DE1794002A1 - Festwerdendes Dichtungsmittel auf Siliconbasis - Google Patents

Description

i'uji Poljnner Industries Co., Ltd.

Pestwerdendes Dichtungsmittel auf Siliconbasis

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Dichtungs- oder sogenanntes Kalfaterma.terial, mit dem man einen Spalt zwischen zwei Peststoffstücken oder -blöcken verstopfen oder ein Loch in der Oberfläche eines festen Körpers ausfüllen kairn.

Eo gibt bereits viele bekannte Dichtungsmittel in verschiedenen, von flüssig bis pastös reichenden Zuständen. So gibt ea beispielsweise solche a.us Silicon, a.ber auch zahlreiche verschiedene a.us Kautschuk oder Kunststoff_t z.B. Naturkautschuk, IJeopren, Butadien, Polyurethan, Thiokol, Epoxyharz, Polyvinylclilorid und Polyvinylacetat. Alle diece bekannten Dichtungsmittel besitzen die Eigenschaft, daß nie nach Einbringung in den zu verschließenden Hohlrauii, d.h. Spalt, Riß oder Oberflächenloch, entweder rent werden oder im klebrigen Zustand verbleiben. Diesen beiden verschiedenen Eigenschaften entsprechend pflegte man in der Praxis die dem jeweiligen Anwendungszweck

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entsprechende Dichtungsmaterialsorte auszuwählen.

Von den festwerdenden Dichtungsmitteln verlangte man vor allem angemessen schnelles Verfestigen, niedrigen Schrumpfungskoeffizienten, gutes Haften und Zusammenhalten, gute Wetter-, Wasser-, Öl- und Chemikalienbeständigkeit, ausreichendes Puffervermögen und gute Wärme- und Kaiteunempfindlichkeit. Diese Eigenschaften waren aber bei keinem bekannten Dichtungsmittel vorhanden. Infolge der raschen Entwicklung in verschiedenen Industrien bestand und besteht fortlaufend eine ausgesprochene Tendenz zu höhere < wissenschaftliche Technik erfordernden Konstruktionen, wie Hochhäusern, Untergrundba.uten und submarinem Ingenieurwerk. Daher hat die Schaffung von insbesondere schnell luft- und wasserdicht werdenden Verschlüssen in Kpnstruktionsma.terialien große Bedeutung erlangt, und es besteht nicht nur im Architekturgewerbe, sondern auch in vielen anderen Industrien eine starke nachfrage nach Kalfater- und Dichtungsmaterialien mit verbesserten, hochwertigen Eigenschaften.

Der Erfindung gelang nun die Schaffung eines Dichtungsmaterials, das nach Entnahme aus dem Vorratsbehälter in Berührung mit der Umluftfeuchtigkeit zunächst praktisch sofort oberflächlich und anschließend fortschreitend tiefer

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in seine Ila.sse hinein fest wird und nach endgültiger Verfestigung ohne Verlust ..on eigener mechanischer Festigkeit eine elastische Abdichtung liefert.

Demgemäß besteht die Erfindung aus einem an der Luft schnell festwerdenden Dichtungsmaterial auf Siliconbasis, dessen Kennzeichen darin bestellt, dnJ3 es in der Hauptsache aus 100 Gewicht s teil en eines bei Hormaltempera.tur fließfähigen Dialkylpolysiloxans, mit der Grundeinheit Ii_nSiO 1/2, in der Ii Llethyl, Äthyl, Vinyl oder Phenyl je für sich oder in beliebigem Gemisch bedeutet, und durch Hydroxyl abgekappten Enden, 0,5 bis 10 Gewichtsteilen eines Organoalkolioxysilans mit der Grundeinheit Ii¹ Oi(OiI"), , , in der R¹ I.Iethyl, Äthyl, Vinyl oder Phenyl, OR" einen Alkohoxyrest mit höchstens 3 Kohlenstoffatomen mid η die Zahl 1 oder Hull bedeuten, und 0,1 bis 10,0

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Gewichtsteilen eines AliiminiumalkdLo.ts der allgemeinen Formel Al(OR¹¹^₇ besteht, in der ÜR"¹ einen Alkohoxyrest mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.

L'achstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Beispiele näher erläutert.

\!±q vorstehend angegeben, bestellt das erfindungsgemäße Dichtungsmittel in der Hauptsache aus Dialkylpolysilö ::nn,

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Organoalkohoxysilan und Aluminiumalkoholat oder einer Aluminiumchelatverbindung, wie man sie beispielsweise durch Anlagerung eines ß-Diketons, z.B. Äthylacetoacetats, an z.B. Aluminium!sopropylat erhält, kann aber auch verschiedene andere Zusätze, z.B. ein geeignetes organisches Lösungsmittel, ein Färbmittel,' z.B. Phthalocyaninblau und Titanoxyd, ein Färbmittel oder den Wärmedurchlai3 förderndes Mittel wie Zinkoxyd, Eisenoxyd, Ruß, Gra,phit, .H-ßtallpulver, ein Verstärkungsmittel,wie Kieselerde, Diatpmeenerde, Tonerde, metallische Silikate, Silikatpulver,

einen Füllstoff wie beispielsweise Talkum, Asbest oder Glasrml· Kupfer- oder Aluminiumpulver /ind eine verbrennungshemmende ^y

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Substanz, wie Antimonoxyd oder Chlorpa.ra.ffin, enthalten. Fernerhin setzt man ihm zur EigenschaftsstaMlisierung ein Zinnsalz, z.B. Zinnoctoat und/oder Dibutylzinndioctoat, in einer Menge von gewöhnlich etwa 0,1 bis 5,0$ seines Siloxangehalts zu. Für den gleichen, vorerwähnten Zweck kann man den Hauptbestandteilen a.uch ein Ortho organo silikat mit einem 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkohoxyrest, ein Teilhydrolysekondensat, z.B. das Tetromer, desselben oder ein Trialkohoxysilan, z.B. Methyltrimethoxysilan, in einer Menge von üblicherweise 0,5 bis 5,0$ seines Siloxangehalts zusetzen.

Das so zusammengesetzte, erfindungsgemäße Dichtungsmittel reagiert in kürzester Zeit, d.h. sekundenschnell, bei Luft-

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berührung mit der in ihr enthaltenen Feuchtigkeit unter Bildung eines Films auf der gesamten Masseoberfläche, anschließend erfolgt eine fortschreitende Verfestigung des Dichtungsmittels in seine tieferen Masseteile hinein, und schließlich wandelt es sich vollständig in eine gummiartige, elastische Masse um. Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung mit stark verbessertem Wirkungsgrad als kalfaterndes Dichtungsmittel für verschiedene Zwecke benutzt werden. Ein v/eiterer Vorteil besteht in seiner geringen Schrumpfung beim Verfestigen. Außerdem kann man durch passende Einstellung der Zusatzmenge an Pigmenten und Verstärkungsmittel der angegebenen Art sowohl den Farbton als a.uch die Viskosität des Dichtungsmittels von fließbar bis pastös einregeln.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung eignet sich infolge seiner geschilderten, günstigen Eigenschaften vor allem als Dichtungsmittel, kann a.ber gleich gut als Anstrich verwendet werden, indem man sie erforderlichenfalls in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Xylol oder Trichloräthylon, dispergiert. Falls die abzudichtende oder anzustreichende Grundlose aus Glas. Aluminium, Eisen, Staiii odor Holz besteht, verschafft man der Zusammensetzung dadurch ausreichende Haftung, daß man a.uf die Grundlagenoberfläche zunächst eine Organoailicongrundierung aus z.B.

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dem Handelsprodukt DC Primer 4094 der Dow Corning Corp. und darüber die erfindungsgemäße Zusammensetzung aufbringt

Beispiel 1

Man vermengte sorgfältig 100 Gew.-Teile Dimethyl/siloxan, mit durch Hydroxyl verkappten Molekülenden und einer 25°C-Viskosität von etwa 8000 cSt, wie es bei der alkalisch katalysierten, ringförmigen Polymerisation eines cyclischen Dimethylsiloxantetramers entsteht, 40,1 Gew.-Seile Diatomeenerde und 5 Gew.-Teile Calciumcarbonat zu einer homogenen Flüssigkeit, der danach 10 Gew.-Teile einer 50$igen Vinyltriäthoxysilan-Lösung in Xylol gleichförmig zugesetzt wurden. In dies.es Gemisch brachte man in einem zuvor völlig entfeuchteten, luftdichten Behälter schnell 5,9 Gew.-Teile AluminiumtrÜBopropylat ein, und füllte schließlich das Endprodukt unter Luftausschluß in Zinntuben um. In einer solchen geschlossenen Tube hielt es sich erfahrungsgemäß mehr als 6 Monate lang bei Raumtemperatur und verwandelte sich beim Ausbringen in Luft von 70$ relativer Feuchte innerhalb weniger Sekunden in eine nicht-klebrige Masse, die im Laufe von 24 Stunden durch und durch elastisch fest wurde.. Diese elastische Masse zeigte weder bei 24-stündiger Erhitzung auf 225⁰C merkliche Eigenschaftsänderungen noch wurde sie bei -50 C irgendwie brüchig.

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Beispiel 2

In eine Mischung a.us 100 Gew.-Teilen Methylphenylpolysiloxan mit 5 Mol-$ Phenyl- und endständigen Hydroxylresten und einer 25°C~Viskosität von 12000 cSt und 194,1 Gew;-Teilen Zinkoxyd mischte man zunächst 2,3 Gew.-Teile Äthylorthosilikat ein und setzte diesem Gemisch weiterhin in völlig trockener Atmosphäre 6,9 Gew.-Teile einer 20/aigen Xylollösung von Aluminiumtriisopropylat sowie 1,09 Gew.-Teile Dibutylzinndioctoat zu. Die entstehende Hasse wurde während des Hischvorganges vorübergehend fest, verflüssigte sich a.ber allmählich bei Raumtemperatur und konnte ohne weiteres in eine zusammendrückbare Tube verpackt werden. Der Tubeninhalt verwandelte sich beim Herausquetschen in Luft von 62$ relativer Feuchte innerhalb von etwa. 2 Sekunden in eine nicht-klebrige Masse, die sich im Laufe der anschließenden 24 Stunden vollständig zu einer 3 mm dicken, elastischen Ma.sse mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten von 0,0009 cal/cm / C/sek/cm verfestigte.

Beispiel 3

In einer Dreiwalzenmühle wurden 100 Gew.-Teile Methylphenylpolysiloxan mit 5$ Phenyl (auf Gesamtalkylreste bezogen) und endständigen Hydroxylresten sowie einer 25 C-Viskosität von 15000 cSt, 3 Gew.-Teile Isopropylorthosilikat, 13,5

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Gew.-Teile Diatomeenerde, 9 Teile mit Methylchlorsilan vorbehandelte Kieselerde, 16,7 Gew.-Teile Eisenoxyd und 6,2 Gew.-Teile Antimontrioxyd verknetet, und in dieses Gemisch, arbeitete man dann in einem Vakuumkneter sorgfältig 3 Gew.-Teile Aluminiumtriäthyla.t ein. Man erhielt so eine entflammungsgehemmte^ pastose Hasse, die aus einer Tube, heraus in luft von 55$> relativer Feuchte i^zu einem etwa 3 mm starken, zylindrischen Strang gequetscht wurde, der sich innerhalb weniger Sekunden in eine nicht-klebrige und im Laufe von 24 Stunden in eine durchgehend feste Masse umwandelte.

Beispiel 4

Ein Gemisch a.us 100 Gew.-Teilen flüssigem Dimethylpolysiloxan mit endständigen Hydroxylresten und einer Normaltemperatur-Viskosität von 15000 cSt und 3 Gew.-Teilen Methyltrimethoxysilan wurde mit einem zweiten Gemisch aus 3,6 Gew.-Teilen Aluminiumisopropylat, 0,9 Gew.-Teilen ithylacetoacetat und 0,5 Gew.-Teilen Dibutylzinndilaurat vereinigt, wobei die Gesamtmasse beim Zusammenleben sofort gelierte. Sie ließ sich aber durch einstittidiges Erhitzen auf 100⁰C in eine fließbare, farblose Flüssigkeit umwandeln, die unmittelbar nach Herausnahme a.us dem Behälter einen gelartigen Film bildete und nach 24 Stunden zu einer

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farblosen, transparenten, elastischen, nicht-klebrigen Masse wurde.

Beispiel $

Durch Zusammengeben von 50 Gew.-Teilen Dimethylpolysiloxan mit endständigen Hydroxylresten und einer liormaltemperatur-Viskosität von 150Ö0 cSt, 7 Gew.-Teilen AIuminiumisopropylat und 1 Gew.-Teil Monobutylzinntrilaurat erhielt man eine gelartige Masse, die sich nach einstühdiger Itückflußkochung auf 180⁰C in eine ölige Flüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 2000 cSt verwandelte. Sie stellte die Komponente A dar.

Unabhängig davon wurden in einer Dreiwalzenmühle 50 Gew.-Toilü flüssiges Dimethylpolysiloxan mit endständigen Hydroxylgruppen und einer Formaltemperatur-Viskosität von etwa 2000 cSt, 5 Gew.-Teile Ithylorthosilikat, 50 Gew.-I¹OiIe Diatomeenerde und 0,5 Gew.-Teile Phthalocyaninblau sorgfältig '/Ai einer pan tosen Ilasse als Komponente 8 verarbeitet .

Lian erhielt no zwei Ar ton von Gemischen, nämlich Komponenten A und 13, mit den ML;jeiningsverhältnis 1:2 bzw. 1:4» diü beido dor Luft ausgesetzt sofort Filme bildeten. Der

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Unterschied zwischen ihnen bestand darin, daß die erstgenannte Komponente A im Vergleich zur aweitgenannten Komponente B mehr Zeit zur Verfestigung benötigte und nach Verfestigung weniger Konsistenz zeigte.

Die Erfindung schafft somit eine fließfähige Qrganopolysiloxanmasse, die in Berührung mit der in der Iiuft befindlichen Feuchtigkeit hart wird und als Hauptbestandteile endständig durch Hydroxylre3te blockiertes Dialkylpolysiloxan sowie eine geringe Menge OrganoalkoJi^xyailan und Amuminiumalkoholat enthält.

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Claims (5)

Pa. tentansprüche

1. An der- luft schnell festwerdendes Dichtungsmaterial auf Siliconbasis, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Hauptsache a.us 100 G-ewichtsteilen eines bei ITormaltemperatur fließfähigen Dialkylpolysiloxans, mit der Grundeinheit R₂SiO 1/2, in der R Methyl, Äthyl, Vinyl oder Phenyl};] e für sich oder in beliebigem Gemisch bedeutet, und durch Hydroxyl abgekappten Enden, 0,5 bis 10 Gewichtsteilen eines Organoalkohoxysilans mit

einen einwertigen niedrigen Kohlenwassersftoffrest,. wie der Grundeinheil; R«_nSi(0H" )₄___n, in der Ry Methyl, Äthyl,

oder beliebige Gemische dieser.-Reste , ., ,.. , . Yinyl oder Phenyl, /JR"^ einen Alkonoxyrest mit höchstens 3 Kohlenstoffatomen und η die Zahl 1 oder Hull bedeuten, und 0,1 bis 10,0 Gewichtsteilen eines Aluminiumalkojlats der allgemeinen Formel Al(OR"¹)^ besteht, in der OR¹" einen Alkohoxyrest mit höchstens 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.

2. Kittel nach Anspruch 1_S dadurch gekennzeichnet, daß es das Aluminiumalkoholat in Form einer Ghelatverbindung enthält.

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3. Mittel nach Anspruch 1. oder 2_t dadurch gekennzeichnet, daß es auch einen Füllstoff und ein Lösungsmittel oder mehrere solcher enthält.

4· Mittel nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß es ein Zinnsalz oder Alkylzinnsalz in einer Menge von 0,1 "bis 5,0 Gew.-ji, auf Dialkylpolysiloxan "bezogen, enthält.

5. Verfahren zur Herstellung des DidrfcungsmittelB nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Organoalkohoxysilan dem Reaktionsprodukt aus dem Dialkylpolysiloxan und dem Aluminium-

oder in Abwesenheit Γ .,,, . _n . . alköholat in Gegenwart/eines Alkylzinnsalzes zusetzt.

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