DE1277481B - Process for surface treatment of organic polymers - Google Patents
Process for surface treatment of organic polymersInfo
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Description
Int. Cl.:Int. Cl .:
C09dC09d
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
Deutsche Kl.: 22h-3German class: 10 p.m. - 3
Nummer: 1277481Number: 1277481
Aktenzeichen: P 12 77 481.1-43 (D 48449)File number: P 12 77 481.1-43 (D 48449)
Anmeldetag: 18. Oktober 1965Filing date: October 18, 1965
Auslegetag: 12. September 1968Opening day: September 12, 1968
Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zur Behandlung der Oberflächen von festen organischen Polymerisaten, die durch Vinylpolymerisation hergestellt worden sind.The invention relates to a new process for treating the surfaces of solid organic materials Polymers which have been produced by vinyl polymerization.
Durch die erfindungsgemäße Behandlung können die Oberflächeneigenschaften der genannten Polymerisate verändert werden, d. h., es wird die Herstellung von Polymerisatoberflächen ermöglicht, die je nach Wunsch ölabweisend, hydrophob, hydrophil, für Druckfarben und Farbstoffe aufnahmefähig sind und entweder hohe oder niedere Gleitfestigkeit aufweisen. The treatment according to the invention can reduce the surface properties of the polymers mentioned be changed, d. That is, the production of polymer surfaces is made possible which Oil-repellent, hydrophobic, hydrophilic, and receptive to printing inks and dyes as required and have either high or low slip resistance.
Im Falle von Polyäthylen bedeutet das z. B., daß daraus lösungsmittelbeständige Behälter mit ölabweisender Oberfläche hergestellt werden können. Polyäthylen mit einer aminofunktionellen, hydrophilen Oberfläche ist für dauerhaftes Bedrucken und Färben aufnahmefähig. Schließlich können die Oberflächen von Polyäthylenfolien so abgewandelt werden, daß sie gegenüber anderen behandelten Polyäthylenfolien einen hohen Reibungskoeffizienten besitzen, wodurch größere Folienmengen leichter zu handhaben sind.In the case of polyethylene, this means z. B. that therefrom solvent-resistant containers with oil-repellent Surface can be produced. Polyethylene with an amino-functional, hydrophilic one The surface is receptive to permanent printing and dyeing. Finally, the finishes can of polyethylene films are modified so that they are compared to other treated polyethylene films have a high coefficient of friction, making larger amounts of film easier to handle are.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenbehandlung von durch Vinylpolymerisation hergestellten, festen organischen Polymerisaten ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Überzugsmittel aus Organosiliciumverbindungen, die frei von aliphatischen Mehrfachbindungen sind und mindestens eine Gruppe der FormelThe inventive method for the surface treatment of produced by vinyl polymerization, solid organic polymers is characterized in that a coating agent made of organosilicon compounds, which are free from aliphatic multiple bonds and at least one group of the formula
HSR'Si = HSR'Si =
enthalten, worin R' einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest ohne aliphatische Mehrfachbindungen bedeutet, auf die Oberfläche der festen, organischen Polymerisate aufgetragen und mit dieser durch Energieeinwirkung irreversibel verbunden wird.contain, in which R 'denotes a divalent hydrocarbon radical without aliphatic multiple bonds, applied to the surface of the solid, organic polymer and with it through the action of energy is irreversibly connected.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind beliebige feste »Vinylpolymerisate« geeignet, worunter jedes beliebige organische Polymerisat zu verstehen ist, das durch Polymerisation von Verbindungen, die aliphatische, ungesättigte C — C-Bindungen, wie die Vinylgruppe, enthalten, gewonnen wird. Beispiele hierfür sind Polyäthylen, Polypropylen, Poly-(acrylnitrilbutadienstyrol), Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Poly-(acrylnitrilstyrol), Polyisobuten, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Poly-(vinylchlorid-vinylidenchlorid) und organische Kautschukarten, wie Naturkautschuk, Äthylenpropylencyclohexadien - Terpolymerisat, Styrolbutadienkautschuk und Butadienacrylnitrilkautschuk. Any solid "vinyl polymers" are suitable for the process according to the invention, including any any organic polymer is to be understood that by polymerization of compounds that aliphatic, unsaturated C - C bonds, such as the vinyl group, are obtained. Examples these are polyethylene, polypropylene, poly (acrylonitrile butadiene styrene), polystyrene, polymethyl methacrylate, Poly (acrylonitrile styrene), polyisobutene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, poly (vinyl chloride-vinylidene chloride) and organic rubbers such as natural rubber, ethylene propylene cyclohexadiene terpolymer, Styrene butadiene rubber and butadiene acrylonitrile rubber.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung organischer PolymerisateProcess for the surface treatment of organic polymers
Anmelder:Applicant:
Dow Corning Corporation, Midland, Mich.Dow Corning Corporation, Midland, Mich.
(V. St. A.)(V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr. B. Pass, Rechtsanwalt,Dr. B. Passport, lawyer,
8000 München 22, Von-der-Tann-Str. 148000 Munich 22, Von-der-Tann-Str. 14th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
William G. Gowdy, Freeland, Mich.; Joseph W. KeU, Midland, Mich. (V. St. A.)William G. Gowdy, Freeland, Mich .; Joseph W. KeU, Midland, Mich. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 21. Oktober 1964V. St. v. America October 21, 1964
(405570),(405570),
vom 3. Mai 1965(452921) --dated May 3, 1965 (452921) -
Beispiele für zweiwertige Kohlenwasserstoffreste R' sind Methylen-, Dimethylen-, Trimethylen-, Isobutylen-, Hexamethylen-, Octadekamethylen- und Cyclohexylenreste sowie Reste folgender Formeln:Examples of divalent hydrocarbon radicals R 'are methylene, dimethylene, trimethylene, isobutylene, Hexamethylene, octadecamethylene and cyclohexylene radicals as well as radicals of the following formulas:
CH3
— CH-CH 3
- CH-
CH3
CH2CHCH2CH 3
CH2CHCH2
-CH,-CH,
— CH7CHCH, —- CH 7 CHCH, -
CHCH
CH2CH, —CH 2 CH, -
wobei Isobutylen-, Trimethylen- und Dimethylenreste besonders bevorzugt sind.isobutylene, trimethylene and dimethylene radicals are particularly preferred.
«09 600/572«09 600/572
Die Art der verwendeten Organosiliciumverbindung ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht entscheidend, es muß nur je Molekül mindestens eine Gruppe der Formel HSR'Si = vorhanden sein. Die Beschaffenheit der auf dem Vinylpolymerisat erzeugten Oberfläche ändert sich je nach dem Typ der verwendeten Organosiliciumverbindung, die beispielsweise ein hydrolysierbares Organosilan sein kann.The type of organosilicon compound used is not relevant in the process of the invention decisive, there only has to be at least one group of the formula HSR'Si = present per molecule. the The nature of the surface produced on the vinyl polymer changes depending on the type of used organosilicon compound, which can be, for example, a hydrolyzable organosilane.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Oberfläche des festen Vinylpolymerisates in der ersten Verfahrensstufe ein Film aus Silanen a) der FormelIn this embodiment of the process according to the invention, the surface of the solid vinyl polymer is applied in the first stage of the process, a film of silanes a) of the formula
(HSR'~)ASiX4-m-n (HSR '~) ASiX 4 - m - n
und/oder deren Teilhydrolysaten aufgetragen, worin R einwertige, gegebenenfalls halogenierte Kohlenwasserstoffreste, ohne aliphatische Mehrfachbindungen, X hydrolysierbare Gruppen ohne aliphatische Mehrfachbindungen oder Hydroxylgruppen bedeutet, R' die angegebene Bedeutung hat, m 1, 2 oder 3, π 0,1 oder 2 und die Summe von m + η 1,2 oder 3 ist.and / or their partial hydrolyzates, where R is monovalent, optionally halogenated hydrocarbon radicals, without aliphatic multiple bonds, X is hydrolyzable groups without aliphatic multiple bonds or hydroxyl groups, R 'has the meaning given, m 1, 2 or 3, π 0.1 or 2 and the sum of m + η is 1,2 or 3.
Beispiele für Kohlenwasserstoffreste R sind Methyl-, Äthyl-, Isobutyl-, Cyclohexyl-, Octyl-, Octadecyl-, Phenyl-, Diphenyl- oder Tolylreste; Beispiele für Halogenwasserstoffreste R sind 3,3,3-Trifluorpropyl-, 4-Chloroctyl-, Bromcyclohexyl-, Dichlorphenyl- und Bromphenylreste. Bei Vorhandensein von mehreren Resten R und R' können diese gleich oder verschieden sein.Examples of hydrocarbon radicals R are methyl, ethyl, isobutyl, cyclohexyl, octyl, octadecyl, Phenyl, diphenyl or tolyl radicals; Examples of hydrogen halide radicals R are 3,3,3-trifluoropropyl, 4-chlorooctyl, bromocyclohexyl, dichlorophenyl and Bromophenyl residues. If several radicals R and R 'are present, these can be identical or different be.
Die Reste X können bekannte, hydrolysierbare Gruppen sein, z. B. Alkoxyreste, wie Methoxy-, Äthoxy-, Isopropoxy-, Hexoxy- und 2-Äthylhexoxyreste; Halogenatome, wie Chlor- oder Bromatome; Acyloxygruppen, wie Formiat-, Acetat- oder Butyratreste; mit Kohlenwasserstoffresten substituierte Isocyanatgruppen, wieThe radicals X can be known, hydrolyzable groups, e.g. B. alkoxy radicals, such as methoxy, Ethoxy, isopropoxy, hexoxy and 2-ethylhexoxy radicals; Halogen atoms such as chlorine or bromine atoms; Acyloxy groups such as formate, acetate or butyrate radicals; isocyanate groups substituted with hydrocarbon radicals, how
SiSi
/CH3 / CH 3
ONCONC
OCCH3 OCCH 3
HSCH(CH2)10SiNCOHSCH (CH 2 ) 10 SiNCO
C3H7 C 3 H 7
CH,CH,
undand
HSCH2CHCH2 — Si(OCH3)2 HSCH 2 CHCH 2 - Si (OCH 3 ) 2
C4H9 C 4 H 9
Die Verbindung der FormelThe compound of the formula
HSCH2CHCH2Si(OCH3)3 HSCH 2 CHCH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH,CH,
CH,CH,
C2H3'C 2 H 3 '
CNOCNO
ist bevorzugt. Silane ohne hydrolysierbare Gruppe, z. B. is preferred. Silanes without a hydrolyzable group, e.g. B.
HSCH2CHCH2Si(CH3)3 HSCH 2 CHCH 2 Si (CH 3 ) 3
CH,CH,
CNO-CNO-
4545
C4H9 C 4 H 9
CNO-CNO-
QH1 QH 1
1717th
oder die Isocyanatgruppe. Niedere Alkoxygruppen sind als Reste X bevorzugt.or the isocyanate group. Lower alkoxy groups are preferred as X radicals.
Beispiele geeigneter Silane für das erfindungsgemäße Verfahren sind solche der FormelnExamples of suitable silanes for the process according to the invention are those of the formulas
HSCH2Si(OC2Hs)2
CH3 HSCH 2 Si (OC 2 Hs) 2
CH 3
CH2CH2CF3 HS(CH2)3SiClCH 2 CH 2 CF 3 HS (CH 2 ) 3 SiCl
sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls brauchbar; damit werden hydrophobe Oberflächen
erzielt.
Die in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführte Energieeinwirkung kann auf
viele Arten vorgenommen werden. Die Art der Energieeinwirkung ist nicht entscheidend, aber mit einigen
Energieanwendungsarten werden bessere Ergebnisse erzielt. So kann beispielsweise die Vinylpolymerisatoberfläche
unter Luftausschluß erhitzt werden, wodurch die notwendige Energie zugeführt wird, damit
sich die Organosiliciumverbindung mit dem organischen Polymerisat dauerhaft verbindet.are also useful in the process of the invention; this creates hydrophobic surfaces.
The action of energy mentioned in the second stage of the method according to the invention can be carried out in many ways. The type of energy exposure is not critical, but some types of energy application will produce better results. For example, the vinyl polymer surface can be heated in the absence of air, whereby the necessary energy is supplied so that the organosilicon compound bonds permanently to the organic polymer.
Eine andere bevorzugte Art der Energieeinwirkung besteht darin, daß das feste mit der Organosiliciumverbindung beschichtete organische Polymerisat einer Ultraviolettbestrahlung ausgesetzt wird. Für jede Kombination organisches Polymerisat Organosiliciumverbindung gibt es eine spezifische UV-Dosierung, mit der die besten Ergebnisse für den gewünschten Zweck erzielt werden. Es gibt jedoch keine bekannte theoretische Berechnungsmöglichkeit für die optimale Dosierung, aber in den folgenden BeispielenAnother preferred type of energy application is that the solid with the organosilicon compound coated organic polymer is exposed to ultraviolet radiation. For every Combination of organic polymer, organosilicon compound, there is a specific UV dosage, with which the best results for the desired purpose are achieved. However, there is no known one theoretical calculation possibility for the optimal dosage, but in the following examples
sind einige vorteilhafte Dosierungen angegeben. Die wirksamen Dosierungen liegen im allgemeinen zwischen 5 und 40 Minuten, wenn das organische Polymerisat 15,24 cm von einer Standard-UV-Lampe entfernt ist. Die Energieeinwirkung kann ferner durch y-Strahlung erfolgen oder durch Peroxydkatalysatoren in Verbindung mit Hitze.some advantageous dosages are given. The effective dosages are generally between 5 and 40 minutes, if the organic polymer 15.24 cm from a standard UV lamp. The energy can also be applied by γ-radiation take place or through peroxide catalysts in connection with heat.
Bei der Energieeinwirkung auf die silikonbeschichtete organische Oberfläche werden vermutlich die Mercaptangruppen aus den Molekülen der Organosiliciumverbindung mit dem organischen Polymerisat auf folgende Weise unter Ausbildung einer chemischen Bindung zwischen Polysiloxan und organischem Polymerisat reagieren:When the energy is applied to the silicone-coated organic surface, it is likely that the mercaptan groups from the molecules of the organosilicon compound with the organic polymer in the following way with the formation of a chemical bond between polysiloxane and organic Polymer react:
= SiR'SH + = C = C = = SiR'SH + = C = C =
s SiR'SH + —CH-C— = SiR'S — C — CH =s SiR'SH + -CH-C- = SiR'S-C-CH =
= SiR'SC — C — +H2 = SiR'SC - C - + H 2
Nach dieser Reaktion ist die Organosiliciumverbindung vermutlich mit der organischen Oberfläche chemisch verbunden, so daß sie durch Auswaschen mit Lösungsmitteln nicht entfernt werden kann. Dieses Auswaschen mit Lösungsmitteln kann als Test verwendet werden, um festzustellen, ob das Organopolysiloxan tatsächlich mit dem organischen Polymerisat verbunden ist.After this reaction, the organosilicon compound is believed to be with the organic surface chemically bonded so that it cannot be removed by solvent washing. This solvent washout can be used as a test to determine if the Organopolysiloxane is actually associated with the organic polymer.
Gegebenenfalls kann anschließend an die Behandlung von Vinylpolymerisatoberflächen mit den oben beschriebenen hydrolysierbaren Silanen (a) einschließlich der Energieeinwirkung auf die Oberfläche des Vinylpolymerisates, wodurch (a) irreversibel mit dem Vinylpolymerisat verbunden wird, auf dieselbe Oberfläche des Vinylpolymerisates ein Film aus Verbindungen (b) der FormelOptionally, the treatment of vinyl polymer surfaces with the above described hydrolyzable silanes (a) including the action of energy on the surface of the Vinyl polymer, whereby (a) is irreversibly bonded to the vinyl polymer, on the same surface of the vinyl polymer is a film of compounds (b) of the formula
20 vorzugsweise 1 bis 75 Molprozent von (a) und 25 bis
99 Molprozent von (b) verwendet werden.
Bei Einsatz von Verbindungen der Formel 20 preferably from 1 to 75 mole percent of (a) and 25 to 99 mole percent of (b) are used.
When using compounds of the formula
(CxF2 x+1CH2CH2)mSiX4_m_„(C x F 2 x + 1 CH 2 CH 2 ) m SiX4_ m _ "
und deren Teilhydrolysaten, worin χ vorzugsweise Werte von 4 bis 14 hat, in der oben beschriebenen Weise werden ölabweisende Vinylpolymerisatoberflächen enthalten.and their partial hydrolyzates, in which χ preferably has values from 4 to 14, in that described above They will contain oil-repellent vinyl polymer surfaces.
Bei Einsatz von Verbindungen der FormelWhen using compounds of the formula
3535
•R.• R.
und/oder deren Teilhydrolysaten oder der Formel X4_m_„Si(R"NHQ)m
Rn and / or their partial hydrolysates or of the formula X 4 _ m _ "Si (R" NHQ) m
R n
und deren Teilhydrolysaten, vorzugsweise der Verbindung der Formeland their partial hydrolyzates, preferably the compound of the formula
(CH3O)SiCH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 (CH 3 O) SiCH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2
oder deren Teilhydrolysaten oder Kieselsäure und/oder deren Teilkondensaten aufgetragen werden, worin R, X, m und η die angegebene Bedeutung haben, R" ein Alkylenrest mit nicht mehr als 4 C-Atomen, Q ein Wasserstoffatom oder die Gruppe der Formel — R"NH2 bedeutet und χ eine positive ganze Zahl ist. R" kann eine beliebige Alkylengruppe sein, z. B. die Methylen-, Dimethylen-, Trimethylen- oder die Gruppe der Formelor their partial hydrolyzates or silicic acid and / or their partial condensates are applied, in which R, X, m and η have the meaning given, R "an alkylene radical with not more than 4 carbon atoms, Q a hydrogen atom or the group of the formula - R" Means NH 2 and χ is a positive integer. R ″ can be any alkylene group, for example the methylene, dimethylene, trimethylene or the group of the formula
— CH2CHCH2 —- CH 2 CHCH 2 -
Diese oben angeführten Verbindungen (b) reagieren vermutlich mit den hydrolysierbaren Gruppen der unter (a) definierten Mercaptosilane oder deren Teilhydrolysaten und werden dadurch mit der Oberfläche des Vinylpolymerisates verbunden. Gegebenenfalls können die Verbindungen (a) und (b) auch gleichzeitig dem Vinylpolymerisat zugesetzt werden, wobei wurden hydrophile Vinylpolymerisatoberflächen erhalten. Wasserlösliche Farbstoffe, Druckfarben und -pasten, z. B. pigmenthaltige Polyamidharze, können auf einer solcherart behandelten Oberfläche dauerhaft aufgebracht werden, wodurch das Färben thermoplastischer Fasern und das Bedrucken thermoplastischer Folien möglich wird.These compounds (b) listed above presumably react with the hydrolyzable groups of under (a) defined mercaptosilanes or their partial hydrolysates and are thereby with the surface of the vinyl polymer connected. If appropriate, the compounds (a) and (b) can also be used simultaneously are added to the vinyl polymer, hydrophilic vinyl polymer surfaces were obtained. Water-soluble dyes, printing inks and pastes, e.g. B. pigment-containing polyamide resins can can be permanently applied to a surface treated in this way, making the dyeing more thermoplastic Fibers and the printing of thermoplastic films becomes possible.
Durch Auftrocknen von Kieselsäure und deren Teilkondensate schließlich auf dem Polymerisat, was im wesentlichen zu einer Siliciumdioxydoberfläche führt, die an das Vinylpolymerisat gebunden ist, wird der Reibungskoeffizient des Vinylpolymerisates erhöht, was besonders dann von Vorteil ist, wenn Gleiten unerwünscht ist.By drying silica and its partial condensates finally on the polymer, what essentially leads to a silicon dioxide surface that is bound to the vinyl polymer, the coefficient of friction of the vinyl polymer is increased, which is particularly advantageous when Sliding is undesirable.
Weitere nützliche Zusatzmittel für mercaptosilanbehandelte Vinylpolymerisatoberflächen sind PoIyglykole
mit endständigen funktioneilen Gruppen, die mit den hydrolysierbaren Gruppen auf der Vinylpolymerisatoberfläche
reagieren. Auf diese Weise können hydrophile oder leicht hydrophobe Oberflächen hergestellt werden.
Zum Beschleunigen der Reaktion der oben angeführten Stoffe mit der mercaptosilanbehandelten
Oberfläche können gegebenenfalls Katalysatoren mitverwendet werden, z. B. KOH, FeCl3, Zinnoctoat,
Trihexylamin und andere für die Hydrolyse und Kon-Further useful additives for mercaptosilane-treated vinyl polymer surfaces are polyglycols with terminal functional groups which react with the hydrolyzable groups on the vinyl polymer surface. In this way, hydrophilic or slightly hydrophobic surfaces can be produced.
To accelerate the reaction of the substances listed above with the mercaptosilane-treated surface, catalysts can optionally also be used, e.g. B. KOH, FeCl 3 , tin octoate, trihexylamine and others for hydrolysis and con-
densation von Silanen mit hydrolysierbaren Gruppen bekannte Katalysatoren.densation of silanes with hydrolyzable groups known catalysts.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß als Organosiliciumverbindungen flüssige Organopolysiloxane mit einer Viskosität von mindestens 45 cSi/25° C verwendet werden, die im wesentlichen aus Einheiten (c) der FormelAnother embodiment of the process according to the invention consists in that as organosilicon compounds liquid organopolysiloxanes with a viscosity of at least 45 cSi / 25 ° C are used are essentially composed of units (c) of the formula
RnSi04_n R n Si0 4 _ n
und Einheiten (d) der Formeland units (d) of the formula
(HSR'-)mRtSiO4_m_k (HSR'-) m R t SiO 4 _ m _ k
CH3 CH 3
OSiR'SHOSiR'SH
CH3 CH 3
1010
1515th
2020th
aufgebaut sind, worin R und R' die angegebene Bedeutung haben, m 0, 1 oder 2 ist und einen Durchschnittswert von 1,8 bis 2,2 hat, ml, 2 oder 3 ist und einen Durchschnittswert von 1, 0 bis 3,0 hat, k 0, 1 oder 2 ist und einen Durchschnittswert von 0 bis 2 hat, die Summe von m + k nicht größer als 3 ist, und wobei je Molekül durchschnittlich mindestens zwei Einheiten (d) und mindestens fünfmal soviel Einheiten (c) wie Einheiten (d) vorhanden sind.are constructed, in which R and R 'have the meaning given, m is 0, 1 or 2 and has an average value of 1.8 to 2.2, ml, 2 or 3 and an average value of 1.0 to 3.0 has, k is 0, 1 or 2 and has an average value from 0 to 2, the sum of m + k is not greater than 3, and where per molecule an average of at least two units (d) and at least five times as many units (c) as Units (d) are present.
Durch die Verbindung der Organopolysiloxane mit den Vinylpolymerisatoberflächen wird auf diesen ein dauerhaftes Gleitmittel gebildet.Due to the connection of the organopolysiloxanes with the vinyl polymer surfaces, on these formed a permanent lubricant.
Unter »dauerhaft« ist zu verstehen, daß der Siloxanüberzug von dem organischen Polymerisat nicht mit einem Siloxanlösungsmittel abgewaschen werden kann, ohne gleichzeitige Entfernung der äußeren Oberfläche des organischen Polymerisates."Permanently" is to be understood as meaning that the siloxane coating does not come from the organic polymer a siloxane solvent can be washed off without simultaneous removal of the external Surface of the organic polymer.
Für das flüssige Organopolysiloxan ist im allgemeinen eine Viskosität von mindestens 45 cSt/25°C erforderlich, damit dieses nicht in das organische Polymerisat eindringt und dadurch die Polymerisatoberfläche verläßt, aber bei einigen organischen Polymerisaten können auch Organopolysiloxane mit niedrigerer Viskosität verwendet werden. Die obere Viskositätsgrenze des Organopolysiloxans ist nicht entscheidend, es muß aber auf dem organischen Polymerisat gut verteilt werden können. Vorzugsweise soll das verwendete Organopolysiloxan jedoch eine Viskosität unterhalb 5000 cSt/25° C haben.The liquid organopolysiloxane generally has a viscosity of at least 45 cSt / 25 ° C necessary so that this does not penetrate into the organic polymer and thereby the polymer surface leaves, but with some organic polymers organopolysiloxanes can also be used lower viscosity can be used. The upper viscosity limit of the organopolysiloxane is not decisive, but it must be able to be distributed well on the organic polymer. Preferably however, the organopolysiloxane used should have a viscosity below 5000 cSt / 25 ° C.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als organische Polymerisate organische Kautschukarten bevorzugt.In this embodiment of the process according to the invention, organic polymers are used as organic polymers Rubbers preferred.
Als Organopolysiloxane sind lineare Dimethylpolysiloxane mit endständigen Einheiten der Formel Der Ausdruck »auf die Oberfläche auftragen« besagt, daß das so aufgebrachte Organopolysiloxan auf der Oberfläche in wahrnehmbaren Mengen vorhanden sein soll, d. h. als Polysiloxanfilm, wobei der Siloxanbestandteil auf die Vinylpolymerisatoberfläche in direkter oder indirekter Weise aufgetragen werden kann.The organopolysiloxanes are linear dimethylpolysiloxanes with terminal units of the formula The expression "apply to the surface" states that the organopolysiloxane applied in this way is present on the surface in perceptible amounts should be, d. H. as a polysiloxane film, with the siloxane component on the vinyl polymer surface can be applied in a direct or indirect manner.
Bei Auftragen der Organopolysiloxane in reiner unverdünnter Form auf das organische Polymerisat entstehen leicht Schwierigkeiten mit der Siloxankonzentration; diese werden daher vorzugsweise in Form von Lösungen und Emulsionen verwendet.When applying the organopolysiloxanes in pure undiluted form to the organic polymer Difficulties arise easily with the siloxane concentration; these are therefore preferably in Form of solutions and emulsions used.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Mercaptosilane und Mercaptosiloxane sind im allgemeinen bekannt und können auf verschiedenen Wegen hergestellt werden. Polysiloxane mit endständigen Mercaptogruppen können durch Äquilibrieren von cyclischen Polysiloxanen, die die gewünschten Reste R enthalten, mit einem Mercaptodisiloxan der FormelThe mercaptosilanes and mercaptosiloxanes used in the process of the present invention are generally known and can be prepared in various ways. Terminal polysiloxanes Mercapto groups can be obtained by equilibrating cyclic polysiloxanes with the desired Containing radicals R with a mercaptodisiloxane of the formula
(HSRO3 -,SiOSi(R-SH)3 _k (HSRO 3 -, SiOSi (R-SH) 3 _ k
worin R, R' und k die angegebene Bedeutung haben, in Gegenwart eines sauren Tonkatalysators gewonnen werden. Die Mercaptodisiloxane können durch Hydrolyse der entsprechenden Mercaptosilane, die eine Si-gebundene hydrolysierbare Gruppe, z. B. ein Chloratom, enthalten, hergestellt werden.wherein R, R 'and k have the meaning given, are obtained in the presence of an acidic clay catalyst. The mercaptodisiloxanes can be obtained by hydrolysis of the corresponding mercaptosilanes which have a Si-bonded hydrolyzable group, e.g. B. a chlorine atom, are prepared.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Polysiloxanen mit endständigen Mercaptogruppen besteht darin, daß Polysiloxane mit endständigen Hydroxylgruppen und den gewünschten Resten R mit Verbindungen der FormelAnother method for preparing mercapto terminated polysiloxanes is in that polysiloxanes with terminal hydroxyl groups and the desired radicals R with Compounds of the formula
CH, OSiR'SHCH, OSiR'SH
5555
6060
bevorzugt, deren Viskositäten im Bereich von 100 bis 1000 cSt/25° C liegen.preferred whose viscosities are in the range from 100 to 1000 cSt / 25 ° C.
(CH3O)2SiCH2CH2CH2Cl(CH 3 O) 2 SiCH 2 CH 2 CH 2 Cl
NaSH. NaSH .
worin R und R' die angegebene Bedeutung haben, in Gegenwart von Zinnoctoat umgesetzt werden, wobei als Nebenprodukt Methanol entsteht. Ferner können zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Mercaptosiloxane Silane, die nur R-Gruppen und hydrolysierbare Gruppen enthalten, mit — R'SH-Gruppen enthaltenden Silanen mischhydrolysiert oder cyclische Siloxane, die nur R-Gruppen enthalten, mit —RSH-Gruppen enthaltenden Polysiloxanen äquilibriert werden.wherein R and R 'have the meaning given, are reacted in the presence of tin octoate, methanol is produced as a by-product. Furthermore, can be used for the production of the invention Mercaptosiloxanes Silanes that contain only R groups and hydrolyzable groups with - R'SH groups containing silanes mixed hydrolysed or cyclic siloxanes containing only R groups are equilibrated with polysiloxanes containing —RSH groups.
Mercaptosilane, die entweder direkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren oder zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Mercaptosiloxane eingesetzt werden können, werden auf folgende Weise hergestellt: Wenn zwischea Mercaptogruppe und Si-Atom 1 oder 3 C-Atome stehen, werden die entsprechenden Chloralkylverbindungen mit endständigem Chloratom mit NaSH umgesetzt nach folgendem Schema:Mercaptosilanes, which either directly in the process according to the invention or for the preparation of the Mercaptosiloxanes which can be used according to the invention can be used in the following manner produced: If there are 1 or 3 carbon atoms between a mercapto group and Si atom, the corresponding Chloralkyl compounds with a terminal chlorine atom reacted with NaSH according to the following Scheme:
(CH3O)2SiCH2CH2CH2SH(CH 3 O) 2 SiCH 2 CH 2 CH 2 SH
CH3 CH3 CH 3 CH 3
Wenn zwischen Mercaptogruppen und Si-Atom 2, 4 oder mehr C-Atome stehen, werden die entsprechenden Olefinverbindungen mit endständiger Doppelbindung mit Thioessigsäure umgesetzt nach folgendem Schema:If there are 2, 4 or more C atoms between the mercapto groups and the Si atom, the corresponding Olefin compounds with a terminal double bond reacted with thioacetic acid after following scheme:
CH3 CH 3
CH3OSiCH = CH2
CH3 CH 3 OSiCH = CH 2
CH 3
O
CH.CSHO
CH.CSH
CH,CH,
CH3OSiCH2CH2SCCH3
CH3 CH 3 OSiCH 2 CH 2 SCCH 3
CH 3
CH3 CH 3
CH3OHCH 3 OH
CH3OSiCH2CH2SH + CH3OCCH3 CH 3 OSiCH 2 CH 2 SH + CH 3 OCCH 3
CH,CH,
Die Mercaptosilane können jedoch auch nach beliebigen anderen bekannten Verfahren hergestellt werden.However, the mercaptosilanes can also be prepared by any other known method will.
Eine bevorzugte Methode der Energieeinwirkung auf mercaptosiloxanbehandelte Polymerisate besteht darin, daß das organische Polymerisat, vorzugsweise Kautschuk, in einer Form auf die Vulkanisiertemperatur erhitzt wird unter Verwendung des Mercaptopolysiloxans als flüssiges Formentrennmittel. Auf diese Weise werden vulkanisierte Formkörper mit beständiger Oberflächengleitfestigkeit erhalten, was auf der Tatsache beruht, daß mindestens ein Teil des Siloxans an das organische Polymerisat gebunden worden ist.A preferred method of applying energy to mercaptosiloxane-treated polymers is in that the organic polymer, preferably rubber, in a mold to the vulcanization temperature is heated using the mercaptopolysiloxane as a liquid mold release agent. on in this way vulcanized molded bodies with stable surface slip resistance are obtained, what is based on the fact that at least part of the siloxane is bound to the organic polymer has been.
Aus folgenden Bestandteilen wurde eine Kautschukformmasse hergestellt:A rubber molding compound was produced from the following components:
GewichtsteileParts by weight
Styrol-Butadien-Kautschukvorpolymerisat 23,8Styrene-butadiene rubber prepolymer 23.8
Polybutadienkautschukvorpolymerisat ... 16,2Polybutadiene rubber prepolymer ... 16.2
Oberflächenaktives Siliciumdioxyd 20,2Surface active silica 20.2
Zinkoxyd 1,7Zinc oxide 1.7
Cumaron-Indenharz 3,4Coumarone-indene resin 3,4
Schwefel 0,8Sulfur 0.8
Stearinsäure 0,34Stearic acid 0.34
5555
Bei dem nachfolgenden Versuch wurde ein PoIysiloxan der FormelIn the following experiment, a polysiloxane of the formula
Die Gleitfestigkeit der Kautschukproben wurde durch den sogenannten »Crock-Test« geprüft, bei dem ein 1,27-cm-Kugellager auf einer Strecke von 15,24 cm etwa 60mal in der Minute hin- und hergerieben wird und das Gewicht des Kugellagers auf dem Kautschuk 6,8 kg beträgt. Die Zeit bis zum Versagen ist die Zeit bis zum Beginn von Rißbildungen und Abrieberscheinungen auf dem Kautschuk.The slip resistance of the rubber samples was tested by the so-called "Crock test" in which a 1.27 cm ball bearing is rubbed back and forth for 15.24 cm about 60 times per minute and the weight of the ball bearing on the rubber is 6.8 kg. The time to failure is the time until the onset of cracks and abrasion phenomena on the rubber.
a) Die oben angeführte Kautschukformmasse wurde 45 Minuten bei 1600C und einem Druck von 351,5 kg/cm2 vulkanisiert und dann mit Isopropylalkohol bestrichen. Nach 5 Minuten des Crock-Tests zeigte der Kautschuk starke Abreibung. a) The rubber molding compound listed above was vulcanized for 45 minutes at 160 ° C. and a pressure of 351.5 kg / cm 2 and then coated with isopropyl alcohol. After 5 minutes of the Crock test, the rubber showed severe abrasion.
b) Die oben angeführte Kautschukformmasse wurde wie unter a) vulkanisiert und dann das PoIysiloxan aufgetragen. Der behandelte Kautschuk widerstand dem Crock-Test 4 Stunden ohne Abreibung. Wurde dagegen ein gleich behandelter Kautschuk mit Isopropylalkohol gereinigt und dem Crock-Test unterworfen, war nach 5 Minuten starke Abreibung festzustellen.b) The rubber molding compound listed above was vulcanized as under a) and then the polysiloxane applied. The treated rubber withstood the Crock test for 4 hours without abrasion. On the other hand, it was treated the same Rubber cleaned with isopropyl alcohol and subjected to the Crock test was up after 5 minutes strong abrasion to be noted.
c) Die oben angeführte Kautschukformmasse wurde wie unter a) vulkanisiert, aber das Polysiloxan wurde als Formentrennmittel verwendet. Der vulkanisierte Kautschuk wurde mit Isopropylalkohol gereinigt und auf der Crock-Test-Vorrichtung geprüft. Nach 4 Stunden war mäßiger Abrieb auf dem Kautschuk festzustellen.c) The rubber molding compound listed above was vulcanized as under a), but the polysiloxane was used as a mold release agent. The vulcanized rubber was made with isopropyl alcohol cleaned and tested on the Crock test device. After 4 hours it was more moderate Determine abrasion on the rubber.
d) Die oben angeführte Kautschukformmasse wurde 1 Stunde bei 175° C und einem Druck von 351,5 kg/cm2 unter Verwendung des Polysiloxans als Formentrennmittel vulkanisiert. "Der vulkanisierte Kautschuk wurde mit Isopropylalkohol gereinigt und auf der Crock-Test-Vorrichtung geprüft. Nach 4 Stunden war auf dem Kautschuk noch keine Abreibung festzustellen.d) The above-mentioned rubber molding compound was vulcanized for 1 hour at 175 ° C. and a pressure of 351.5 kg / cm 2 using the polysiloxane as the mold release agent. "The vulcanized rubber was cleaned with isopropyl alcohol and tested on the Crock test device. After 4 hours, no abrasion was found on the rubber.
e) Die nach a) und c) hergestellten Kautschuke wurden auf ihre physikalischen Eigenschaften mit den folgenden Ergebnissen geprüft:e) The rubbers produced according to a) and c) were tested for their physical properties tested with the following results:
beim Bruchpunkt
in kg/cm2 tensile strenght
at the breaking point
in kg / cm 2
c)a)
c)
8580
85
202,5186.3
202.5
700530
700
SiOSiO
CH,CH,
CH,CH,
SiCH2SHSiCH 2 SH
Aus den in Tabelle I angegebenen Bestandteilen wurden Standardkautschukformmassen hergestellt. Jede Formmasse wurde 45 Minuten bei 160° C und einem Druck von 351,5 kg/cm2 vulkanisiert, wobei jeweils bei einer Probe ein Dimethylpolysiloxan mit endständigen Mercaptomethylgruppen, einer Viskosität von 400 cSi/25oC und etwa 150 Dimethylsiloxaneinheiten als Formentrennmittel verwendet wurde.Standard rubber molding compounds were produced from the ingredients given in Table I. Each molding composition was vulcanized 45 minutes at 160 ° C and a pressure of 351.5 kg / cm 2, wherein each at a sample a dimethylpolysiloxane having terminal Mercaptomethylgruppen, a viscosity of 400 cSi / 25 o C and about 150 dimethylsiloxane units was used as a mold release agent .
mit einer Viskosität von etwa 50 bis 60cSt/25'C Anschließend wurden die Kautschukproben mit Isoverwendet. ' propylalkohol gewaschen.with a viscosity of about 50 to 60cSt / 25'C The rubber samples were then used with Iso. 'propyl alcohol washed.
809 600/572809 600/572
CH1 CH 1
HSCH3SiOHSCH 3 SiO
CH,CH,
~TA CH1 ~ TA CH 1
Die Gleitfestigkeit und die Festigkeitseigenschaften von jeder zusammengestellt:The slip resistance and strength properties of each compiled:
Probe sind in der folgenden Tabelle I,Sample are in the following table I,
in kg/cm2 tensile strenght
in kg / cm 2
VersagenTime until
fail
NitriianteinButadiene acrylonitrile (lower
Nitriiantein
Butadienacrylnitril (niedriger J. NILX1 let Il LOIl ^
Butadiene acrylonitrile (lower
Aus den in Tabelle II angegebenen Bestandteilen wurden Standardkautschukformmassen hergestellt und wie im Beispiel 2 vulkanisiert, wobei die angegebenen Polysiloxane als Formentrennmittel ver-Standard rubber molding compositions were produced from the ingredients given in Table II and vulcanized as in Example 2, the specified polysiloxanes being used as mold release agents
35 wendet wurden. Bevor die Proben auf der Crock-Test-Vorrichtung geprüft wurden, wurden sie, wie im Beispiel 1 beschrieben, in Isopropylalkohol gewaschen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt:35 were turned. Before the samples were tested on the Crock test device, they were tested as in Example 1 described, washed in isopropyl alcohol. The results are shown in Table II below compiled:
I SiO
I.
Zeit bis zum
VersagenCrock test
Time until
fail
V25°C I 3 yrs
V25 ° C
ISiH
I.
100 cCH 3
100 c
S1/25O(CH 3 j
S1 / 25 O (
ι CH3
:·) I.
ι CH 3
: ·)
Polybutadiena) styrene butadiene rubber mixed with
Polybutadiene
3t/25° C, CH 3 ,
3t / 25 ° C
I SiCH 2 SH
I.
Polybutadienb) styrene butadiene rubber mixed with
Polybutadiene
52 cSCH 3
52 cS
Polybutadienc) styrene butadiene rubber mixed with
Polybutadiene
400 cCH 3
400 c
*) Das ist ein Vergleichsversuch. Dieser und die nachfolgenden zeigen die Überlegenheit von Mercaptosiloxanen gegenüber Siloxanen mit funktioneller SiH-Gruppe.*) This is a comparison experiment. This and the following show the superiority of mercaptosiloxanes over siloxanes with functional SiH group.
1313th
Fortsetzungcontinuation
Zeit bis zum
VersagenCrock test
Time until
fail
merisatd) ethylene propylene cyclohexadiene terpoly
merisat
merisate) ethylene propylene cyclohexadiene terpoly
merisat
Nitrilanteil)j) butadiene acrylonitrile rubber (lower
Nitrile content)
Nitrilanteil)k) butadiene acrylonitrile rubber (lower
Nitrile content)
Nitrilanteil)1) Butadiene acrylonitrile rubber (lower
Nitrile content)
400cSt/25°CI CH 3 j
400cSt / 25 ° C
. · λ λ 'unS m^ einer Standard-UV-Lampe ausgesetzt. Die. · Λ λ ' un S m ^ exposed to a standard UV lamp. the
Beispiel 4 bestrahlten Produkte wurden in IsopropylalkoholExample 4 irradiated products were made in isopropyl alcohol
Die folgenden vulkanisierten Kautschukproben gewaschen und mittels des Crock-Testes aus Beispiel 1The following vulcanized rubber samples were washed and tested using the Crock test from Example 1
wurden mit einer dünnen Schicht aus Mercapto-35 geprüft. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III siloxanen überzogen und einer Ultraviolettbestrah- zusammengestellt:were tested with a thin layer of Mercapto-35. The results are shown in Table III below siloxanes coated and put together with an ultraviolet ray:
KautschukzusammensetzungRubber composition
OrganopolysiloxaneOrganopolysiloxanes
BestrahlungIrradiation
Crock-TestCrock test
Zeit bis zumTime until
Versagenfail
a) Naturkautschuka) natural rubber
b) Naturkautschukb) natural rubber
c) Naturkautschukc) natural rubber
d) Naturkautschukd) natural rubber
keineno
CH,CH,
CH, \ /CH, \CH, \ / CH, \
HSCH2CHCH2SiO172 HSCH 2 CHCH 2 SiO 172
CH3 CH 3
440cSi/25oC440cSi / 25 o C
/2/ 2
SiOSiO
ICH3 I 3
Siloxan von b)Siloxane from b)
CH3
HSCH2SiOi/2 CH 3
HSCH 2 SiOi / 2
CHCH
3 /23/2
CH3 SiOCH 3 SiO
IchI
51 cSt/25°C51 cSt / 25 ° C
I3 In I3 In
keineno
5 Minuten UV-Bestrahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle5 minutes of UV exposure at 15.2 cm
Distance from UV source
15 Minuten UV-Bestrahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle15.2 cm UV exposure
Distance from UV source
15 Minuten UV-Bestrahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle15.2 cm UV exposure
Distance from UV source
20 Sekunden20 seconds
15 Minuten15 minutes
4 Stunden4 hours
4 Stunden4 hours
Fortsetzungcontinuation
Zeit bis zum
VersagenCrock test
Time until
fail
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle15 minutes UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle30 minutes of UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
hexadien-Terpolymerisath) ethylene propylene cyclo-
hexadiene terpolymer
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle15 minutes UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
hexadien-Terpolymerisati) ethylene propylene cyclo-
hexadiene terpolymer
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle30 minutes of UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
hexadien-Terpolymerisatj) ethylene propylene cyclo-
hexadiene terpolymer
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle30 minutes of UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
hexadien-Terpolymerisatk) ethylene propylene cyclo-
hexadiene terpolymer
mit Polybutadien1) styrene butadiene rubber
with polybutadiene
strahlung mit 7,6 cm
Abstand von UV-Quelle15 minutes UV exposure
radiation with 7.6 cm
Distance from UV source
mit Polybutadienm) styrene butadiene rubber
with polybutadiene
strahlung mit 7,6 cm
Abstand von UV-Quelle30 minutes of UV exposure
radiation with 7.6 cm
Distance from UV source
mit Polybutadienn) styrene butadiene rubber
with polybutadiene
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle30 minutes of UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
mit Polybutadieno) styrene butadiene rubber
with polybutadiene
lung mit 15,2 cm Ab
stand von UV-Quelle1 hour UV irradiation
lung with 15.2 cm from
stood by UV source
mit Polybutadienp) styrene butadiene rubber
with polybutadiene
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle30 minutes of UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
*) Das zeigt an, daß hier eine UV-Uberdosis vorhanden war.*) This indicates that there was a UV overdose here.
**) Die benötigte Zugkraft, um ein durchsichtiges Klebeband von dem q)-Kautschuk zu entfernen, betrug 750 g. Die benötigte Zugkraft, um dieses Band von dem r)-Kautschuk abzutrennen, betrug ungefähr die Hälfte: 400 g. Das zeigt deutlich die Gegenwart eines Oberflächenschmiermittels an.**) The tensile force required to remove a transparent adhesive tape from the q) rubber was 750 g. The required pulling force to separate this tape from the r) rubber was approximately half: 400 g. That clearly shows the presence of one Surface lubricant.
Stahlplatten, die mit dem Silan der Formel (CH3 O)3SiCH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 Steel plates made with the silane of the formula (CH 3 O) 3 SiCH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2
grundiert worden waren, wurden mit Polyäthylenoder Acrylnitrilbutadienstyrolfilmen, die 0.0076 bis 0,0127 cm dick waren, verbunden.were primed with polyethylene or acrylonitrile butadiene styrene films that were 0.0076 to 0.0127 cm thick.
Dann wurden die thermoplastischen Seiten dieser Platten mit Filmen aus folgenden Mercaptosiloxanen beschichtet und mit UV-Licht bestrahlt. Anschließend wurden sie mit Isopropylalkohol abgewischt und 65 bis zum Bruch auf der Crock-Test-Vorrichtung von Beispiel 1 geprüft.The thermoplastic sides of these panels were then coated with films of the following mercaptosiloxanes coated and irradiated with UV light. They were then wiped with isopropyl alcohol and 65 tested to break on the Crock test device of Example 1.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt:The results are summarized in the following Table IV:
Zeit bis zum
VersagenCrock test
Time until
fail
350cSi/25oCDimethylpolysiloxane
350cSi / 25 o C
lung mit 15,2 cm Ab
stand von UV-Quelle5 minutes of UV irradiation
lung with 15.2 cm from
stood by UV source
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle15 minutes UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
strahlung mit 15,2 cm
Abstand von UV-Quelle15 minutes UV exposure
radiation with 15.2 cm
Distance from UV source
Styrolf) acrylonitrile butadiene
Styrene
Styrolg) acrylonitrile butadiene
Styrene
B e i s ρ i e 1 6B e i s ρ i e 1 6
Naturkautschuk wurde mit einem flüssigen PoIysiloxan beschichtet, das im wesentlichen aus 40 Mol- 35 sung des Silans der Formel prozent Einheiten der FormelNatural rubber was made with a liquid polysiloxane coated, which consists essentially of 40 mol 35 solution of the silane of the formula percent units of the formula
der Luft getrocknet und 10 Minuten einer UV-Lampe in einer Entfernung von 7,6 cm ausgesetzt.
Anschließend wurde eine lOgewichtsprozentige Lo-air dried and exposed to a UV lamp at a distance of 3 inches for 10 minutes.
Then a 10 weight percent lo-
55 Molprozent Einheiten der Formel 'CH3 55 mole percent units of the formula 'CH 3
SiOSiO
4040
4545
und 5 Molprozent Einheiten der Formel [(HSQH^SiO,/,]and 5 mole percent units of the formula [(HSQH ^ SiO, /,]
bestand, wobei je Molekül durchschnittlich zwei Mercaptosiloxygruppen vorhanden waren, 1 Stunde einer y-Strahlung von 2 Megarad ausgesetzt. Der so behandelte Kautschuk hatte eine Oberfläche mit permanenter Gleitfähigkeit.existed, with an average of two mercaptosiloxy groups per molecule, 1 hour exposed to y radiation of 2 megarads. The rubber treated in this way had a surface with permanent gliding ability.
Eine 1 gewichtsprozentige Lösung eines Teilhydrolysats des Silans der FormelA 1 percent by weight solution of a partial hydrolyzate of the silane of the formula
HSCH2CH2Si(OCH3J2 HSCH 2 CH 2 Si (OCH 3 J 2
CH3 CH 3
in Toluol wurde auf Polypropylengarn von 210 Denier und 35 Count aufgetragen. Dann wurde dieses anin toluene was applied to 210 denier 35 count polypropylene yarn. Then this turned on
6060
65 (CH3 O)3SiCH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 65 (CH 3 O) 3 SiCH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2
in Isopropanol auf das Garn aufgetragen und das Garn 5 Minuten bei 127° C getrocknet.applied to the yarn in isopropanol and dried the yarn at 127 ° C. for 5 minutes.
Das Garn wurde dann mit einer l%igen Lösung eines wasserlöslichen Farbstoffes gefärbt und 5 Minuten bei 127° C getrocknet.The yarn was then dyed with a 1% solution of a water-soluble dye and dyed for 5 minutes dried at 127 ° C.
Das Garn wurde dann in einer automatischen Waschmaschine für eine Umdrehung mit handelsüblichen Waschmitteln und heißem Wasser gewaschen. Es war kein Verblassen der Farbe des Garns festzustellen. The yarn was then commercialized in an automatic washing machine for one turn Washed detergent and hot water. No color fading of the yarn was observed.
Der Versuch wurde wiederholt, jedoch ohne die Behandlung mit dem Mercaptosilanhydrolysat, d. h., das Garn wurde nur mit dem Aminosilan behandelt.The experiment was repeated, but without the treatment with the mercaptosilane hydrolyzate, i. H., the yarn was treated with the aminosilane only.
Der Farbstoff konnte von dieser zweiten Probe durch Handwaschen mit warmem Seifenwasser entfernt werden.The dye could be removed from this second sample by hand washing with warm soapy water will.
a) Ein dünner Film des Silans der Formel
HSCH2CHCH2Si(OCH3)3 a) A thin film of the silane of the formula
HSCH 2 CHCH 2 Si (OCH 3 ) 3
CH3 CH 3
wurde auf eine Polyäthylenfolie aufgetragen, die dann 10 Minuten einer UV-Lampe in einer Entfernung von 7,6 cm ausgesetzt wurde..was applied to a polyethylene sheet, which was then 10 minutes of a UV lamp at a distance 7.6 cm was exposed.
Auf die behandelte Polyäthylenobörfläche wurde dann ein dünner 3,3,3-Trifluorpropyltrimethoxysilanfilm aufgetragen und ein paar Minuten stehengelassen. Anschließend wurde die Oberfläche mit AcetonA thin film of 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane was then applied to the treated polyethylene surface applied and left to stand for a few minutes. Subsequently, the surface was treated with acetone
809 600/572809 600/572
gewaschen, um nicht haftendes Silan zu entfernen, und dann getrocknet.washed to remove non-adherent silane, and then dried.
Der Kontaktwinkel eines Tropfens Mineralöl auf der behandelten Polyäthylenoberfläche betrug 20°. Das zeigt mittelmäßige ölabweisung an.The contact angle of a drop of mineral oil on the treated polyethylene surface was 20 °. This indicates mediocre oil repellency.
Der Kontaktwinkel eines Tropfens Mineralöl auf einer unbehandelten Polyäthylenoberfläche wurde mit 0° festgestellt, entsprechend keiner ölabweisung.The contact angle of a drop of mineral oil on an untreated polyethylene surface was determined found at 0 °, corresponding to no oil repellency.
Der Kontaktwinkel eines Flüssigkeitstropfens auf der Oberfläche ist der Winkel zwischen der Oberfläche und der Seite des Tropfens, wo er die Oberfläche berührt. Er dient als Maß für die Verträglichkeit der Materialien, aus welchen der Tropfen und die Oberfläche besteht.The contact angle of a liquid drop on the surface is the angle between the surface and the side of the drop where it touches the surface. It serves as a measure of tolerance the materials from which the drop and the surface are made.
b) Der unter a) beschriebene Versuch wurde wiederholt; an Stelle des 3,3,3-Trifluorpropyltrimethoxysilans wurde jedoch das Silan der Formelb) The experiment described under a) was repeated; instead of the 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane however, became the silane of the formula
C7F15CH2CH2SiCl3 C 7 F 15 CH 2 CH 2 SiCl 3
'20'20
verwendet. Der Kontaktwinkel eines Tropfens Mineralöl auf so behandeltes Polyäthylen betrug 45°, was eine starke ölabweisung anzeigte.used. The contact angle of a drop of mineral oil on polyethylene treated in this way was 45 °, which indicated a strong oil repellency.
c) Ein Polyäthylenbehälter wurde gemäß b) behandelt, und es wurde festgestellt, daß er für die Aufbewahrung von ölen für lange Zeiträume geeignet war.c) A polyethylene container was treated according to b) and found to be suitable for storage of oils was suitable for long periods of time.
Beispiel 9 Ein dünner Film des Silans der FormelExample 9 A thin film of the formula silane
HSCH2CHCH2Si(OCHs)3 ^HSCH 2 CHCH 2 Si (OCHs) 3 ^
CH3 CH 3
3535
wurde auf eine Polyäthylenfolie aufgetragen, die dann 10 Minuten einer UV-Lampe in einer Entfernung von 7,6 cm ausgesetzt wurde. Es entstanden behandelte Folien aus mercaptosilangepfropftem Polyäthylen. Dann wurde ein dünner Film des Silans der Formelwas applied to a polyethylene sheet, which was then 10 minutes of a UV lamp at a distance 7.6 cm was exposed. Treated films made of mercaptosilane-grafted polyethylene were produced. Then a thin film of the silane became the formula
(CH3O)3SiCH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 (CH 3 O) 3 SiCH 2 CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NH 2
auf die behandelten Polyäthylenfolien aufgetragen und getrocknet.applied to the treated polyethylene sheets and dried.
Anschließend wurde ein Polyamid-Uberzugsharz, das als Druckpaste verwendet wird, aufgetragen. Die Haftung des Harzes auf der beschichteten Polyäthylenfolie war ausgezeichnet, und die Verklebung brach auch bei starkem Abbiegen nicht auseinander. • Der Versuch wurde ohne Mercaptosilanbehandlung, jedoch mit Aminosilanbehandlung, wiederholt.A polyamide coating resin, which is used as a printing paste, was then applied. the Adhesion of the resin to the coated polyethylene film was excellent and the bond broke not apart even when turning sharply. • The experiment was carried out without mercaptosilane treatment, but with aminosilane treatment, repeated.
Die Haftung des Polyamidüberzugharzes gegenüber dem Polyäthylen war gering.The adhesion of the polyamide coating resin to the polyethylene was poor.
Die obere Folie wurde dann quer zur unteren Folie abgezogen, wobei eine Kraft von 120 g erforderlich war, um die Folien zu bewegen. Daraus folgt, daß die behandelten Oberflächen einen anfänglichen Reibungskoeffizienten von 0,96 hatten. Unbehandelte Polyäthylenfolien, die derselben Prüfung unterzogen wurden, begannen sich bereits bei einer Zugkraft von 65 g zu bewegen, woraus hervorgeht, daß ihr anfänglicher Reibungskoeffizient 0,52 war.The top film was then peeled off across the bottom film, requiring a force of 120 g was to move the slides. It follows that the treated surfaces have an initial Had a coefficient of friction of 0.96. Untreated polyethylene films subjected to the same test began to move at a pulling force of 65 g, from which it can be seen that you initial coefficient of friction was 0.52.
Die behandelten Polyäthylenfolien aus Beispiel 9 zeigten einen Reibungskoeffizienten von 0,36 unter gleichen Testbedingungen.The treated polyethylene films from Example 9 showed a coefficient of friction of 0.36 below same test conditions.
Das mercaptosilanbehandelte Polyäthylen aus Beispiel 9 wurde mit einem Äthylenpropylenpolyglykol-Mischpolymerisat behandelt, das durch Umsetzung mit dem Epoxysilan der FormelThe mercaptosilane-treated polyethylene from Example 9 was mixed with an ethylene-propylene-polyglycol copolymer treated by reacting with the epoxysilane of the formula
O
CH2CHCH2 OCH2CH2CH2Si(OCH3)3 O
CH 2 CHCH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3
endblockiert wurde, wobei die endständige Hydroxylgruppe des Polyglykols mit der Silanepoxygruppe reagiert unter Verpfropfung der Moleküle.was end-blocked, the terminal hydroxyl group of the polyglycol with the silane epoxy group reacts by grafting the molecules.
Dieses behandelte Polyäthylen wurde 10 Minuten getrocknet und das überschüssige, ungebundene Material mit Isopropanol ausgewaschen.This treated polyethylene was dried for 10 minutes and the excess unbound material washed out with isopropanol.
Das getrocknete Polyäthylen wurde auf Wasserverträglichkeit geprüft. Der Kontaktwinkel eines Wassertropfens auf der behandelten Polyäthylenoberfläche war 0°, was anzeigte, daß die Oberfläche hydrophil war.The dried polyethylene was tested for water compatibility. The contact angle of a The water droplet on the treated polyethylene surface was 0 °, which indicated that the surface was hydrophilic.
Unbehandeltes Polyäthylen hatte mit Wasser einen Kontaktwinkel von 45°.Untreated polyethylene had a contact angle of 45 ° with water.
Ein Ring aus Butadienacrylnitrilkautschuk wurde mit dem Silan der FormelA butadiene acrylonitrile rubber ring was made with the silane of the formula
/ HSCH2CHCH2 \ Si/ HSCH 2 CHCH 2 \ Si
ON = CON = C
^CH3 ^ CH 3
/2/ 2
/2/ 2
Zwei Polyäthylenfolien, die mit Mercaptosilan gemäß Beispiel 9 behandelt worden waren, wurden 60 mit einer wäßrigen Dispersion von kolloidalem SiIi- Beschichtungsmittel: ciumdioxyd (einem Kieselsäureteilkondensat) beschichtet und dann getrocknet. Dann wurden sie zur Entfernung von überschüssigem Siliciumdioxyd mit Wasser gewaschen und erneut getrocknet. 65Two polyethylene films which had been treated with mercaptosilane according to Example 9 were coated with an aqueous dispersion of colloidal silicon coating agent: cium dioxide (a partial silica condensate) and then dried. They were then washed with water to remove excess silica and dried again. 6 5
Anschließend wurden die Folien unter Berührung der behandelten Seiten aufeinandergelegt und ein 125-g-Gewicht daraufgelegt.The films were then placed on top of one another with the treated sides touching and a 125 g weight placed on top.
beschichtet und in Gegenwart von UV-Bestrahlung getrocknet. Anschließend wurde derselbe Ring mit einer der folgenden Verbindungen unter gelindem Erwärmen beschichtet. Das Ergebnis war jeweils ein ölabweisender Gummiring, der widerstandsfähig gegen Quellen in organischen Lösungsmitteln ist.coated and dried in the presence of UV radiation. Subsequently, the same ring was used one of the following compounds coated with gentle heating. The result was each an oil-repellent rubber ring that is resistant to swelling in organic solvents.
C9F19CH2CH2SiCl2 CH3 C 9 F 19 CH 2 CH 2 SiCl 2 CH 3
Teilhydrolysat von (C4F9CH2CH2)2Si(OC2H5)2 Partial hydrolyzate of (C 4 F 9 CH 2 CH 2 ) 2 Si (OC 2 H 5 ) 2
/C2H5 / C 2 H 5
(CF3CH2CH2)3SiONC(CF 3 CH 2 CH 2 ) 3 SiONC
Teilhydrolysat von C7F15CH2CH2Si(OCH3);Partial hydrolyzate of C 7 F 15 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 );
■3)2■ 3) 2
IOIO
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Organosiliciumverbindungen neben Silanen (a) und/oder deren Teilhydrolysaten Verbindungen (b) der Formel3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the organosilicon compounds in addition to silanes (a) and / or their partial hydrolyzates, compounds (b) of the formula
(C1F2x+1CH2CH2LSiX4^n (C 1 F 2x + 1 CH 2 CH 2 LSiX 4 ^ n
und/oder deren Teilhydrolysate oder der Formel X4^nSi(R-NHQ)n,and / or their partial hydrolysates or of the formula X 4 ^ n Si (R-NHQ) n ,
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US40557064A | 1964-10-21 | 1964-10-21 | |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=27019129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DED48449A Withdrawn DE1277481B (en) | 1964-10-21 | 1965-10-18 | Process for surface treatment of organic polymers |
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| DE (1) | DE1277481B (en) |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT513456B1 (en) | 2012-10-09 | 2016-07-15 | Semperit Ag Holding | Process for modifying the surface of an elastomer product |
-
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- 1965-10-18 DE DED48449A patent/DE1277481B/en not_active Withdrawn
- 1965-10-19 AT AT946065A patent/AT275885B/en active
- 1965-10-21 GB GB44642/65A patent/GB1116725A/en not_active Expired
Also Published As
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