemmer procentvis mængde af tilbageværende materiale ud af de 2 g, som oprindeligt var placeret, hvilket er udtryk for indholdet af tørstof.

30 Ifølge en foretrukken variant undergår dispersionen ifølge opfindelsen efter sin fremstilling et modningstrin ved omgivelsernes temperatur eller ved temperatur mellem 20 og 90 °C af en varighed fra nogle timer til nogle dage.

16 DK 175833 B1

Dette modningstrin består simpelthen i at eventuelt opvarme og at lade henstå dispersionen i fravær af oxygen fra luften, før den bringes til anvendelse.

I det efterfølgende eller i det forudgående er de angivne procentdele og an-5 dele, dersom andet ikke er nævnt, anført efter vægt.

Eksempel 1

Fremstilling af emulsionen (A): 10

Den er opnået ved emulsionspolymerisation af en α,ω-(dihydroxy)polydiorganosiloxan-olie med viskositeten 100 mPa x s ved 25 °C i nærvær af dodecyibenzensulfonsyre.

15 Når oliens viskositet når op på 106 mPa x s ved 25 °C, standser man polymerisationen ved neutralisation af katalysatoren.

Den opnåede emulsion (A) har et tørstofindhold på 59%.

20 Man sætter til 100 dele af emulsionen (A) under omrøring 1,5 dele vandig emulsion (D) med indholdet 37 vægt-% af dioctyl-tin-dilaurat. Derpå tilsætter man 1,2 dele diethylamin og 60 dele fyldstof (C), som er CaC03 af udfældet oprindelse, som har en middel komstørrelse på0,07 pm.

25 Man sætter til den opnåede emulsion som de foreligger 8,3 dele af en hydro-xyleret silicone-kunstharpiks (B), der er opløselig i toluen, og som har en vægt-% hydroxylgrupper og består af 2 vægt-% af gentagelsesgruppen CH3SiOii5l 61,5 vægt-% af gentagelsesgruppen (CH3)2SiO og 36,5 vægt-% af gentagelseslgruppen (CH3)3SiOo,5 med molekylvægten 4000 og med et 30 forhold R/Si = 1,77.

Den opnåede endelige dispersion har en pH-værdi på 9,5.

17 DK 175833 B1 '

Den homogeniseres i 30 minutter, hvorpå den aftappes på en emballage, der '

er tæt over for luftens oxygen og over for vanddamp. I

Efter 4 dages oplagring spreder man med en kniv den i det følgende omtalte 5 dispersion til dannelse af et tyndt hudlag (folie) på 2 mm tykkelse, som man lader tørre i 7 dage ved omgivelsernes temperatur.

Man måler på den tørrede folie gennemsnitsværdierne som følger af visse mekaniske egenskaber: 10 - Shore A hårdheden (DSA) ifølge normen ASTM-D-2240, i - brudstyrken (R/R) ifølge normen AFNOR-T 46 002 svarende til normen i ASTM-D 412 og udtrykt i MPa, 15 - brudforlængelsen (A/R) i procent i overensstemmelse med normen AFNOR-T 46 002, - elasticitetsmodulet (ME) ved 100% forlængelse i overensstemmelse med 20 normen AFNOR-T 46 002 og udtrykt i MPa.

De således opnåede mekaniske egenskaber er samlet i efterfølgende tabel 1.

25 Eksempel 2-3

Man gentager nøjagtigt fremgangsmåden fra eksempel 1, med undtagelse af, at man erstatter de 8,3 dele kunstharpiks (B) med: 30 - for eksempel 2: 8,8 dele indført som de foreligger af en kunstharpiks, der er opløselig i toluen og i xylen, og som har 2,2 vægt-% hydroxylgrupper, og består af 70 vægt-% af gentagelsesgrupperne CH3SiOi-5 og 30 vægt-% af gen- 18 DK 175833 B1 tagelsesgruppen (CH3)2SiO med molekylvægten 1300, og som har et forhold R/Si = 1. Den opnåede endelige emulsion udviser en pH-værdi på 8,5.

- for eksempel 3: 4,1 del indført i form af en 70 vægt-% opløsning toluen af 5 en kunstharpiks, som har 2,2 vægt-% hydroxylgrupper, og som består af 73 vægt-% gentagelsesgrupper C6H5SiOi.5 og 27 vægt-% gentagelsesgrupper (CH3)2SiO, som har et forhold R/Si = 1,4. Den endeligt opnåede emulsion udviser en pH-værdig på 8,5.

10 De mekaniske egenskaber er samlet i efterfølgende tabel 1.

Tabel 1

Eksempler 12 3 PSA (Shore A hårdhed)__13__16__10_ R/R (MPa)__T27__T36__1,38 A/R (%)__1021__1020__1306 ME (MPa) 0,17 0,20 0,12 15 Eksempel 4-6

Man gentager nøjagtigt fremgangsmåden fra eksempel 1, med undtagelse af, at man udskifter de 1,2 dele diethylamin med: 20 - for eksempel 4: 4 dele af en vandig 20% caliumhydroxidopløsning. Den en delige emulsion udviser en pH-værdi på 11.

- for eksempel 5: 4 dele af en opløsning af 20% caliumhydroxid og 0,5 dele ethylpolysilicat (ethylsilicat 40®). pH er 11.

25 - for eksempel 6: 4 dele af en 20% caliumhydroxidopløsning og 1 del ethylpolysilicat. pH-værdien er 11.

19 DK 175833 B1

Man aflejrer på et bærestof af glas eller af beton et bælte på 4 mm tykkelse.

Efter 10 dage bedømmer man vedhæftningen af den dannede elastomere ved manuelt at trække i båndet.

5 Vedhæftningerne blev kvalitetsbed ømt på 3 måder: - god vedhæftning, når båndet ikke kan løsnes i limningen fra sit bærelag (notationen ++), 10 - middelgod vedhæftning, når båndet med vanskelighed fjernes i limningen og har små overflader (notationen +), - manglende vedhæftning, når båndet let løsnes i sin limning (notationen 0).

15 De opnåede mekaniske egenskaber og bedømmelserne af vedhæftningen er samlet i efterfølgende tabel 2.

Tabel 2

Eksempler 4 5 6 PSA (Shore A hårdhed)__15__23__27_ RIR (MPa)__V76__1^2__1,67 A/R (%)__986__730__704 ME (MPa)__019__029__0,45

Vedhæftning glas__+__++_ ++

Vedhæftning beton + + + 20

Eksempel 7

Man gentager fremgangsmåden fra eksempel 1 med undtagelse af, at man erstatter: 25 20 DK 175833 B1 - de 8,8 dele af kunstharpiksen MDT med 7 dele af en kunstharpiks MQ i opløsning i toluen, og som indeholder 2 vægt-% hydroxyl, og som består af 50 vægt-% gentagelsesgrupper M og 50 vægt-% gentagelsesgrupper Q, og som haren molekylvægt på 10000 og en værdi på forholdet R/Si = 1,3, samt 5 -1,2 dele diethylamin pr. 4 dele af en 20% caliumhydroxidopløsning.

De opnåede mekaniske egenskaber og bedømmelsen af vedhæftningen er samlet i efterfølgende tabel 3.

10

Eksempel 8

Man gentager fremgangsmåden beskrevet i eksempel 7, og man tilsætter yderligere 1 del ethyl-polysilicat (ethylsilicate 40®).

15

Eksempel 9 20

Man gentager nøjagtigt fremgangsmåden fra eksempel 2, med undtagelse af: a) - man udskifter de 1,2 dele diethylamin med 0,59 dele borsyre, 25 b) - man erstatter de 1,5 dele katalyserende emulsion (D) med 1,5 dele af en katalyserende emulsion indeholdende 37 vægt-% af en tinforbindelse, som er reaktionsproduktet mellem 1 mol dioctyltinoxid og 1 mol versatinsyre® med eliminering af det dannede vand, 30 c) - man gennemfører på den opnåede dispersion et modningstrin af varigheden 2 timer og 30 minutter ved 80 °C, før man aftapper dispersionen i en tæt emballage.

DK 175833 B1 21

De opnåede mekaniske egenskaber er samlet i efterfølgende tabel 3.

Tabel 3

Eksempler 7 8 9 PSA (Shore A hårdhed)__7__13__16_ RIR__09__036__1,04 A/R__1377__680__1010 ME__0J5__0,2 0,19

Vedhæftning glas ++ ++

Vedhæftning beton__+__++__-_ 5

Claims

1. Vandige silicone-baserede dispersioner, der kan tværbindes til en elas-5 tomer ved eliminering af vand ved omgivelsernes forhold, som i vægtdele omfatter: (A) - 100 vægtdele af en emulsion af typen olie-i-vand af en α,ω - (dihy-droxy) - polysiloxan stabiliseret med mindst et overfladeaktivt middel valgt 10 blandt anioniske og ikke-ioniske midler og blandinger deraf; (B) -1-100 vægtdele af en hydroxyleret silicone-kunstharpiks, (C) - 0-250 vægtdele ikke-siliciumholdigt uorganisk fyldstof; 15 (D) - 0,01-3 vægtdele af en metallisk, hærdnings-katalytisk forbindelse; idet denne dispersion har et tørstofindhold på mindst 40%. kendetegnet ved at der kan dannes en opløsning på mindst 70 vægt-% af 20 den hydroxylerede silicone-kunstharpiks (B) i toluen og at den pr. molekyle udviser mindst 2 forskellige enheder valgt blandt sådanne, der har formlerne: R3SiOo,5, R2S1O, RSiO-i.sog S1O2, idet grupperne R, som kan være identiske eller forskellige, er valgt blandt vinyl, phenyl, 3,3,3-trifluorpropyl og lineære eller forgrenede C1-C6 alkylgrupper, idet denne kunstharpiks har et vægtind-25 hold af hydroxylgrupper mellem 0,1 og 10 %, og ekskluderer tilstedeværelsen af en siliciumforbindelse svarende til formlen R'-Si(0'M+)m(OH)3.m 30 og/eller kondensationsprodukter dannet ved fjernelse af vand, i hvilken formel R' - repræsenterer grupper af hydrocarboner - identiske eller forskellige DK 175833 B1 - som indeholder 1-18 C-atomer og som kan bære halogenatomer, aminogrupper, ethergrupper, estergrupper, epoxygrupper· mercap-togrupper, cyanogrupper eller grupper af (poly)glycoler, hvoraf de sidste er opbygget af enheder af oxy-ethylen og/eller oxy-propylen, 5 m - er et helt eller reelt tal mellem 0,1 og 3, og M - repræsenterer en alkalimetalion, en ammoniumgruppe eller en phosphoniumgruppe.

2. Vandig dispersion ifølge krav 1,kendetegnet ved, at den metalliske 10 forbindelse (D) er et organotinsalt, idet (D) foreligger i form af en vandig emulsion.

3. Vandig silicone-dispersion ifølge ethvert af kravene 1-2, kendeteg- i net ved, at emulsionen (A) har et tørstofindhold på mindst 45 vægt-%. ! 15 |

4. Vandig silicone-dispersion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den omfatter 5-200 vægtdele fyldstof (C) valgt blandt: hy-dratiseret aluminiumoxid, aluminiumoxid, calciumcarbonat, expanderet ver-miculit, ikke-expanderet vermiculit, carbon black, zinkoxid, titandioxid, glum- 20 mer, talkum, jernoxid, baryumsulfat og læsket kalk.

5. Vandig silicone-dispersion ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det indgående calciumcarbonat har en middelpartikeldiameter mindre end 0,1 pm. 25

6. Vandig silicone-dispersion ifølge ethvert af de foregående krav kendetegnet ved, at den omfatter: (A): 100 dele emulsion af typen olie-i-vand af en α, co- 30 (dihydroxy)polydiorganosiloxan med viskositet ved 25 C mellem 50 000 og 1 500 000 mPa's, og som er stabiliseret med et overfladeaktivt middel valgt blandt et alkalimetalsalt af en aromatisk carbonhydridsulfonsyre og poly-oxyethylenerede alkylphenoler, DK 175833 B1 (B) : 2-20 dele hydroxyleret silicone-kunstharpiks, (C) : 50-200 dele af et uorganisk fyldstof, og 5 (D) : 0,05-2 dele af et diorganotin-dicarboxylat, idet den omtalte emulsion har et tørstofindhold på mindst 60%.

7. Vandig silicone-dispersion ifølge ethvert af de foregående krav, kende-10 tegnet ved, at den omfatter yderligere pr. 100 dele af en emulsion (A) et siliciumholdigt additiv valgt blandt natriumsilicat (0,3-30 dele), og et silicium-holdigt forstærkende eller delvis-forstærkende fyldstof (1-150 dele), med det forbehold, at summen af delene (C) + (E) pr. 100 dele af (A) er mindre end 300 dele. 15

8. Vandig dispersion ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at de yderligere omfatter 0,01-20 dele af et vedhæftnings-middel (F) valgt blandt organotrialkoxysilaner, alkylsilicater og alkylpolysilicater.