DE1137862B - Verfahren zum Herstellen von elastomeren Formteilen durch Hitzehaerten von Organopolysiloxan-Formmassen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von elastomeren Formteilen durch Hitzehaerten von Organopolysiloxan-FormmassenInfo
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Description
- Verfahren zum Herstellen von elastomeren Formteilen durch Hitzehärten von Organopolysiloxan-Formmassen Es wurde gefunden, daß man elastomere Formteile durch Hitzehärten von Formmassen, die Organopolysiloxane, in denen die organischen Gruppen einwertige Kohlenwasserstoffgruppen oder halogenierte Arylgruppen sind, wobei 1,98 bis 2,1 organische Gruppen auf jedes Siliciumatom treffen, Katalysatoren sowie Füllstoffe enthalten, herstellen kann, wenn man eine Formmasse aushärtet, die außer dem Organopolysiloxan 1 bis 20 °/o, bezogen auf das Gewicht des Organopolysiloxans, eines flüssigen Organopolysiloxans enthält, das eine durch einen aliphatischen Rest an Silicium gebundene Nitrilgruppe enthält und in dem die übrigen Siliciumvalenzen, die nicht am Aufbau der Siloxankette teilnehmen, durch Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-und/oder Alkarylgruppen abgesättigt sind.
- Nitrilgruppenhaltige Organopolysiloxane sind als chemische Verbindungen bereits bekannt. Erfindungsgemäß erhält man jedoch Silikon-Formteile mit elastischen Eigenschaften und mit erstaunlich verbesserten physikalischen Merkmalen, z. B. Reißfestigkeit, Dehnung und Zugfestigkeit, wenn die Härtung von Polysiloxanen in Anwesenheit der flüssigen nitrilgruppenhaltigen Polysiloxane erfolgt, die jedoch lediglich als physikalische Beimengung zu dem organischen Polysiloxan vorliegen.
- Gehärtete, elastomere Organopolysiloxane haben verbreitete Verwendung überall da gefunden, wo eine Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen von etwa 125 bis 175°C während längerer Zeiten erforderlich ist. Es ist überraschend, daß der erfindungsgemäße Zusatz des nitrilgruppenhaltigen Organopolysiloxans, nachstehend der Kürze halber als Cyanoalkylpolysiloxan « bezeichnet, das den wärmehärtbaren Organopolysiloxanen (außer den üblichen Füllstoffen) vor der Wärmehärtung in einer Menge von weniger als 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Organopolysiloxans, zugegeben wird, so grundsätzliche Verbesserungen ergibt.
- In der Regel erzielt man eine recht beträchtliche Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des gehärteten Organopolysiloxans bereits bei Zusatz von nur I Gewichtsprozent Cyanoalkylpolysiloxan, bezogen auf das Gewicht des wärmehärtbaren Organopolysiloxans (d. h. ausschließlich des Füllstoffs, Härtungsmittels oder anderer gegebenenfalls anwesender Modifizierungsmittel).
- Im Rahmen der Erfindung verwendbare, härtbare Organopolysiloxane können z. B. durch die folgenden organischen Gruppen substituiert sein : Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Vinyl-, Allyl-, Phenyl-, Tolyl-, Xylyl-, Benzyl-, Phenyläthyl-, Naphthylgruppen ; halogenierte Arylgruppen, z. B. Chlorphenyl-, Tetrachlorphenyl-, Difluornaphthylgruppen ; sowohl Alkyl-als auch Arylgruppen, z. B. Methyl-und Phenylgruppen, die alle an Siliciumatome durch eine Kohlenstoff-Silicium-Bindung gebunden sind. Andere Mischungen organischer Gruppen, z. B. Mischungen von Methyl-, Phenyl-und Vinylradikalen, sind nicht ausgeschlossen.
- Mindestens 75 °/0 der organischen Gruppen sind vorzugsweise Methylgruppen. Die Anwesenheit von bis zu 2 Molprozent (z. B. 0,05 bis 0,6 Molprozent) an Silicium gebundener Vinylradikale ist nicht ausgeschlossen.
- Diese Organopolysiloxane können auch noch bis zu 0,5 Molprozent mischpolymerisierte Triorganosiloxyeinheiten, z. B. Trimethylsiloxyeinheiten, oder endständige, an Silicium gebundene Hydroxylgruppen enthalten. In dem Polysiloxan können alle Siloxaneinheiten (CH3) 2SiO-Einheiten sein, oder das Siloxan kann ein Mischpolymeres von Dimethylsiloxan und einer kleineren Menge (z. B. 1 bis 25 Molprozent oder mehr) einer oder mehrerer der folgenden Einheiten C6H5 (CH3) SiO und (C6H5) 2SiO sein.
- Zur Härtung wird dem Polysiloxan eine kleine Menge eines Härtungsbeschleunigers, z. B. Benzolperoxyd, tertiäres Butylperbenzoat, ditertiäres Butylperoxyd, Bis- (2, 4-dichlorbenzoyl)-peroxyd usw., ein- verleibt. Die Menge des verwendeten Härtungsmittels kann in weiten Grenzen schwanken und kann z. B. etwa 0,1 bis etwa 8 °/0 oder mehr und vorzugsweise etwa 0,75 bis 6°/o bezogen auf das Gewicht des härtbaren Organopolysiloxans, betragen.
- Der Ausdruck » Cyanoalkylradikal « bezieht sich auf Radikale der Formel worin R Wasserstoff oder ein Alkylradikal, z. B. ein Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butylradikal usw., und m eine ganze Zahl von 0 bis 5 einschließlich, vorzugsweise von 0 bis 3 einschließlich, bedeutet.
- Die erfindungsgemäß verwendeten Cyanoalkylpolysiloxane umfassen somit die Siloxane der Formel worin R und m die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen. Die verschiedenen R'-Gruppen sind gleich oder verschieden, wie sie für R aufgezählt sind, z. B.
- Phenyl-, Naphthyl-, Diphenyl-, halogenierte Aryl-, Benzyl-, Phenyläthyl-, Tolyl-, Xylyl-, Cyclopentan-, Cyclohexangruppen sowie
worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt.CN I - (CH2) mCHR-Gruppen - Vorzugsweise ist nur eine der R'-Gruppen eine
CN i - (CH2) mCHR-Gruppe. - Lineare und cyclische, erfindungsgemäß zu verwendende Cyanoalkylpolysiloxane enthalten die Siloxaneinheit einzeln oder wiederkehrend oder zwischenkondensiert mit Siloxaneinheiten der Struktur worin R, R'und m die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen, n und p ganze Zahlen, und zwar mindestens 1, z. B. 1 bis 100 oder mehr, bedeuten.
- Das Cyanoalkylpolysiloxan kann auch Einheiten der Formel enthalten, worin R und m die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen. Solche trifunktionellen Einheiten können mit Siloxyeinheiten (3) und (4) entweder einzeln oder mehrfach zwischenkondensiert sein.
- Das Cyanoalkylpolysiloxan braucht lediglich mechanisch mit dem härtbaren Organopolysiloxan in den gewünschten Mengenanteilen gemischt zu werden, man gibt Füllstoffe (z. B. Silicaaerogel, feinzerteilte Kieselsäure, gefällte Kieselsäure, feinzerteilte Diatomeenerde usw.), und zwar zusammen mit irgendeinem der bekannten Härter für härtbare Organopolysiloxane zu und erhitzt die Mischung der Bestandteile auf eine Temperatur zwischen etwa 125 und 200° C. Zur Druckverformung können Drücke in der Größenordnung von etwa 35 bis 70 kg/cm2 oder höher etwa 5 bis 30 Minuten oder länger, je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck, zur Anwendung kommen.
- Im folgenden werden Herstellungsverfahren für die Ausgangsstoffe beschrieben. Auf diese Verfahren wird hier kein Schutz beansprucht.
- Ein fließfähiges Cyanoalkylpolysiloxan wurde durch Vermischen von 230 g Cyanoäthyltrichlorsilan, 464 g Trimethyldichlorsilan, 138 g Trimethylchlorsilan und etwa 1500 ccm Äthylacetat, Hydrolyse der Silanmischung mit einem Wasserüberschuß, Auswaschen der organischen Schicht bis zur Neutralität, Abdestillation des Lösungsmittels und der niedrigersiedenden Bestandteile und Erhitzung der Mischung mit 2°/o 85°/oiger Schwefelsäure zur Erzielung eines Gleichgewichts unter Einführung der einen Kettenabbruch bewirkenden Trimethylsiloxyeinheiten, Neutralisation des Reaktionsprodukts mit Natriumbicarbonat und Abdestillation aller bei etwa 200°C und 25 mm Hg Süchtiger Produkte erhalten.
- Dieses Cyanoalkylpolysiloxan wird nachstehend als » Cyanoäthylpolysiloxan Nr. 1 « bezeichnet.
- Ein anderes, als » Cyanoäthylpolysiloxan Nr. 2 « bezeichnetes Cyanoalkylpolysiloxan wurde durch gemeinsame Hydrolyse einer Mischung aus 60 Molprozent Dimethyldichlorsilan und 40 Molprozent Cyanoäthyltrichlorsilan in Äthylacetat, im wesentlichen wie vorstehend beschrieben, erhalten. Das Produkt der gemeinsamen Hydrolyse wurde ausgewaschen, und man entfernte das Äthylacetat, wobei man ein aus Dimethylsiloxyeinheiten und Cyanoäthylsiloxyeinheiten (CNCH2CH2SiOg,2) bestehendes Polymeres erhielt.
- Ein Organopolysiloxan wurde durch Mischpolymerisation von 0,23 Teilen Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxan, 15 Teilen Octaphenylcyclotetrasiloxan, 100 Teilen Octamethylcyclotetrasiloxan und etwa 0,075 Teilen Decamethyltetrasiloxan mit einer kleinen Menge von z. B. etwa 0,001 °/o KO H, bezogen auf das Gewicht der Siloxane, bei Temperaturen von etwa 145 bis 175°C während etwa 6 Stunden bis zur Erzielung eines hochviskosen, benzollöslichen, härtbaren Methylphenylvinylpolysiloxans erhalten. Dieses härtbare Methylphenylvinylpolysiloxan wurde dann von niedrigersiedenden Bestandteilen befreit. Die erhaltene Zusammensetzung wird nachstehend als) >härtbares Methylphenylpolysiloxan « bezeichnet.
- Ei weiteres, härtbares Organopolysiloxan wurde durch Erhitzen von Octamethylcyclotetrasiloxan und Tetramethyltetravinylcyclotetrasiloxanmit etwa0, 001 °/o KOH während 4 bis 5 Stunden auf 140 bis 150°C im wesentlichen auf die vorstehend beschriebene Weise erhalten. Das Produkt wurde unter Erzielung einer hochviskosen Masse destilliert, die etwa 0,2 Molprozent an Silicium gebundene Vinylgruppen enthielt.
- Diese Zusammensetzung wird als » härtbares Methylpolysiloxan « bezeichnet.
- In den folgenden Beispielen bedeuten alle Teile Gewichtsteile.
- Es sei bemerkt, daß in den folgenden Beispielen Diphenylsilandiol als Mittel zur Herabsetzung der Struktur zugegen ist. Das Diphenylsilandiol verbessert die Bearbeitbarkeit des Materials, indem dieses nunmehr in wesentlich kürzerer Zeit verarbeitet werden kann.
- Es übt keinerlei Einíluß auf die Eigenschaften des gehärteten Materials aus, weshalb es keinen wesentlichen Bestandteil der erfindungsgemäß erhaltenen Formmassen bildet.
- Die Verwendung und Wirkung von Diphenylsilandiol ist in der französischen Patentschrift 1115375 ausführlich beschrieben.
- Beispiel 1 Eine Mischung aus den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Gewichtsmengen wurde hergestellt : Bestandteile : Gewichtsteile ; Härtbares Methylpolysiloxan........ 100 Feinzerteilte Kieselsäure 55 Diphenylsilandiol.................. 8 Bis- (2,4-dichlorbenzoyl)-peroxyd in Form einer 50 °/o Feststoffe enthaltenden Dispersion in einem Methylsilikonöl...
- Cyanoalkylpolysiloxan Nr. 1 6 Diese Mischung sowie eine kein Cyanoalkylpolysiloxan Nr. 1 enthaltende Mischung wurden 15 Minuten bei 150°C unter einem Druck von etwa 35 kg/cm2 druckverformt und dann zunächst 1 Stunde bei 150° C, darauf 24 Stunden bei 250° C und dann weitere 96 Stunden bei 250°C wärmegealtert, wobei jede dieser Er- hitzungsbehandlungen in einem von Luft durchströmten Ofen erfolgte. Die folgende Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der beiden Zusammensetzungen nach den verschiedenen Wärmebehandlungen.
- Tabelle 1
Beispiel 2 In diesem Beispiel wurde das vorstehend beschriebene härtbare Methylphenylpolysiloxan mit feinzerteilter Kieselsäure, Diphenylsilandiol und Bis- (2, 4-dichlorbenzoyl)-peroxyd gemischt, worauf man dieser Mischung die vorstehend beschriebenen Cyanoalkylpolysiloxane Nr. 1 und 2 in verschiedenen Mengen zusetzte. Eine kein Cyanoalkylpolysiloxan enthaltende Kontrollprobe wurde ebenfalls hergestellt. Die folgende Tabelle 2 zeigt die verschiedenen Anteile der Bestandteile sowie die Eigenschaften des gehärteten, ähnlich wie im Beispiel 1, druckverformten und wärmebehandelten Produkts. Cyanoäthylpolysiloxan Nr. 1 wurde in den folgenden Proben Nr. 4 bis 7 und Cyanoäthylpolysiloxan Nr. 2 wurde in den Proben 8 und 9 verwendet. AlleWerte in derTabelle bedeutenGewichtsteile Tabelle 2KeinCyano-6 Tefle alkylpolysil-CYanopoly- oxan enthal-Siloxan ent- tende Probe haltende Probe 1 Stunde bei 150°C ausge- härtet Zugfestigkeit, kg/cm2. 63,5 84,8 Dehnung, °/0 200 410 Reißfestigkeit, kg/cm2... 9,38 19,47 24 Stunden bei 250° C ausge- härtet Zugfestigkeit, kg/cm2... 52,5 52,4 Dehnung, 200 240 Reißfestigkeit, kg/cm2... 8,32 10,62 96 Stunden bei 250°C ausge- härtet Zugfestigkeit, kg/cm2 49,0 50,6 Dehnung, °/0 170 210 Reißfestigkeit, kg/cm2... 7,25 12,03 * In Form einer 50gewichtsprozentigen Dispersion in einem nießfähigen Methylpolysiloxan.Nummer der Probe 3 4 5 6 7 8 9 Härtbares Methylphenylpolysiloxan 100 100 100 100 100 100 100 Feinzerteilte Kieselsäure........... 40 40 40 40 40 40 40 Diphenylsilandiol................. 8 8 8 8 8 8 Bis- (2, 4-dichlorbenzoyl)-peroxyd*.. 1 1 1 1 1 1 Cyanoäthylpolysiloxan 0 6 4 6 8 4 8 1 Stunde bei 150°C ausgehärtet Zugfestigkeit, kg/cm2 118 126 125 112 121 120 132 Dehnung, 695 860 830 940 960 790 900 Reißfestigkeit, kg/cm2 42,5 54,0 53, 1 54,8 47,8 49,6 50,4 24 Stunden bei 250°C ausgehärtet Zugfestigkeit, kg/cm2 36, 9 39,4 45,0 51,3 42,9 44,3 57,7 Dehnung, 205 230 230 310 280 270 340 Reißfestigkeit, kg/cm2 14,2 18,6 15,0 13,3 16,8 18,6 22, 1 - Die verwendete Füllstoffmenge kann innerhalb weiter Grenzen variieren und kann z. B. etwa 10 bis 300 Gewichtsprozent, bezogen auf das härtbare Organopolysiloxan, betragen. Die tatsächlich verwendete Füllstoffmenge von Faktoren wie z. B. der Art des Füllstoffs, den härtbaren Organopolysiloxanen, dem beabsichtigten Verwendungszweck des gehärteten Produkts, dem Mengenanteil des Cyanoalkylpolysiloxans usw. ab. Ein vorteilhafter Mengenbereich liegt zwischen 0,2 und 3 Teilen Füllstoff pro Teil härtbares Organopolysiloxan.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH : Verfahren zumHerstellen von elastomeren Formteilen durch Hitzehärten von Formmassen, die Organopolysiloxane, in denen die organischen Gruppen einwertige Kohlenwasserstoffgruppen oder halogenierte Arylgruppen sind, wobei 1,98 bis 2,1 organische Gruppen auf jedes Siliciumatom treffen, Katalysatoren sowie Füllstoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Formasse ausgehärtet wird, die außer dem Organopolysiloxan 1 bis 20°/o, bezogen auf das Gewicht des Organopolysiloxans, eines flüssigen Organopolysiloxans enthält, das eine durch einen aliphatischen Rest an Silicium gebundene Nitrilgruppe enthält und in dem die übrigen Siliciumvalenzen, die nicht am Aufbau der Siloxankette teilnehmen, durch Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-und/oder Alkarylgruppen abgesättigt sind.In Betracht gezogene Druckschriften : Französische Patentschrift Nr. 1 154 331.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1137862XA | 1958-05-21 | 1958-05-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1137862B true DE1137862B (de) | 1962-10-11 |
Family
ID=22351509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEG27084A Pending DE1137862B (de) | 1958-05-21 | 1959-05-20 | Verfahren zum Herstellen von elastomeren Formteilen durch Hitzehaerten von Organopolysiloxan-Formmassen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1137862B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1242362B (de) * | 1964-06-24 | 1967-06-15 | Dow Corning | Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1154331A (fr) * | 1955-07-18 | 1958-04-04 | Dow Corning | Nitriles organopolysiloxanes |
-
1959
- 1959-05-20 DE DEG27084A patent/DE1137862B/de active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1154331A (fr) * | 1955-07-18 | 1958-04-04 | Dow Corning | Nitriles organopolysiloxanes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1242362B (de) * | 1964-06-24 | 1967-06-15 | Dow Corning | Verfahren zur Herstellung von Organopolysiloxanelastomeren |
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