FI74034B - Foerfarande foer framstaellning av pastoesa organopolysiloxankompositioner genom formsprutning. - Google Patents

Description

1 74034

Menetelmä pastamaisten organopolysiloksaanikoostumusten valmistamiseksi ruiskupuristamalla Tämä keksintö koskee sellaisten pastamaisten orga-5 siloksaanikoostumusten valmistusta ruiskupuristusta käyttäen, jotka ovat pumpattavia ja kovettuvat kuumassa elas-tomeereiksi. Nämä koostumukset muodostetaan sekoittamalla diorganopolysiloksaaniöljyä, hienojakoista piidioksidia, antistruktuuriainetta ja silloitusainetta, joka on 2,4-di-10 klooribentsoyyliperoksidi.

Kirjallisuudesta, joka koskee teknologiaa, jolla valmistetaan kuumassa vulkanoituja silikonielastomeereja, jotka ovat peräisin kumivalmisteista ja jotka eivät ole pastamaisia (muodostettu sekoittamalla diorganopolysilok-15 saanikumeja, epäorgaanisia yhdisteitä, antistruktuuriai-netta ja orgaanisten peroksidien ryhmään kuuluvia silloi-tusaineita, ilmenee, että silloitusaineen valinta riippuu ratkaisevasti valmisteiden vulkanointiolosuhteista ja näihin oloihin soveltuvista koneista.

20 Näin ollen 2,4-diklooribentsoyyliperoksideja käy tetään laajasti suulakepuristekoostumusten kovettamiseen korotetuissa lämpötiloissa, edullisesti 200-400°C:ssa kuumassa uunissa huoneilmassa (FR-patentti nro 1 113 032) . Sitä käytetään kuitenkin vähemmän ruiskupuristettaessa, kos-25 ka sen hajoamislämpötila on melko alhainen ja hajoamisno-peus on suuri, jolloin on olemassa vaara, että ruiskupu-ristetut koostumukset kovettuvat ennen kuin muotti on kokonaan täytetty; tätä sanotaan ennen aikaiseksi kovettumiseksi (W. Lynchin teos "Handbook of Silicon rubber 30 fabrication" sivut 35, 36 ja 37). On parempi käyttää teollisissa ruiskupuristuskoneissa dikumyyliperoksidia ja bis-2,5-(t-butyyliperoksi)-2,5-dimetyyliheksaania (edellä mainittu W. Lynchin teos, sivut 66, 67 ja 71).

2,4-diklooribentsoyyliperoksidin käyttöä on kuvattu 35 (muiden peroksidien käytön yhteydessä) US-patentissä nro 3 791 998 sellaisten koostumusten kovettamiseen, jotka eivät ole myöskään kumia, mutta pastamaisia, jotka on 2 74034 muodostettu sekoittamalla diorganopolysiloksaaniöljyja, joiden viskositeetti on kertalukua 100 000 - 750 000 mPa.s 25°C:ssa, epäorgaanisia yhdisteitä ja antistruktuuriestä-viä aineita. Näitä koostumuksia käytetään kankaiden pääl-5 lystämiseen, jotka sitten kovetetaan ja saatuja materiaaleja käytetään sähköeristeinä. Mainitun patentin 2 esimerkkiä kuvaavat 2,4-diklooribentsoyyliperoksidin käyttöä: (i) esimerkissä 1 tehty koostumus kovetetaan kuumentamalla 10 minuuttia 160°C:ssa huoneilmassa, 10 (2i) esimerkissä 2 sama koostumus kovetetaan kuu mentamalla kolme minuuttia alle 120°C:n lämpötilassa muotissa; muovaaminen suoritetaan muottipuristamalla. Tässä patentissa ei viitata valamistekniikkaan ruiskupuristamal-la.

15 Siihen viitataan toisessa patentissa, US-patentis- sa nro 4 173 560, joka kuvaa edeltävien kaltaisia koostumuksia, jotka on muodostettu sekoittamalla diorganopolysiloksaaniöl jyjä, joissa on likimain moolia kohti 2 vinyy-liradikaalia, jotka ovat sitoutuneet piiatomeihin ja joi-20 den viskositeetti on edullisesti 200 - 100 000 mPa.s 25°C:ssa, vinyyliamido-organopolysiloksaaneilla käsiteltyjä silikaatteja ja silloitusainejärjestelmä, joka on muodostunut orgaanisista peroksideista tai organovetypoly-siloksaanijohdannaisten platinayhdistelmistä; peroksidien 25 joukossa on 2,4-diklooribentsoyyliperoksidi, mutta parhaat peroksidit ovat di-t-butyyliperoksidi, t-butyyliperbentso-aatti ja bis-2,5-(t-butyyliperoksi)-2,5-dimetyyliheksaani.

US-patentissa nro 4 173 560 selvitetään, että koostumuksilla, jotka on tarkoitettu ruiskupuristuksen "neste-30 menetelmällä", on tarkoin määrätty viskositeetti, joka ei saa ylittää 160 Pa.s, arvoa, joka on todennäköisesti määritetty 25°C:ssa (palsta 6, rivit 20-26 US-patentissa nro 4 173 560). Sellaisilla koostumuksilla on siten suhteellisen pieni viskositeetti.

35 Näiden yhdisteiden ja muulla tekniikalla muovatta vien koostumusten tuotannossa on välttämätöntä lisätä hienojakoista piidioksidia, jota on käsitelty organosili- 3 74034 kaattiyhdisteiden tekniikassa käytetyllä tavalla (edellä mainitut vinyloidut amido-organopolysiloksaanit), ja jota on vähän saatavissa silikonimarkkinoilla, ja liuottimia. Koostumukset kovetetaan lämpötilan ja reaktion keston suh-5 teen sellaisissa olosuhteissa, joita yleisesti käytetään silikonielastomeerien valmistuksessa (palsta 6, rivit 5 ja 6 US-patentissa nro 4 173 560).

Vain tämän patentin esimerkissä 3 kuvataan perok-sidin, bis-2,5-(t-butyyliperoksi)-2,5-dimetyyliheksaanin 10 käyttöä. Tätä peroksidia sisältävät koostumukset kuumennetaan muotissa 15 minuuttia 175°C:ssa, ne muottipuriste-taan; niiden ruiskupuristusta ei ole esitetty.

Ruiskupuristaminen tekee mahdolliseksi valmistaa nopeasti silikonielastomeereistä laadultaan hyviä tuottei-15 ta. Tämä vaatii kumimaisten organopolysiloksaanivalmistei-den ruiskupuristuksen ollessa kyseessä tehokkaita, usein raskaita ja kalliita koneita (sivut 64-83 W. Lynchin teoksessa nimeltä "Handbook of silicon rubber fabrication"). Kuitenkin, jos on kyse mainittujen nestemäisten koostumus-20 ten ruiskupuristamisesta (US-patentti nro 4 173 560) , muovaaminen voidaan suorittaa keveillä, halvoilla koneilla, esimerkiksi sellaisilla, joita käytetään ruiskutettaessa sulassa tilassa olevia, alhaisen tai kohtalaisen viskositeetin omaavia muoveja. Olisi mielenkiintoista teollisessa 25 mittakaavassa ruiskuttaa näiden keveiden koneiden avulla vähemmän nestemäisiä kuin edellä olleita valmisteita, jotka on valmistettu käyttämällä hienojakoista piidioksidia, joka on käsittelemätöntä tai jota on käsitelty sellaisilla organosilikaattiyhdisteillä, joita on hyvin saatavissa ke-30 maallisina tuotteita, ja jotka sisältävät lisäksi silloi-tusainetta, 2,4-diklooribentsoyyliperoksidia. Tämä perok-sidi hajoaa hyvin nopeasti, kuten jo osoitettiin, mikä mahdollistaa esimerkiksi bis-2,5-(t-butyyliperoksi)-2,5-dimetyyliheksaaniin verrattuna muovattujen esineiden luku-35 määrän lisäämisen aikayksikköä kohti.

4 74034

Vastoin odotuksia on havaittu, että nyt voidaan käyttää ruiskupuristusta ilman ennen aikaisen kovettumisen vaaraa ruiskukoneilla, joita käytetään sulassa tilassa olevien, alhaisen tai kohtalaisen viskositeetin omaa-5 vien muovien ruiskuttamiseen, ruiskuttamalla pastamaisia organopolysiloksaanivalmisteista, joissa on 2,4-di-klooribentsoyyliperoksidia silloitusaineena ja joka kovettuu kuumennettaessa lämpötiloissa , joita tavallisesti käytetään organopolysiloksaanikoostumusten kovettamiseen 10 esimerkiksi dikumyyli- tai bis-2,5-(t-butyyliperoksi)- 2,5-dimetyyliheksaaniperoksidien avulla.

Tämä keksintö koskee tarkemmin sanottuna menetelmää organosiloksaanikoostumusten ruiskupuristamiseksi ruiskupuristimilla, jotka toimivat alhaisilla paineilla, 15 alle 45 MPa. Keksinnölle on tunnusomaista, että organo-siloksaanipastat on valmistettu sekoittamalla 100 paino-osaa diorganopolysilksaaniöljyjä, joiden viskositeetti on 500 - 300 000 mPa.s 25°C:ssa ja jotka ovat oleellisesti muodostuneet peräkkäisistä, kaa-20 van R2SiO mukaisista yksiköistä, joiden jokaisessa ketjussa on pääteryhmä I^R'SiOg joissa radikaalit R, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, tarkoittavat 1-8 hiiliatomia sisältäviä hiilivetyryhmiä, jotka ovat subs-tituoimattomia tai substituoitu halogeeniatomeilla tai 25 syanoryhmillä, R* tarkoittaa samaa kuin R tai on hydrok- syyliryhmä, 1-4 hiiliatomia sisältävä alkoksiryhmä tai -metoksietoksyyli B, 10-75 paino-osaa hienojakoista lujittavaa 1 2 piidioksidia, jonka ominaispinta-ala on vähintään 50 m /g 30 1-20 paino-osaa antistruktuuriaineita 0,1-4 paino-osaa 2,4-diklooribentsoyyliper-oksidia, ja että ruiskupuristus suoritetaan lämpötila-alueella 125-255°C. Tämä menetelmä on edullinen, sillä sillä on mahdollista saavuttaa alle 15 sekunnin kovettu-35 misaika ja alle 25 sekunnin puristusjakso.

5 74034 Tämän menetelmän mukaisesti valmistettujen pastamaisten organopolysiloksaanivalmisteiden penetraatio (mitattu normin NF T 60-132 mukaisesti) on 90-350, edullisesti 100-300; nämä arvot vastaavat hyvin viskositeettia 5 55 000 - 4 000 Pa.s 25°C:ssa, edullisesti 50 000 - 4 500

Pa.s 25°C:ssa, jotka on mitattu nopeusgradientilla 0,1 s *.

Diorganopolysiloksaaniöljyt A^, joiden viskositeetti on 500 - 300 000 mPa.s 25°C:ssa, edullisesti 800 -250 000 mPa.s 25°C:ssa, ovat suoraketjuisia polymeerejä, 10 jotka koostuvat pääasiassa edellä mainittujen kaavojen I^SiO ja I^R'SiOq mukaisista yksiköistä; ei ole kuitenkaan mahdotonta, että ne sisältäisivät pieniä määriä, enintään lukumäärältään 1 % yksiköitä RSiO^ ^ tai SiC^·

Hiilivetyryhmiin, jotka ovat substituoimattomia tai 15 substituoitu halogeeniatomeilla, .1-8 hiiliatomia käsittävillä syanoryhmillä ja joita kuvataan symbolilla R, kuuluvat : - 1-3 hiiliatomia käsittävät alkyyliryhmät ja ha-logeenialkyyliryhmät, kuten metyyli-, etyyli-, isopropyy- 20 li-, 3,3,3-trifluoripropyyliryhmät - 2,4 hiiliatomia käsittävät alkenyyliryhmät, kuten vinyyli-, allyyli-, buten-2-yyliryhmät - 5-6 hiiliatomia käsittävät rengasrakenteiset syk-loalkyyli- ja halogeenisykloalkyyliryhmät., kuten syklopen- 25 tyyli-, sykloheksyyli-, metyylisykloheksyyli-, kloorisyk-loheksyyliryhmät - 6-8 hiiliatomia käsittävät yksirenkaiset aryyli-ja halogeeniaryyliryhmät, kuten fenyyli-, etolyyli-, ksy-lyyli-, klooritenyyli-, dikloorifenyyli-, trik]oorifenyy- 30 liryhmät - syanoalkyyliryhmät, joiden alkyyliosa käsittää 2-3 hiiliatomia, kuten /3-syanoetyyli-, V-syanopropyyliryhmät .

Konkreettisina esimerkkeinä alkoksiryhmistä, joissa 35 on 1-4 hiiliatomia ja joita kuvataan R’-ryhmillä, voidaan mainita metoksi-, etoksi-, n-propoksi-, isopropoksi-, n-butoksiryhmät.

6 74034

Valaisevana esimerkkinä rakenteista, jotka sisältävät pääasiassa diorganopolysiloksaaniöljyjä A^, voidaan mainita yksiköt I^SiO, joiden kaavat ovat: (CH3)2SiO, (CH3)(CH2 = CH)SiO, CH3(C6H5)SiO, 5 (C6H5)2SiO, C6H5(CH2 = CH)SiO, CF3CH2CH2(CH3>SiO, NC-CH2CH2(CH3)SiO, NC(CH2)3CH3SiO ja kaavan R2R’SiO0 5 mukaiset rakenteet: (CH3)3SiO0 5, CH2 = CH(CH3)2SiOQ 5, (CH3) 2C6H5SiO0,5' CH3(C6H5)(CH2 = CH)SiOQ^3, HO(CH-)-SiO- HO(CH-) (CH, = CH)SiO_ c, CH,0(CH,),SiO„ -, j z u / j ά 2 0 ^ j .3 j ^ (J ^ o 10 CH-CH-O(CH,)-SiO- -, CH,0CH-CH_0(CH,)-SiO- c . j ^ ^ U ^ j «3 ύ ^ i 2 u / b

Edullisesti käytetään dimetyylipolysiloksaaniöljyjä, joissa on pieni määrä vinyyliryhmiä, esimerkiksi 0,005 - 0,5 paino-% öljyn määrästä laskettuna; nämä vinyy-liryhmät ovat kaavojen CH3(CH2 = CH)SiO ja/tai (CH3)2CH = 15 CHSiOg ^ mukaisissa rakennemuodoissa ja öljyjen pääteryhmänä on (CH3)3SiOQ 3 ja/tai (CH3)2CH2 = CHSiOQ 5.

Silikonivalmistajät myyvät diorganopolysiloksaaniöl jyjä A^; toisaalta niitä voidaan valmistaa helposti ja tunnettua tekniikkaa käyttäen. Eräässä tavallisemmassa di-20 organosyklopolysiloksaaneja polymeroidaan käyttämällä katalyyttisiä määriä emäksiä tai happoja. Tämän polymeroin-nin aikana lisätään: 1- (kun R' = R) molekyylipainoltaan pieniä, kaavan R3SiO(R2SiO)xSiR3 mukaisia diorganopolysiloksaaneja, jos- 25 sa x on tarpeeksi suuri saamaan aikaan viskositeetin 0,5 -100 mPa.s 25°C:ssa 2- (kun R’ = OH) vettä ja/tai kaavan HOR2SiO(SiR20) -SiR2OH mukaista öljyä, jossa y:llä on tarpeeksi suuri arvo saamaan aikaan viskositeetin 5-200 mPa.s 25°C:ssa 30 3- (kun R' = alkoksi tai CH30CH2CH20), alkoholia R'H ja/tai molekyylipainoltaan pientä, kaavan R'R2SiO(R2SiO)zSiR2R' mukaista öljyä, jossa z on tarpeeksi suuri saamaan aikaan viskositeetin 0,5 - 120 mPa.s 25°C:ssa.

Saadut polymeerit puhdistetaan mieluiten poistamalla 35 yleensä yli 70°C:n lämpötilassa ja yleensä normaalia ilmanpainetta alemmassa paineessa lähtöaineet, jotka eivät ole muuttuneet, jolloin polymerointireaktio on tasapainossa 7 74034 sekä poistamalla myös tässä reaktiossa muodostuneet mole-kyylipainoltaan pienet polymeerit. Ennen haihtuvien tuotteiden tislausta on suositeltavaa neutraloida hapot tai emäkset, joita on käytetty polymeroinnin katalysaattorei-5 na.

Piidioksidia käytetään 10-75 osaa, edullisesti 15-70 osaa 100 osaa kohti diorganopolysiloksaaniöljyjä .

Ne valitaan polttamalla ja saostamalla saadun piidioksidin joukosta. Näiden kahden piidioksidityypin suh-10 teelliset osuudet voivat vaihdella 0 - 100 %. Niiden omi- naispinta-ala (mitattuna BET-menetelmällä) on vähintään 2 2 2 50 m /g, edullisesti yli 80.m /g ja voi olla yli 350 m /g, hiukkaskoko alle 80 nm ja näennäistiheys alle 250 g/1.

Niitä myyvät epäorgaanisten yhdisteiden valmistajat. 15 Näitä piidioksideja voidaan käyttää sellaisenaan, mikä onkin suotavaa, se on halvin ratkaisu, tai niitä voidaan käyttää, kun niitä on käsitelty organosilikaattiyhdisteillä, joita käytetään tavallisesti tähän tarkoitukseen ja joita on saatavina kemiallisina tuotteina. Sellaisia yhdisteitä 20 ovat esimerkiksi sellaiset metyylipolysiloksaanit, kuten heksametyylidisiloksaani, oktametyylisyklotetrasiloksaani, sellaiset metyylipolysilatsaanit, kuten heksametyylidi-silatsaani, heksametyylisyklotrisilatsaani, sellaiset kloo-risilaanit, kuten dimetyylidikloorisilaani, trimetyylikloo-25 risilaani, metyylivinyylidikloorisilaani, dimetyylivinyyli-kloorisilaani, sellaiset alkoksisilaanit, kuten dimetyyli-dimetoksisilaani, trimetyylimetoksisilaani, trimetyyli-etoksisilaani, dimetyylivinyylietoksisilaani.

Tämän käsittelyn jälkeen edellä mainitut organosi-30 likaattiyhdisteet kiinnittyvät piidioksidin pinnalle ja/tai reagoivat tämän pintakerroksen kanssa, erityisesti siinä olevien hydroksyyliryhmien kanssa. Tuloksena on yksiköitä, joiden kaavat ovat (CH^^Si0# (CH^) (CH^ = CH)SiO, (CH^J^SiOq = CH)si°0 5- Käsitelty piidioksi- 35 di voi näin lisätä lähtöpainoaan jopa 20 %:lla, yleensä 15 %:lla.

β 74034 Käsiteltyjä piidioksideja käytetään mielellään vähintään 5 %, edullisesti 7 %, laskettuna piidioksidin kokonaismäärästä.

Antistruktuurlaineita käytetään 1-20 osaa, edul-5 lisesti 2-15 osaa 100 osaa kohti diorganopolysiloksaani-happoja A^. Niiden läsnäolo estää valmisteita kovettumasta ajan mukana, mikä kovettuminen merkitsisi yleensä penetraa-tioarvon pienenemistä.

Useimmiten ne valitaan seuraavista: 10 - pienen viskositeetin omaavista diorganopolysilok- saaniöljyistä, joiden viskositeetti on 5-500 mPa.s 25°C:n suuruusluokkaa ja joiden ketjussa on pääteryhmänä hydrok-syyliryhmä ja/tai 1-3 hiiliatomia käsittävä alkoksiryhmä. Orgaaniset ryhmät, jotka ovat liittyneet näiden öljyjen 15 piiatomeihin, ovat edullisesti metyyli-, etyyli-, vinyyli-, fenyyli-, trifluori-3,3,3-propyyliryhmiä.

Konkreettisina esimerkkeinä näistä öljyistä voidaan mainita öf-O-dihydroksimetyylipolysiloksaaniöljyt, 0t-6)-dihydroksimetyylifenyylipolysiloksaaniöljyt, o£-<«>-dime-20 toksimetyylipolysiloksaaniöljyt ja Ä-ii>-dimetoksimetyyli-fenyylipolysiloksaaniöljyt joissa on 3-12 % hydroksyyli-tai metoksyyliryhmiä.

- Difenyylisilaanidioleista ja silaaneista, joiden kaavat ovat seuraavat: 25 <ch3>2-?-°\ <CH3>2?-/C6H5 | Si<CH3>2 , | si (CH,)2-C-O (CH ) C- CT CH, 30 2,4-diklooribentsoyyliperoksidia käytetään 0,1 - 4 osaa, edullisesti 0,15 - 3,5 osaa 100 osaa kohti diorga-nopolysiloksaaniöljyjä A^.

Muitakin komponentteja kuin yhdisteitä A^, ja voidaan lisätä keksinnön mukaisiin koostumuksiin.

35 Hienojakoisiin piidioksideihin voidaan yhdistää karkeampien epäorgaanisten aineiden kanssa, joiden hiukkasten halkaisija on suurempi kuin 0,1 ^,um. Tällaisia aineita ovat i 9 74034 esimerkiksi jauhettu kvartsi, poltettu savi, piimää, kal-siumkarbonaatti, raudan, titaanin, magnesiumin ja alumiinin oksidit.

Niitä lisätään enintään 120 osaa, edullisesti 100 5 osaa 100 osaa kohti diorganopolysiloksaaniöljyjä . Näitä aineita voidaan käyttää sellaisenaan tai sellaisia, joita on käsitelty organosilikaattiyhdisteillä, kuten on jo mainittu hienojakoisten piidioksidien käsittelyn yhteydessä.

Sen lisäksi voidaan lisätä pigmenttejä, termisiä 10 stabilaattoreita (raudan, mangaanin karboksyylihappojen suolat), palamista hidastavia aineita, kuten platinajoh-dannaiset.

Nämä platinajohdannaiset (valitaan yleensä kloori-platinahappojen joukosta tai tämän hapon reaktiotuotteis-15 ta tai komplekseista tai muista platinan klorideista, jotka ovat muodostuneet orgaanisten tai organosilikaattijohdannaisten kanssa) yhdistetään mieluiten seriumin oksidei-hin tai hydroksideihin tai titaanin oksideihin tai raudan oksideihin. Tällaisia yhdistelmiä ja niiden lisäämistä or-20 ganopolysiloksaanivalmisteisiin, jotka kovettuvat kuumassa elastomeereiksi, on kuvattu erityisesti FR-patenteissa nro 2 051 792, 2 166 313 ja 2 303 846.

Muita lisäaineita voidaan vielä käyttää, kun aiotaan parantaa mekaanisia ominaisuuksia, kiinnittymistä erilai-25 siin kantajiin. Näihin lisäaineisiin kuuluvat esimerkiksi jäljempänä olevien kaavojen mukaiset silaanit ja niiden osittaisen hydrolyysin tuotteet tai osittaisen yhteishydro-lyysin tuotteet: CH~-CH-CH-0(CH0)-Si(OR"), Λ / 2 2 3 3

30 O

ch2=c-coo(ch2)3Si(OR")3 R"' CH2=CH-Si(OR")3 35 Symbolit R" tarkoittavat metyyli-, etyyli-, n-pro- pyyli-, /J-metoksietyyliryhmiä; symboli R'" on vety tai me tyy1i ryhmä.

10 74034

Konkreettisina esimerkkeinä näistä silaaneista voidaan mainita kaavojen mukaiset silaanit: CH2--£H-CH20(CH2) 3Si (OCH3) 5 CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3) CH2=CHSi(OCH2CH2OCH3)3 Näitä lisäaineita käytetään 0,05 - 5 osaa, edulli-10 sesti 0,1 - 4 osaa 100 osaa kohti diorganopolysiloksaani-öljyjä

Keksinnön mukaisia koostumuksia tehdään sekoittamalla hyvin eri komponentit A^, B^, ja ja myös muita edellä mainittuja komponentteja. Tämä sekoittaminen tapah-15 tuu laitteissa, jotka on tarkoitettu käytettäväksi kumin valmistukseen. Keksinnön mukaisesti on paljon helpompaa saada aikaan homogeeninen seos vähemmän voimakkailla keinoilla ja lyhyemmässä ajassa kuin tavallisten organopoly-siloksaanikoostumusten valmistuksessa, jolloin öljyjen 20 tilalla on diorganopolysiloksaanikumeja.

Erityisesti sylinterin muotoiset sekoittajat eivät ole käyttökelpoisia, mikä on etu, koska ne vievät aikaa ja energiaa. Sitä vastoin voidaan käyttää kaukaloita,pitkänomaisia säiliöitä tai ruuvilla varustettuja lieriön muo-25 toisia sekoittajia, jotka toimivat jatkuvasti tai panoksittaan. Näissä lieriön muotoisissa sekoittajissa ruuvit pyörivät ja voidaan myös saada aikaan edestakainen liike.

Eri komponenttien lisäämisjärjestys mainittuun laitteeseen voi olla mikä tahansa. Kuitenkin kun komponenttien 30 seoksia kuumennetaan yli 60-80°C:n lämpötilassa tarkoituksena kiihdyttää esimerkiksi yhdisteiden kostuttamista öljyillä A^ (mikä vähentää laitteiden käytön vaatimaa aikaa) , on välttämätöntä lisätä 2,4-diklooribentsoyyliper-oksidia viimeiseksi ja vasta kun seosten lämpötila on 35 laskenut sopivalle tasolle.

Saadut koostumukset ovat pastamaisia tuotteita, joiden penetraatioarvo normin NF T 60-132 mukaan li 11 74034 mitattuna on 90-350, yleensä 100-330. Niitä voidaan käsitellä melkein yhtä helposti kuin silikonikittejä, jotka kovettuvat huoneen lämpötilassa kosteuden läsnäollessa tai organopolysiloksaanivalmisteita, jotka kovettuvat li-5 säreaktiolla SiH-Si vinyyli.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan edellä olevat koostumukset ruiskupuristettaessa käytettäessä samanlaisia koneita kuin käytetään sulassa tilassa olevien, alhaisen tai kohtalaisen viskositeetin omaavien muovien valo läntisessä.

Nämä ruiskutuskoneet ovat hyvin tunnettuja; niitä käytetään esimerkiksi polystyreenin, polyetyleenin, polyamidin, selluloosa-asetaatin valamiseen. Niihin kuuluu yleensä: 15 1- ruiskutuslieriö, jossa on ruuvi tai mäntä, jonka etupuoli on varustettu ruiskutussuuttimella, 2- puristusmekanismi, joka välittää mäntään tai ruuviin tuotteiden ruiskutukseen tarvittavan voiman, 3- takaa avautuva muotti, jossa on kaksi matriisia, 20 4- muotin lukko, joka varmistaa sen sulkemisen tai avaamisen ja muovattujen esineiden poistamisen.

Pastamaiset koostumukset voidaan lisätä ruiskutus-koneiden syöttösysteemiin yksinkertaisesti pumppaamalla mäntäpumpun avulla. Ne ruiskutetaan sitten alle 45 MPa:n 25 paineessa, edullisesti alle 40 MPa:n paineessa muottiin, jonka lämpötila on 125-225°C, edullisesti 130-215°C. Kovettumisaika muotissa on alle 15 sekuntia, edullisesti alle 12 sekuntia ja koko muovauksen kesto on alle 25 sekuntia, edullisesti alle 22 sekuntia. Näin voidaan suo-30 rittaa vähintään 144 muovausta tunnissa, edullisesti 163 muovausta.

Tällä menetelmällä on mahdollista ruiskupuristaa silikonikumeja nopeasti tavanomaisissa lämpötiloissa, joita on helppo säädellä. Lisäksi on edullista käyttää pasta-35 maisia "yksikomponentti"valmisteita, jolloin ei tarvitse etukäteen annostella eikä sekoittaa, mikä olisi usein virhelähde ja siinä kuluisi aikaa ja samoin, jolloin varmis- 12 74034 tetaan koostumuksen kovettuminen ilman esivulkanisoitumi-sen, siis palamisen vaaraa. Pastamaisilla koostumuksilla, jotka kovettuvat lisäreaktion SiH-Si-vinyylin avulla, ei ole aina edellä mainittuja etuja.

5 Tämän keksinnön mukaisen menetelmän avulla on mah dollista valmistaa kaiken muotoisia ja kokoisia muovattuja tuotteita, joilla on hyvät fysikaaliset ja dynaamiset ominaisuudet; erityisesti sytytystulppien suojuksia, sähkö-kytkimiä ja rengasliitoksia.

10 Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.

Esimerkki 1

Kaukaloon pannaan: - 100 osaa oC-W-bis (dimetyylivinyylisiloksi) dimetyy-lipolysiloksaaniöljyä, jonka viskositeetti on 100 000 mPa.s 15 25°C:ssa - 4 osaa oC-ii)-dihydroksidimetyylipolysiloksaaniöl jyä, jonka viskositeetti on 50 mPa.s 25°C:ssa - 10 osaa polttamalla saatua piidioksidia, jonka 2 ominaispinta-ala BET on 200 m /g, primääristen partikke-20 lien keskimääräinen halkaisija on 21 nm, näennäistiheys 50 g/1 - 35 osaa seostamalla saatua piidioksidia, jonka 2 ominaispinta-ala BET on 170 m /s, näennäistiheys 70 g/1, primääristen partikkelien keskimääräinen halkaisija 18 nm. 25 Seosta, jota on sekoitettu voimakkaasti, kuumenne taan vähitellen 150°C:seen, sitten sitä vaivataan tässä lämpötilassa yksi tunti. Kun on jäähdytetty 30°C:seen, seokseen lisätään 2,25 osaa pastaa, joka on muodostettu dispergoimalla 50 osaa 2,4-diklooribentsoyyliperoksidia 30 50 osaan Οί-ίϋ-bis (trimetyylisiloksi) dimetyylipolysiloksaa- niöljyä, jonka viskositeetti on 1 000 mPa.s 25°C:ssa.

Saadulle koostumukselle (nimitetään S^rksi) on mitattu normin NF T 60-132 mukaan (vastaa normia ASTM D 217-68) penetraatio 190. Nämä koostumukset S^ kovetetaan 35 2 mm:n paksuisiksi elastomeerilevyiksi kuumentamalla muo teissa kahdeksan minuuttia 115°C:ssa paineessa 50 bar.

li 13 74034

Sitten levyjä kuumennetaan neljä tuntia 200°C:ssa huoneen ilmalla ilmastoidussa uunissa.

Näille levyille mitataan ottamalla normalisoituja näytteitä,seuraavat ominaisuudet: 5 - Kovuus Shore A normin ASTM 2240 mukaisesti - Murtumislujuus MPa normin AFNOR T 46-002 mukaan (vastaa normia ASTM D 412) - Murtumisvenymä %:na edellisten normien mukaisesti.

Mitatut tulokset ovat seuraavat: 10 - Kovuus Shore 56 - murtumislujuus 7,5 MPa - Murtumisvenymä 510 %

Toinen osa koostumusta lisätään suoraan imevän ja puhaltavan pumpun välityksellä klassiseen ruiskutus-15 koneeseen, joka on tarkoitettu muoveille. Tämä kone on muodostunut: 1- lieriömäisestä sekoittajasta, jonka toisessa päässä on tiivisterenkaalla varustettu ruiskutussuutin, ja jossa on halkaisijaltaan 52 mm:n ruuvi ja pituudeltaan 12 20 kertaa tämä halkaisija, 2- muotista, jossa on kaksi matriisia ja neljä leimasta, se on sijoitettu sekoittajan ulostuloaukon kohdalle ja sen lämpötila on 150°C.

Ruuvi ruiskuttaa muottiin 10 MPa:n ruiskutuspai-25 neella noin 43 g koostumusta S^. Kovettumisaika muotissa on 10 sekuntia, yhden muovausjakson kesto on 20 sekuntia; tunnissa voidaan siis tehdä 180 muovausta. Ruiskupuristettu-jen esineiden ulkonäkö on erinomainen ja muotista poistaminen helppoa; ei ole välttämätöntä tasoitella saumoja.

30 Muotin lämpötila pidetään 180°C:ssa; ruiskutuspaine on 15 MPa, mutta kovettumisaika muotissa pysyy 10 sekuntina ja muovausjakson kesto 20 sekuntina. Kun muotin lämpötila nostetaan 200°C:seen, ruiskutuspaine on 37 MPa, mutta kovettumisaika ja muovausjakson kesto eivät muutu. Huomat-35 takoon, että valettujen esineiden ulkonäkö on erinomainen sekä 180°C:ssa että 200°C:ssa.

14 74034

Vertailun vuoksi muutetaan koostumusta käyttämällä ennen valmistusta 2,25 osan tilalla pastaa, joka on muodostettu dispergoimalla 50 osaa 2,4-diklooribentsoyyliper-oksidia 50 osaan silikoniöljyä, 1,5 osaa bis-2,5-(t-butyy-5 liperoksi)-2,5-dimetyyliheksaania. Tämä uusi koostumus ruiskupuristetaan edellä kuvatulla koneella. Todettakoon, että jotta saataisiin hyvälaatuisia tuotteita, on toimittava 200°C:n lämpötilassa, jolloin kovettumisaika muotissa on 20 sekuntia ja ruiskutuspaine on 7,5 MPa. Muovausjakson 10 pituus on 30 sekuntia; näin saadaan vain 120 valua tunnissa edellä olleiden 180 sijasta.

Samoin muutetaan vertailun vuoksi koostumusta korvaamalla ennen valmistusta 100 osaa silikoniöljyä, jonka viskositeetti on 100 000 mPa.s 25°C:ssa, 100 osalla oC-O-bis-15 (dimetyylivinyyli)polysiloksaanikumia, jonka viskositeetti on 50 miljoonaa mPa.s 25°C:ssa.

Tätä uutta ulkonäöltään kumimaista valmistetta ei voida pumpata; se pannaan käsin edellä kuvatun ruiskutus-koneen ruiskutuslieriöön. Sitten se ruiskupuristetaan. To-20 dettakoon, että hyvälaatuisten tuotteiden saamiseksi on toimittava 120°C:n lämpötilassa, jolloin kovettumisaika muotissa on 20 sekuntia ja alin ruiskutuspaine on 40 mPa. Yhden muovausjakson kesto on 30 sekuntia. Ruiskupuristus tehtiin 150°C:n lämpötilassa (kovettumisajän pienentämisek-25 si); tuloksena on epätäydellisiä tai muotopuolia muovaus-tuotteita, mikä johtuu sekä valmisteen ennen aikaisesta kovettumisesta että liian suuresta ruiskutuspaineen tarpeesta, jota koneella ei pystytty tekemään.

Esimerkki 2 30 Neljä koostumusta S2/ S^, ja S,. valmistetaan sa malla menetelmällä kuin koostumuksen valmistuksessa. Modifiointi koskee koostumuksen painosuhteita ja/tai käytetyn piidioksidin luonnetta. Nämä muunnelmat ja muiden komponenttien lisäykset on esitetty seuraavassa: 35 Koostumus S2 10 osaa polttamalla saatua piidioksidia, jonka omi- 2 naispinta-ala BET on 200 m /g ja 35 osaa saostamalla 15 74034 y saatua piidioksidia, jonka ominaispinta-ala BET on 170 m /g, korvataan 45 osalla saostamalla saatua piidioksidia, jota on käsitelty dimetyylidikloorisilaanilla ja jonka ominais- 2 pinta-ala BET on 140 m /g ja jonka primääristen partikke-5 lien keskimääräinen halkaisija on 17 nm ja joiden näennäis-tiheys on 128 g/1.

Koostumus 10 osaa polttamalla saatua piidioksidia, jonka omi- 2 naispinta-ala BET on 200 m /g, korvataan 10 osalla saosta- 10 maila saatua piidioksidia, jonka ominaispinta-ala BET on 2 170 m /g; tämän viimeisen piidioksidin määrä koostumuksessa on siten 45 osaa.

Koostumus 35 osaa saostamalla saatua piidioksidia, jonka omi- 2 15 naispinta-ala BET on 170 m /g, korvataan 15 osalla polttamalla saatua piidioksidia, jota on käsitelty oktametyyli- syklotetrasiloksaanilla ja jonka ominaispinta-ala BET on 2 300 m /g ja jonka primääristen partikkelien halkaisija on 8 nm ja näennäinen tiheys 60 g/1.

20 Koostumus S,- 0,1 osaa silaania, jonka kaava on CH2=C(CH^)COO(CH2)^Si(OCH^)2» sisällytetään S^:n komponentteihin .

Otetaan kustakin koostumuksesta S2/ ja osa 25 ja mitataan niiden penetraatio. Mitataan myös mekaaniset ominaisuudet elastomeereille, jotka on saatu kovettamalla näitä yhdisteitä. Mittaustekniikka ja kovettamismenetelmä ovat samat kuin esimerkissä 1.

Tulokset ovat seuraavat: 16 74034

Penetraatio Kovuus Murtumislujuus Murtumisvenyvyys Shore A MPa:na %:na 52 300 49 6,7 400 53 220 56 6,6 340 5 S4 190 43 7,5 600 S5 160 61 7,2 290

Toinen osa kustakin koostumuksesta S2, S^, ja ruiskupuristetaan paineella, kuten on kuvattu esimerkissä 10 1; muotti pidetään 150°C:ssa ja ruiskutuspaine on 10 MPa:n luokkaa.

Todettakoon, että hyvälaatuisia muovaustuotteita saadaan kaikilla neljällä koostumuksella, kovettumisaika muotissa on kahdeksan sekuntia ja muotista poistamisen kes-15 to on 18 sekuntia. Näin voidaan tehdä 200 muovausta tunnissa (neljän koostumukset osat S2, S^, ja ovat lisätään ruiskutuskoneeseen pumppaamalla esimerkissä 1 osoitetulla menetelmällä, kuten koostumuksella on esitetty).

i

Claims (7)

17 74034

1. Menetelmä organosiloksaanikoostumusten ruiskupuristamiseksi ruiskupuristimilla, jotka toimivat alhai- 5 silla ruiskutuspaineilla, tunnettu siitä, että organosiloksaanipastat on valmistettu sekoittamalla 100 paino-osaa diorganopolysiloksaaniöljyjä, joiden viskositeetti on 500 - 300 000 mPa.s 25°C:ssa ja jotka ovat oleellisesti muodostuneet peräkkäisistä, kaa- 10 van R^SiO mukaisista yksiköistä, joiden jokaisessa ketjussa on pääteryhmä R2R'SxOq joissa radikaalit R, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, tarkoittavat 1-8 hiiliatomia sisältäviä hiilivetyryhmiä, jotka ovat subs-tituoimattomia tai substituoitu halogeeniatomeilla tai 15 syanoryhmillä, R' tarkoittaa samaa kuin R tai on hydrok-syyliryhmä, 1-4 hiiliatomia sisältävä alkoksiryhmä tai p -metoksietoksyyli B, 10-75 paino-osaa hienojakoista lujittavaa pii- ^ 2 dioksidia, jonka ominaispinta-ala on vähintään 50 m /g 20 1-20 paino-osaa antistruktuuriaineita 0,1-4 paino-osaa 2,4-diklooribentsoyyliper-oksidia, ja että ruiskupuristus suoritetaan lämpötila-alueella 125-225°C.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 25. unnettu siitä, että ruiskupuristus suoritetaan lämpötila-alueella 130-215°C.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ruiskupuristus suoritetaan siten, että kovettumisaika on alle 15 sekuntia ja muovaus- 30 jakson kesto on alle 25 sekuntia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähintään 5 paino-% komponentteja on käsitelty organosilikaattiyhdisteil-lä, jotka tuovat yksiköitä (CH3)2SiO, CH3(CH2=CH)SiO, 35 (CH3)3SiOQ 5 tai (CH3>2(CH=CH)SiOQ 5· is 740 34

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentteihin A^, Bl' ^l ia Di lisätään muita komponentteja, joita käytetään 0,05 - 5 paino-osaa 100 paino-osaa kohti komponent-5 teja A^ ja jotka ovat - silaaneita, joiden kaava ovat: CH2-CH-CH20(CH2)3Si(OR")3

10 CH2=C-COO(CH2)3-Si(OR")3, CH2=CH-Si(OR")3 Rm joissa symbolit R" tarkoittavat metyyli-, etyyli-, n-pro-pyyli-, fb -metoksietyyliryhmiä ja R"' on vetyatomi tai metyyliryhmä - edellä mainittujen silaanien osittaisen hydro-15 lyysin ja osittaisen yhteishydrolyysin tuotteita. i 19 74034