DE2215600A1 - Verwendung von aminosilanen zur oberflaechenbehandlung - Google Patents
Verwendung von aminosilanen zur oberflaechenbehandlungInfo
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Description
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln
"Verwendung von Aminosilanen zur Oberflächenvorbehandlung"
Vorliegende Erfindung behandelt die Verwendung von den in der
deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 21 61 716.3)
genannten Aminosilanen zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen
Unterlagen.
Es ist bekannt, Organosiliciumverbindungen mit Aminosubstituenten,
wie z.B. ^-Aminopropyltriäthoxisilan, als oberflächenreaktive
Verbindungen bei einer großen Anzahl von Anwendungsgebieten einzusetzen. So ist z.B. der Einsatz dieser Verbindungen als
Haftvermittler zwischen anorganischen Oxiden oder Metallen und Polyvinylchlorid oder organischen Polykondensationsprodukten,
wie z.B. Phenolformaldehydharzen oder Epoxidharzen, bekannt. Auch die Verwendung dieser Verbindungen für den kurzzeitigen
Oberflächen- bzw. Korrosionsschutz ist bekannt.
Es wurde nun gefunden, daß man die in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 21 61 716.3) genannten Aminosilane zur
Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Unterlagen verwenden kann. Diese Vorbehandlung bewirkt eine Haftung von Polymeren
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_2_ 2ZT5W0
auf der Unterlage, die mindestens genau so gut ist wie diejenige
mit bekannten Aminosilanen. Weiterhin v/erden durch diese Vorbehandlung die genannten Oberflächen gegenüber Korrosion zeitweilig
geschützt, was auch für das y-Aminopropyltriäthoxisllan gilt. Das Aminosilan soll metallische Oberflächen gemäß dem
DBP 1 171 235 nur gegenüber Korrosion einer aggressiven Flüssigkeit
schützen, während über den Korrosionsschutz dieser Verbindung gegenüber atomosphärischer Luft oder bei höherer
Temperatur nichts bekannt ist.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Silane lassen sich durch die
allgemeine Formel
IT - CH2 - CH
-Si -
kennzeichnen und werden im folgenden als M-Aminoäthylsilane bezeichnet.
In dieser Formel steht R für einen niederen, gegebenenfalls alkoxylierten Alkylrest, R' für einen, gegebenenfallls
verzweigten Alkylrest, Z. und Zp für Wasserstoff oder gleiche
oder ungleiche Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl- oder Phenylreste, die gegebenenfalls aminiert sind, und a kann die Werte 1, 2
oder 3 annehmen.
Die oxidischen Oberflächen, zu deren Vorbehandlung die A-Aminoäthylsilane
erfindungsgemäß verwendet werden, umfassen sowohl mineralische oxidische Oberflächen als auch solche synthetisch
hergestellter Produkte. Beispiele mineralischer Produkte sind Asbest, Glimmer, Quarz, Korund, Diatomenerde, Sand, Eisenoxide.
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Als Beispiele für die synthetischen, oxidische Oberflächen enthaltende,
Produkte seien Glasfasern, Glasgespinste, Glaskugeln, Elektrokorund, Calciumcarbonat, FepO, genannt.
Als Metalle kommen beispielsweise Eisen, Zink, Aluminium, Magnesium,
Kupfer, Zinn, Titan in Betracht sowie deren Legierungen, die diese Metalle als Hauptbestandteil enthalten, wie z.B.
Messing und Bronze. Die Metalle können in Form von Blechen, Bändern, Matten oder Pulvern vorliegen. ;
Die Polymere, deren Haftung auf den genannten Oberflächen durch :
die erfindungsgemäße Verwendung der ^-Aminoäthylsilane verbes- ;
sert wird, umfassen natürliche und synthetische Kautschuksorten, Polymerisationsprodukte wie PVC oder Polyäthylen, Polykondensationsprodukte
wie warm- und kalthärtbare Phenolformaldehydharze und Polyadditionsprodukte wie Epoxidharze oder ürethanharze.
Die Verwendung der Silane erfolgt zweckmäßigerweise in Lösung. Die /3-Aminoäthylsilane sind teilweise in Wasser oder dessen
Gemischen mit organischen Lösungsmitteln löslich. Als Lösungsmittel können aber auch alle üblichen organischen Lösungsmittel,
wie z.B. Alkohole, vorzugsweise C2- bis C^-AIkOhOIe3, Äther,
Ketone, wie Aceton oder Äthylmethy!keton, Chlorkohlenwasserstoffe
oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder Xylol, oder Benzine verwendet werden. Auch Gemische dieser Lösungsmittel
untereinander können verwendet werden« Die Konzentration der anzuwendenden Lösung hängt von dem Losungsvermögen
303840/069$
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;der jeweiligen ß-Aminoäthylsilane in dem "betreffenden Lösungsmittel
at. Eine Wirkung tritt schon bei Verwendung von 0,05
gew.j6igen Lösungen ein. Vorzugsweise liegt die Menge an Silan
in der Lösung zwischen 0,1 und 1,7 Geb./S} es können aber auch
Mengen bis zu 3,5 Gew.# und mehr verwendet werden.
Die Silanlösung kann durch an sich bekannte Methoden wie Tauchen, Spritzen, Sprühen oder Streichen auf die zu behandelnde
Oberfläche aufgebracht werden. Üblicherweise wird bei der Verwendung als Haftvermittler die oxidische oder metallische Oberfläche
mit dem Silan vorbehandelt, um einen festen Verbund zu erhalten." Es ist aber auch möglich, den gleichen Effekt zu erzielen,
indem man dem Polymeren geringe Mengen (0,1 bis 5 Gew.?6, bezogen auf das Polymere) des entsprechenden Silans untermischt.
Diese letztere Verfahrensweise ist z.B. angebracht bei der Verarbeitung von Harzen mit Gießereisanden oder von Klebstoffen
auf der Basis von PVC oder Epoxidharzen.
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Entschlichtete Glasfaden werden in eine 0,5 %±ge wäßrige Lösung
von o(-Methyl-/S-aminoäthyltriäthoxisilan 1 Minute lang getaucht
und dann 1 Stunde an der Luft abtropfen gelassen. Die so geschlichteten Glasfaden werden in einem Ofen 15 Minuten bei 130°C
getrocknet und daraufhin mit einem Epoxidharz vollkommen benetzt, anschließend in Glasrohre mit 4 mm starkem Durchmesser hineingezogen
und bei 1300C 2 Stunden gehärtet. Nach dem Herauslösen
der fertigen GPK-Epoxidrundstäbe werden diese 15 Stunden bei 1300C ausgehärtet.· Die Biegefestigkeit der GFK-Rundstäbe wird
nach der Prüfvorschrift DIN 53 452 bestimmt.
Ferner wird die Biegefestigkeit von Proben ermittelt, die 2 Stunden in siedendem Wasser lagen und dann trockengewischt
wurden* Dieser Test entspricht etwa der Beanspruchung bei einem Stehenlassen in Wasser bei Raumtemperatur während eines
Monates*
Zum Vergleich wurden die gleichen Tests bei Verwendung von ^-Aminopropyltriäthoxisilan durchgeführt.
Biegefestigkeit von GFK-Epoxidrundstäben in kg/cm
<f- Amlnopropyltr iäthoxi silan
<X-Methyl-ß-aminoäthyltriäthoxisilan
| trocken | naß |
| 9400 | 8650 |
| 9425 | 8416 |
-6-309840/0695
Es ist bekannt, daß Polyvinylchlorid-Schutzüberzüge schlecht
auf Stahl, Kupfer, Zink, Aluminium und Zinn haften. Behandelt man entfettete und gebeizte Streifen dieser Metalle mit einer '
2 #igen alkoholischen cx-Methyl-ß-aminoäthylsilanlösung und
härtet dann den sich bildenden Film 5 Minuten bei 13O0C, so
läßt sich nach Aufbringen einer Polyvinylchloridschicht feststellen, daß diese Schicht nach dem Gitterschnitt bei einem
Abreißversuch mit Klebeband meist noch 100 %ige Haftung zeigt,
während die entsprechenden Proben ohne Vorbehandlung nur eine geringe Haftfähigkeit aufweisen.
15 x 8 mm große Kupferstreifen werden entfettet, gebeizt und
mit einer 10 %igen alkoholischen Lösung von <x-Methyl-ß-aminoäthyltriäthoxisilan
behandelt und anschließend 1 Stunde bei 1300C getrocknet. Das Aussehen und ein Kratztest auf den behandelten
Kupferstreifen zeigen, daß durch die Vorbehandlung ein sehr fest haftender und harter Silanfilm aufgezogen ist.
Werden diese Kupferstreifen dann zusammen mit unbehandelten Kupferfolien 3 Stunden in einem Ofen auf 1500C erhitzt, so
zeigen die unbehandelten Proben eine starke Verfärbung (fast schwarz), während die vorbehandelten Proben ihr Aussehen behalten
haben.
Entschlichtete Glasfaden werden mit einem Epoxidharz, dem 0,5 %
309840/0895 'η"
- 7- 22156ÖÖ
ot-Methyl-yS-aminoäthyltrimethoxisilan zugegeben wurden, benetzt
und wie im Beispiel 1 zu GFK-Epoxidrundstäben verarbeitet. Die Prüfung der Biegefestigkeit trocken und nach dem sogenannten
2 Stunden-Kochtest ergeben innerhalb der Fehlergrenzen völlig
analoge Ergebnisse wie im Beispiel 1.
3098A0/O69&
Claims (3)
1. Verwendung von /tf-Aminosilanen gemäß der deutschen Patentschrift
(Patentanmeldung P 21 61 716.3) zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Oberflächen.
2. Verwendung von /3-Aminosilanen gemäß Anspruch 1 zur Verbesserung
der Haftung zwischen oxidischen und metallischen Oberflächen mit Polymeren.
3. Verwendung von/9-Aminosilanen gemäß Anspruch 1 zur Erzielung
eines besseren Korrosionsschutzes von metallischen Oberflächen.
Dr.Sk/Ko
309840/069b
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