DE2215600B2 - Verwendung von ß -Aminoalkylsilanen zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Oberflächen - Google Patents
Verwendung von ß -Aminoalkylsilanen zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen OberflächenInfo
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Description
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Vorliegende Erfindung behandelt die Verwendung von den in der deutschen Patentschrift 2161716
genannten Aminosilanen zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Unterlagen.
Es ist bekannt Organosiliciumverbindungen mit Aminosubstitucnten, wie z. B. y-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. Phenolformakiehydharzen oder Epoxidharzen, bekannt Auch die Verwen- jo
dung dieser Verbindungen für den kurzzeitigen Oberflächen- bzw. Korrosionsschutz ist bekannt
Es wurde nun gefunden, daß man die in der deutschen Patentschrift 21 61 716 genannten Aminosiiane zur
Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Unter- π lagen verwenden kann. Diese Vorbehandlung bewirkt
eine Haftung von Polymeren auf der Unterlage, die mindestens genau so gut ist wie diejenige mit bekannten
Aminosilanen. Weiterhin werden durch diese Vorbehandlung die genannten Oberflächen gegenüber Korrosion
zeitweilig geschützt was auch für das y- Aminopropyltriäthoxisilan gilt Das Aminosilan soll metallische
Oberflächen gemäß der DE-PS H 71 235 nur gegenüber Korrosion einer aggressiven Flüssigkeit schützen,
während über den Korrosionsschutz dieser Verbindung gegenüber atmosphärischer Luft oder bei höherer
Temperatur nichts bekannt ist
Die erfindungsgemäß verwendbaren Silane lassen sich durch die allgemeine Formel
Z1
(RO)3Si-CH CH2N
R'
R'
55
kennzeichnen und werden im folgenden als /?-Aminoäthylsilane
bezeichnet In dieser Formel steht R für einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, R' für einen Methyloder
Äthylrest, Zi und Z2 für Wasserstoff oder einen
Ci-4-Alkylrest, der gegebenenfalls endständig eine μ
Aminogruppe enthält
Die oxidischen Oberflächen, zu deren Vorbehandlung die /J-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.
Als Beispiele für die synthetischen, oxidische Oberflachen
enthaltende, Produkte seien Glasfasern, Glasgespinste,
Glaskugeln, Elektrokorund, Caldumcarbonat,
Fe2Oj 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 /f-Aminoäthylsilane verbessert wird, umfassen
natürliche und synthetische Kautschuksorten, Polymerisationsprodukte
wie PVC oder Polyäthylen, Polykondensationsprodukte wie warm- und kalthärtbare Phenolformaldehydharze
und Polyadditionsprodukte wie Epoxidharze oder Urethanharze.
Die Verwendung der Silane erfolgt zweckmäßigerweise in Lösung. Die /7-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 Cr bis (^-Alkohole, Äther,
Ketone, wie Aceton oder Äthylmethylketon, 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 Lösungsvermögen der jeweiligen ß-Aminoäthylsilane in dem
betreffenden Lösungsmittel ab. Eine Wirkung tritt schon bei Verwendung von 0,05 gew.-%igen Lösungen
ein. Vorzugsweise liegt die Menge an Silan in der
Lösung zwischen 0,1 und 1,7 Gew.-%; 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.-%, 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.
Entschlichtete Glasfaden werden in eine 05%ige
wäßrige Lösung von «-Methyl-ß-aminoäthyltriätnoxisilan
1 Minute lang getaucht und dann 1 Stunde an der Luft abtropfen gelassen. Die so geschlichteten Glasfaden
werden in einem Ofen 15 Minuten bei 1300C
getrocknet und daraufhin mit einem Epoxidharz vollkommen benetzt, anschließend in Glasrohre mit
4 mm starkem Durchmesser hineingezogen und bei 130°C 2 Stunden gehärtet Nach dem Herauslösen der
fertigen GFK-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
trockecgewischt wurden. Dieser Test entspricht etwa
der Beanspruchung bei einein Stehenlassen in Wasser bei Raumtemperatur während eines Monates.
Zum Vergleich wurden die gleichen Tests bei Verwendung von y-AmmopropyltTTäthorisjUn durchgeführt.
Biegefestigkeit von GFK-Epoxidrundstäben in kg/cm2
)>-Aminopropyltriäthoxisilan 9400 8650
a-Methyl-^aminoäthyltriäthoxisilan 9425 8416
Es ist bekannt, daß Polyvinyichlorid-Schutzüberzüge
schlecht auf Stahl, Kupfer, Zink. Aluminium und Zinn
haften. Behandelt man entfettete und gebeizte Streifen dieser Metalle mit einer 2%igen alkoholischen a-Methyl-/?-aininoäthylsilanlösung
und härtet dann den sich bildenden Film 5 Minuten bei 1300C, so IaBt sich nach
Aufbringen einer Polyvinylchloridschicht feststellen, daß diese Schicht nach dem Gitterschnitt bei einem
Abreißversuch mit Klebeband meist noch S00%ige Haltung zeigt, während die entsprechenden Proben
ohne Vorbehandlung nur eine geringe Haftfähigkeit aufweisen.
B e i s ρ i e 1 3
15 χ 8 mm große Kupferstreifen werden entfettet,
gebeizt und mit einer 10%igen alkoholischen Lösung von ac-Methyl-JJ-aminoäthyltriäthoxisilan behandelt und
anschließend 1 Stunde bei 130°C getrocknet Das
ίο 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 150° C erhitzt, so zeigen die unbehandelten Proben
eine starke Verfärbung (fast schwarz), während die vorbehandelten Proben ihr Aussehen behalten haben.
μ Entschlichtete Glasfaden werden mit einem Epoxidharz,
dem 0,5% a-Methyl-0-aminoathyltrimethoxisilan
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.
Claims (3)
1. Verwendung von /i-Aminoalkylsilanen gemäS
Patent 2161 716 zur Vorbehandlung von oxidiscfaen
und metallischen Oberflächen.
2. Verwendung von /)-Aminoalkylsilanen gemäß
Anspruch 1 zur Verbesserung der Haftung von oxidischen bzw. metallischen Oberflächen mit
Polymeroberflächen-
3. Verwendung von ß-Aminoalkylsilanen gemäß
Anspruch 1 zur Erzielung eines Korrosionsschutzes von metallischen Oberflächen.
io
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