DE2215600C3 - 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 21 61716
genannten Aminosilanen zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Unterlagen.
Es ist bekannt, Organosiliciumverbindungen mit Aminosubstituenten, 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. 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 21 61 716 genannten Aminosilane zur
Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Unterlagen 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 11 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
Z,
50
(RO)1Si CH CH2N
55
60
R' Z2
kennzeichnen und werden im lolgenden als /?-Aminoäthylsilane
bezeichnet. In dieser Formel steht R für einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Alomen, R' für einen Methyloder
Äthylrest, Zi und Z2 für Wasserstoff oder einen
Ci -4-Alkylrest, der gegebenenfalls endständig eine
Aminogruppe enthält.
Die oxidischen Oberflächen, zu deren Vorbehandlung die jS-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 Oberflächen enthaltende, Produkte seien Glasfasern, Glasgespinste,
Glaskugeln, Elektrokorund, Calciumcarbonate 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 /?-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 C2- bis Q-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 /?-Aminoäthylsilane in dem
betreffenden Lösungsmittel ab. Eine Wirkung tritt schon bei Verwendung von 0,05 gew.-°/oigen 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 Glasfäden werden in eine 0,5%ige wäßrige Lösung von a,-MethyI-j?-aminoäthyltriäthoxisilan
1 Minute lang getaucht und dann 1 Stunde an der Luft abtropfen gelassen. Die so geschlichteten Glasfäden
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 130°C 2 Stunden gehärtet. Nach dem Herauslösen der
fertigen GFK-Epoxidrundstäbe werden diese 15 Stunden bei 130°C 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 y-Aminopropyltriäthoxisilan durchgeführt
Biegefestigkeit von GFK-Epoxidrundstäben in kg/cm2
Trocken Naß
y-Aminopropyltriäthoxisilan 9400 8650
ir-Methyl-jS-aminoäthyltriäthoxisilan 9425 8416
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 ot-Methylrfi-amihoäthyisilanlösung
und härtet dann den sich bildenden Film 5 Minuten bei 1300C, 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 χ 8 mm große Kupferstreifen werden entfettet,
gebeizt und mit einer 10%igen alkoholischen Lösung von Ä-Methyl-/?-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 15O0C 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% «-Methyl-jS-aminoäthyltrimethoxisilan
zugegeben wurden, benetzt und wie im Beispiel 1 zu GFK-EpCjxidrundstäben 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 /f-Aminoalkylsilanen gemäß
Patent 21 61 716 zur Vorbehandlung von oxidischen und metallischen Oberflächen.
2. Verwendung von /3-AminoalkylsiIanen gemäß
Anspruch 1 zur Verbesserung der Haftung von oxidischen bzw. metallischen Oberflächen mit
Polymeroberflächen.
3. Verwendung von /J-Aminoalkylsilanen gemäß
Anspruch 1 zur Erzielung eines Korrosionsschutzes von metallischen Oberflächen.
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Family Applications (1)
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Also Published As
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