DE2528398A1

DE2528398A1 - Azidosilane, verfahren zu deren herstellung sowie deren verwendung

Info

Publication number: DE2528398A1
Application number: DE19752528398
Authority: DE
Inventors: James Glenn Marsden; Peter Joseph Orenski
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1974-06-26
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1976-01-08
Also published as: JPS5711318B2; DE2528398B2; GB1516193A; FR2276310A1; CA1046075A; DE2528398C3; JPS5126821A; US3944574A; IT1039489B; FR2276310B1

Description

Azidosilane, Verfahren au deren Herstellung sowie deren Verwendung

Aus den US-PS 3 705 911 und 3 706 592 sind azidohaltige
Silane bekannt. Es wurde nun festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Azidosilane hervorragende Kupplungsmittel
zur Verbesserung der Verbindung zwischen anorganischen Substraten wie Silicaten, Metallen, Metalloxiden aber auch organischen Polymeren, darstellen. Dies gilt insbesondere für die Behandlung von Füllstoffen und Verstärkungsstoffen,wie man sie in Kunststoffe einbringen kann.

Die erfindungsgemäßen löslichen oder solubilisierten äzidohaltigen Silane werden hergestellt, indem man in Gegenwart eines Lösungsmittels a) ein azidohaltiges Carbonsäurehalogenid der Pormel

(N₅X)-Ar-(R)_n-COHaI ,

worin Σ eine Sulfonyl- und/oder Eormylgruppe, a = 1 oder 2, Ar eine Arylgruppe, R eine Alkylengruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen, η = O oder 1 und Hai ein Halogenatom bedeuten.

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mit b) einem amiaohaltigen Silan der Formel

ρ
worin R eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, b = 0 bis 2, Y eine hydrolysierbare Alkoxy- oder Aryloxygruppe und R¹ eine organische Gruppe ist, die mit ihrem Kohlenstoffatom direkt an das Silioiumatom gebunden ist und welches zumindest ein Stickstoffatom enthält, welches ein Wasserstoffatom trägt, umsetzt.

Das azidohaltige Ausgangsprodukt und dessen HeisteUung sind an sich bekannt. Das azidohaltige Ausgangsprodukt läßt sich herstellen durch Halogenieren der entsprechenden Azidocarbonsäure. Bei diesen Säurehalogeniden der !formel

(N₃X)-Ar-(R)_n-COHaI

ist der Substituent X eine SO₂ oder eine COO-Gruppe, die Arylgruppe kann hydroxylsubstituiert sein und ist bevorzugt eine Phenylen- oder Hydroxyphenylengruppe, der Substituent R ist eine Alkylengruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen und der Index η ist O oder 1, vorzugsweise 0. Am meisten bevorzugt werden die Azidosulfonylsäure aer ITormel

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- 3 - 1A-46 652 3-(Azidosulfonyl)benzoylchlorid.

Die andere Reaktionskomponente, nämlich das aminohaltige Silan sowie dessen Herstellung sind ebenfalls bekannt. Aminosilane der Formel

R._Si_I₃__b

können als Substituent R eine einwertige Kohlenwasserstoff gruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen aufweisen. Die hydrοIysierbare Gruppe Y ist eine Alkoxy- oder Aryloxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, welche über ein Kohlenstoffatom an das Siliciumatom gebunden ist und dessen Aminogruppe nicht vollständig substituiert ist, b ist vorzugsweise O.

Beispiele für den Substituenten R¹ sind die bevorzugt angewandten Aminoalkylengruppen (Aminomethyl, ß-Aminomäthyl, ^"-Aminopropyl,8 -Aminobutyl). Aminoarylgruppeη wie Aminophenyl, die Alkylenpolyamingruppen wie N-(ß-Aminoäthyl)- V-aminopropyl, N-(ß-Aminoäthyl)-aminoäthyl, U-(^-Aminopropyl)- )f-aminoisobutyl, F-ß-Amino-(polyäthylenimin)-propyl sowie die Polyazamide nach der US-PS 3 746 738.

Am meisten bevorzugt wird als Substituent R' eine Aminogruppe

der Eormel r

R⁶

*z a a.

worin R , R und R ein Wasserstoffatom oder eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, wovon zumindest eine ein Wasserstoffatom sein soll? der Substituent R^ ist eine Alkylengruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff-

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atomen wie Methylen, Äthylen, Propylen, Butylen, Hexylen, Decylen, y = O oder eine ganze Zahl, vorzugsweise 1 bis 4· Der bevorzugte Substituent Ir ist eine Alkylengruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere Äthylen und Propylen,

Beispiele für einwertige Kohlenwasserstoffgruppen der Substituenten R ,R , R^ und R sind die Alkylgruppen (Methyl, Äthyl, Propyl, Pentyl, Dodecyl); die Cycloalkylgruppen (Cyclobutyl, Cyclohexyl); die Arylgruppen (Phenyl, Naphthyl, Biphenyl); die Alkarylgruppen (4-Methylphenyl, 2,4-Diäthylphenyl); die Ary^alkylgruppen (Benzyl, ß-Phenyläthyl). Davon werden die Phenylgruppe und niederen Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bevorzugt, insbesondere die Methylgruppe·

Beispiele für den Substituent Y sind Alkoxygruppeη (Methoxy, Äthoxy, Propoxy, Isopropoxy, Dodecyloxy) und die Aryloxygruppen (Phenoxy, Haphthy1oxy, Biphenyloxy). Bevorzugt ist Y eine niedere Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere die Methoxy- oder Äthoxygruppe.

Die als Ausgangsprodukte nach der Erfindung anwendbaren Silane (US-PS 2 832 754, 2 942 019, 2 971 864, 3 321 350 und 3 746 738) sind zum Beispiel Aminomethyltrimethoxysilan, [-Methylaminopropyltrimethoxysilan,V^Aminopropyltriäthoxysilan,)f-Aminopropyltripropoxysilan,^-Aminopropylmetbyldiäthoxysilan, ^-Aminopropylathyldiäthoxysilan,Y-Aminopropylphenyldiäthoxysilan,V^Aminoisobutyltrimethoxysilan, S-Aminobutyltriäthoxysilan, 8-Aminobutylmethyldiäthoxysilan,ß-Aminoäthyltriäthoxysilan, fc-Aminopentylphenyldibutoxysilan, N-ß-Aminoäthyl)- Ip-aminopropyltrimethoxysilan, N-ß-Dimethylaminoäthyl)-^-Aminopropyltrimethoxysilan, N-(ß.Aminoäthylaminoäthyl)-)f-Aminopropyltrimethoxysilan, li-(y-Aminopropyl)-)^-Aminoisobutylmethyldiäthoxysilan,li-(ß-Aminoäthyl)-ψ-Aminopropyltriäthoxysilan, 1,4-Aminophenyltrimethoxysilan, Jf -Amino(polyäthylenimin)propyltrimethoxysilan,

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Silane enthaltend Polyazamide, die man beispielsweise erhält durch Umsetzen von Γ-G-lycidoxypropyltrimethoxysilan mit einem Polyazamid (UStPS 3 746 738), Die am meisten bevorzugten Silane sind solche,deren Substituenten R ,R ,R Wasserstoffatome sind, insbesondere N-ß-(Aminoäthyl)- )fajninopropyltrimethoxysilan.

Als lösungsmittel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine beliebige nicht-wässrige Flüssigkeit, die zu einer Solubilisierung des Reaktionsgemisches von Azidocarbonsaurehalogenid und Silan führt. Dabei handelt es sich um übliche organische Lösungsmittel wie Alkohole(Methanol, Äthanol, Propanol);Äther (Diäthylather, Dipropyläther, Dimethoxyäthan); Ketone (Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon); Ester (Methylacetat, Äthylacetat, Methylacetoacetat, Äthylacetoacetat, Methylpropionat), Bevorzugt als lösungsmittel wird eines, welches sich mit Wasser mischt. Die anzuwendende Lösungsmittelmenge ist nicht kritisch; sie muß jedoch zumindest ausreichen, um das azidohaltige Silan zu solubilisieren und ist damit in gewissem Umfang abhängig von den Ausgangsprodukten. Selbstverständlich kann man auch größere Lösungsmittelmengen anwenden.

Die erfindungsgemäßen Azidosilane lassen sich leicht als Lösung erhalten durch Mischen von Lösungsmittel, Aminosilan

sich

und Azidosäurehalogenid, wodurch ein solubilisiertes Reaktionsprodukt als klare Lösung bildet. Die Azidoverbindung und das Aminosilan werden im allgemeinen in äquimolaren Mengen eingesetzt, also etwa 0,9 bis 1,1 Mol Azidoverbindung auf etwa 1,1 bis 0,9 Mol Aminosilan.

Die Mischbedingungen sind nicht kritisch. Die Reihenfolge der Zugabe kann variieren; das Mischen kann bei entsprechenden Temperatür-und Druckbedingungen erfolgen. Im allgemeinen ist es zweckmäßig ,zuerst eine Lösungsmittellösung des Aminosilans herzustellen und in diese langsam die Azidoverbindung einzubringen mit Ausnahme, wenn das Lösungsmittel alkoholisch ist, dann wird man vorzugsweise zuerst das Aminosilan lösen

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und dann die Azidoverbindung einbringen. Das Mischen erfolgt im allgemeinen zwischen O⁰C und Raumtemperatur (20 bis 30⁰C) Die Reaktion ist exotherm, so daß die Temperatur bis zum rückfließenden Sieden des Lösungsmittels ansteigen kann. Die Reaktionstemperatur wird je nach Zweckmäßigkeit eingestellt. Grundsätzlich ist jede Temperatur anwendbar. Bei einem alkoholischen Lösungsmittel sollte man die Reaktionstemperatur nach dem Mischen bei -50 bis +1O⁰C, vorzugsweise zwischen -15 und +5⁰C halten, um eventuell auftretende Nebenreaktionen zu vermeiden oder zumindest auf einem Minimum zu haltend/Bevorzugt wird die Reaktion.unter Normaldruck ausgeführt, jedoch kann man, wenn gewünscht,Über- oder Unterdruck anwenden. Schließlich kann man, wenn dies gewünscht wird, das Azidosilan zuerst in einem Lösungsmittel herstellen, das erhaltene Salz dann trocknen und in ein anderes Lösungsmittel einbringen. Selbstverständlich kann man auch Lösungsmittelgemische, Gemische von Azidoverbindungen und/oder von Aminosilanen anv/enden, wenn dies zweckmäßig erscheint. Wird als Aminosilan eine Verbindung mit nur einem Stickstoffatom wie .\VAjninopropyltriäthoxysilan angev/andt, so ist es wünschenswert, einen üblichen Säureakzeptor wie ein tertiäres Amin (Triäthylamin, Tripropylamin, Dimethylbenzylamin, Dimethyl-

anzuwenden,
octylamin, Pyridin) um aus dem Reaktionssystem die gebildete Säure (zum Beispiel HCl) zu entfernen. Gegebenenfalls kann man ein weiteres Mol eines Aminosilans mit nur einem Stickstoffatom als Säureakzeptor einsetzen. Ein Säureakzeptor wird nicht benötigt oder ist nicht v/ü ns ehe ns wert, wenn das angewandte Aminosilan zwei Stickstoffatome enthält, wie N-ß-(Aminoäthyl)-V^-aminopropyltrimethoxysilan.

Ohne sich jedoch festlegen zu wollen kann für das erfindungsgemäße solubiliserte Azidosilan, zum Beispiel aus 3-(Azidosulfonyl)benzoylchlorid und y-Aminopropyltriathoxydie Formel

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OKHCH₂GH₂GH₂Si(OC₂H₅).

angegeben werden. Ausgehend von 3-(Azidosulfonyl)-benzoylchlorid und H-ß-(Aminoäthyl)-)_;" -aminopropyltri-

methoxysilan kommt man wohl zu einer Verbindung der allgemeinen Formel

CH₂CH₂Si(OCH₂).

H+ Cl

Bei den oben angegebenen Substanzen handelt es sich wie erwähnt um die solubilisierten Azidosilane nach der Erfindung. Selbstverständlich kann man die erfindungsgemäßen Substanzen auch rein darstellen, also das Lösungsmittel entfernen. Die dazu anzuwendenden Methoden sind nicht kritisch und die üblichen, insbesondere Abdampfen des Lösungsmittels,

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Die erfindungsgemäßen solubilisierten Azidosilane lassen sich in. Form von wässrigen lösungen enthaltend zum Beispiel 0,1 bis 20 Gew.-Teile solubilisiertes Azidosilan auf 99»9 bis 80 Gew.-Teile Wasser anwenden. Es kann sich dabei um Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen handeln, abhängig von der Wasserlöslichkeit des jeweiligen Azidosilans und dem Lösungsmittel, in dem die erfindungsgemäßen Stoffe hergestellt worden sind. So.konnte überraschenderweise festgestellt werden, daß ionische Azidosilane erhalten werden können aus Aminosilanen mit zwei Stickstoffatomen (N-ß-Aminoäthyl)- ^" -aminopropyltrimethoxysilan) in Gegenwart von wasserlöslichen Lösungsmitteln, welche dann in Wasser stabile Lösungen bilden. Diese bevorzugten wässrigen Lösungen eignen sich als Schlichte oder zur Ausrüstung im Rahmen der Glasfaserverarbeitung, wo weitgehendst Wasser als Lösungsmittel bevorzugt wird. Bei der Herstellung dieser wässrigen Lösungen braucht das wasserlösliche Lösungsmittel aus der Herstellung des Azidosilans gegebenenfalls nicht vollständig entfernt werden. Da die zur Herstellung der erfindungsgemäßeη Produkte angewandten Aminosilane hydrolysierbare Gruppen enthalten (Alkoxygruppen)j so wird die wässrige Lösung des erfindungsgemäßen Azidosilans auch deren Hydrolysate und Kondensate dieser ' ' . (Azidosilane) enthalten.

Aus diesen wässrigen Lösungen der erfindungsgemäßeη Produkte kann man auch das Wasser wieder entfernen, genauso wie anderes Lösungsmittel auf übliche Weise.

Die erfindungsgemäßen Azidosilane eignen sich als Kupplungsmittel zur Verbesserung der Haftung verschiedener Substrate an den verschiedensten Kunststoffen. Solche Kupplungsmittel sind an sich bekannt (US-PS 2 832 754, 2 971 864, 3 258 477, 3 661 628, 3 671 562, 3 705 911, 3 706 592.)

Es zeigte sich, daß die erfindungsgemäßeη Azidosilane sich ganz besonders eignen als Kupplungsmittel zwischen organischen Polymeren und anorganischen Substraten, wie Silicaten, Metallen oder Metalloxiden.

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Als Substrate kommen dabei folgende Stoffe in Präge: Silieatische Produkte (Glas, Asbest, Sand, Ton, Talkum, "Wollastonit, Feldspat, Beton, Keramik), Metalle (Aluminium, Kupfer, Cadmium, Chrom, Magnesium, Nickel, Silber, Zinn, Titan, Zink), Metalllegierungen (Messing, Bronze, Stahl), oberflächlich behandelte Metalle (phosphatierte, chromatierte), Metalloxide (Oxide von Aluminium, Eisen, Blei, Titan, Zink).

Auch lassen sich die Polymeren mit dem erfindungsgemäßen Kupplungsmittel an andere Polymere binden. Die spezielle Form des Substrates, auf das ein Polymer gebunden werden soll, ist nicht kritisch. Es kann sich dabei um Bleche, Platten, Blöcke, Drähte, Gewebe, Fasern, Garne, Pulver, Teilchen und dergleichen handeln.

Die auf derartige anorganische Substrate zu bindenden Polymeren sind bekannt und umfassen die Thermoplasten (Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polycarbonate, Polyester, Nylon, Polyacrylnitril) mit ihren Copolymeren und Terpolymeren; die wärmehärtenden Harze (ungesättigte Polyester, Epoxide, Phenolharze, Melaminharze)

Elastomere (Naturkautschuk, Styrolbutadienkautschuk, Neopren, Äthylenpropylenkautschuk, Athylenpropylendien wie Hexadien und Äthylidennorboren) und Kautschuk. Wie bei den Substraten ist auch die Konfiguration des Polymeren nicht kritisch. Am meisten bevorzugt sind die thermoplastischen Polyolefine, insbesondere Polypropylen.

Die Maßnahmen und Bedingungen zur Verbindung der Polymeren mit den Substraten unter Anwendung von Kupplungsmitteln sind bekannt und lassen sich" in gleicher !«eise für die erfindungsgemäßen Azidosilane anwenden.

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^v- -■ ^A; - 10 - 1A-46 652

Als bevorzugtes Substrat'kann man ein silicatisches Material nennen^ insbesondere Glas und Glasfasern, Während als Polymeür'ein iPöiyblefin, insbesondere Polypropylen| bevorzugt vifrd. - ''■■>*■ ·

Man katin ztrar Beispiel das Substrat mit dem erfindungsgemäßen' Azidosilan überziehen, antrocknen lassen, den Kunststoff aufbringen und diesen dann auf dem Substrat härten. Man kann aber auch Azidosilan und Kunststoff zusammen auf das Substrat aufbringen¹ und dann härten oder den Kunststoff zuerst mit dem'Azidosilan,behandeln und dann auf das Substrat aufbringen, worauf gehärtet wird. Jedenfalls wird auf diese Weise ein Kupplungsmittel an der Zwischenfläche zwischen Substrat und Kunststoff vorgesehen, welches das erfind-ungs- '-'■ gemäße Azidosilan-ist bzw. dessen Hydrolysate Und Kondensate. Die Temperatur dieser Bindereaktion kann bei den einzelnen Verbindungen weitgehend schwanken. Normalerweise wird man bei etwa 100 bis 35O⁰C oder darüber arbeiten.

Gegebenenfalls kann die Verbindung zwischen Substrat, Azidosilan und Kunststoff auch, erfolgen unter Anwendung von UV-Bestrahlung, Röntgenstrahleneinwirkung oder dergleichen.

Die anzuwendenden Mengen hängen ab voa dem jeweils angewandten Azidosilan,der zu bedeckenden.Fläche, dem zu bindenden Polymer und dergleichen. Die Beschichtung des Substrats ist nicht kritisch. Das Azidosilan kann durch Sprühen, Bürsten, Gießen oder Aufwalzen aufgetragen werden. Auch kann man einen Gegenstand in eine Lösung des erfindungsgemäßen Azidosilans tauchen. Es ist offensichtlich, daß sich das erfindungsgemäße Azidosilan bei allen üblichen Verfahren anwenden läßt, wo ein organisches Polymer mit einem Substrat wie Silicat, Metall oder Metalloxid oder einem anderen Polymeren zu verbinden ist.

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Die erf indungsgemäßen Azidosilaae weisen eine Anzahl von Vorteilen auf· So sind sie beispielsweise sehr stabil selbst in saurer Umgebung. Die physikalischen Eigenschaften, wie Biegefestigkeit, Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Warmfestigkeit und dergleichen, der damit hergestellten Verbundwerkstoffe sind beträchtlich besser als bei mit anderen Kupplungsmittel gebundenen Stoffen.

Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele weiter erläutert. Bei den Angaben zu Teilen, Prozenten und Verhältnissen handelt es sich, wenn nicht anders angegeben, um Gewichtsangaben.

Beispiel 1

11,3 g (50 mMol) 3-(Azidosulfonyl)benzoesäure und 31 g (261 mMol) Thionylchlorid wurden in einen 200 cm Rundkolben mit Magnetrührer, Stickstoffspühlung, Rückflußkühler und Heizmantel eingebracht, 3 h bei 65⁰C gehalten und dann überschüssiges Thionylchlorid im Vakuum abgestreift. Man erhielt mit einer Ausbeute von 75 $ das 3-(Azidosulfonyl)-benzoylchlorid, welches spektralanalytisch identifiziert wurde. Es war eine strohgelbe Flüssigkeit, die bei Raumtemperatur langsam kristallisierte und einen Pp von 41⁰C und

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einen Brechungsindex ⁿj) = 1»5751 hatte.

Beispiel 2

22 g (0,1 Mol) N-ß-(Aminoäthyl)->-aminopropyltrimethoxysilan in 30 g Dimethoxyäthan wurden in obigen Rundkolben eingebracht, mit Hilfe eines Kühlbades auf 0 bis 5⁰C gehalten und dann 25 g (0,1 Mol) 3-(Azidosulfonyl)benzoylchlorid in 18 g Dimethoxyäthan zugetropft, das Ganze 10 min bei 0 bis 5⁰C gerührt und schließlich noch 1 h bei Raumtemperatur gerührt. Man erhielt in quantitativer Ausbeute die angestrebte lösung des ionischen Azidosilans, wie sich spektralanalytisch feststellen ließ. Nach dem Abstreifen des Äthers konnte das Azidosilan wieder spektralanalytisch identifiziert werden.

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Ähnliche Ergebnisse erhielt man mit anderen Lösungsmitteln wie Aceton, Methylacetat und dergleichen.

Beispiel 3

23 g (0,1 Mol) IT-ß-(Aminoäthyl)-Jf-aminopropyltrimetboxysilan in 60 cm (48 g) Methanol wurden in obigen Rundkolben gegeben und auf zumindest etwa -5 G abgekühlt. Dann wurden 25 g (0,1 Mol) 3-(Azidosulfonyl)benzoylchlorid innerhalb von 15 min in die gekühlte Silanlösung eingetropft. Das Ganze wurde dann 1 h gerührt, die Temperatur stieg auf Raumtemperatur. Man erhielt ein rötlich-braunes Reaktionsgemisch in Methanol. Die Spektralanalyse ergab das angestrebte ionische Azidosilan in einer Ausbeute von 80 bis 85 $> zusammen mit 15 bis 20 # des Methylesters von 3-(Azidosulfonyl)-benzo^säure als Nebenprodukt.

Beispiel 4

Eine 6$ige wässrige Lösung von dem Azidosilan in Dimethoxyäthanäther nach Beispiel 2 wurde angewandt zum Schlichten von"Priscin"(jlasfasern, anschließend wurden die Fasern getrocknet uad 2U 6,35 um Stapel geschnitten. Dieses Material wurde dann mit einem Polypropylenharz in einer Menge von 30 Gew.-^ Glasfasern gemischt und in einer Spritzform bei 48⁰C bei einer Formtemperatur von 25O⁰O unter einem Preßdruck von 840 kg/cm auf einer üblichen Presse (three ounce Van Dorn injection molder of 75 ton clamp pressure)verpreßt.

Der Prüfkörper aus Glasfaser-verstärktem Polypropylen

zeigte eine Biegefestigkeit von 10,4 kg/mm (14 800 psi),

eine Zugfestigkeit von 6,8 kg/mm (9 700 psi) und eine Warmfestigkeit bis 150⁰C.

Die entsprechenden Werte für Glasstapelfasern in Polypropylen, welche behandelt worden sind mit /^-Aminopropyltriäthoxysilan, zeigten für die Biegefestigkeit knapp 7 kg/mm ( 9 9üü psi), für die Zugfestigkeit 3,94 kg/mm² (5 600 psi) und eine Warmfestigkeit bis 142⁰C. Prüfkörper mit handels-

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üblichen Stapelfasern, die in Polypropylen angewandt wer-

den sollten, erbrachten Werte von 7,4 bzw. 4,65 kg/mm (10 500 bzw. 66OO psi) und eine Warmfestigkeit bis 147⁰C.

Beispiel 5

Eine 6$ige wässrige Lösung des in Beispiel 3 erhaltenen Azidosilans in Methanol wurde nach Beispiel 4 zur Verstärkung von Polyphenylenoxid ("Noryl") in der gleichen Menge herangezogen. Das Spritzgießen geschah bei einer Temperatur von 99 C bei einer Ραπη temperatur von 280⁰G unter einem

Preßdruck von 1400 kg/cm .

An den Prüfkörpern aus glasfaserverstärktem Polyphenylenoxid wurde die Biegefestigkeit mit 15,5 und die Zugfestigkeit mit 10,6 kg/mm² (22 600 bzw. 15 100 psi) und die Warmfestigkeit bis 135⁰C ermittelt. Pur nicht behandelte Glasfasern lagen die Werte bei 14,7 bzw. 9,7 kg/mm² (20 900 bzw. 13 800 psi) und die Warmfestigkeit reichte bis 136⁰C.

Patentansprüche

_fiU3 5098ft? / 1022

Claims

Pateataasprüche

_j/3olubil'isierbares Azidosilän, welches hergestellt worden ist in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel durch Umsetzung eines Azidocarbonsäurehalogenids der Formel

worin X eine Sulfonyl- oder IOrmylgruppe, Ar eine Alkylgruppe, R eine Alkylengruppe mit 1 bis 17 Kohlenstoffatomen,, Hai ein Halogenatom bedeutet und a = 1 oder 2 und η = O oder -I₁ mit einem Aminosilan der Formel

2
■b

R«-Si-Y

3-b

worin R eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, Y eine hydrolysierbare Alkoxy- oder Aryloxygruppe und R¹ eine mit einem Kohlenstoffatom an das Siliciumatom gebundene organische Gruppe enthaltend zumindest ein Stickstoffatom, welches noch ein "Wasserstoffatom trägt, bedeutet und d O bis 2 ist.
2. Azidosilän nach Anspruch 1, worin X eine SuIfonylgruppe, Ar die Phenylengruppe; Y eine Alkoxygruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und R¹ eine Aminoalkylen-, Aminoaryl-, Alkylenpolyamin oder Polyasamidgruppe und Hai ein Chloratom bedeuten und a = 1 und η und b O sind.

5 O 9 R 8 7 / 1022

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3. Azidosilan nach Anspruch 2, worin Y eine niedere Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und R« eine Amidogruppe der !Formel

R⁶

—E⁵-

worin R , R , R ein Wasserstoffatom oder eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist mit der Maßgabe, daß mindestens einer dieser Substituenten ein Wasserstoffatom ist,und R eine Alkylengruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei y 0 oder eine ganze Zahl ist.
4. Azidosilan nach Anspruch 3, worin R⁵, R⁴, R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe, R eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und y 1 bis 4 ist.
5. Azidosilan nach Anspruch 4, worin R⁵, R^, R Viasserstoffatome sind.
6. Verfahren zur Herstellung der Azidosilane nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart eines Lösungsmittels ein Azidocarbonsäurehalogenid und eine Aminosilanverbindung nach Anspruch 1 umsetzt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als nicht-wässriges Lösungsmittel Alkohole, Äther, Ketone und/oder Ester anwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man als Azidocarbonsäurehalogenid 3-(Azidosulfonyl)-benzoylchlorid und als Aminosilan N-ß-(Aminoäthyl)/'-aminopropyltrimethoxysilan anwendet.

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9. Verwendung der Azidosilanverbindungen nach Anspruch 1 bis 5, insbesondere in Form einer wässrigen Lösung von 0,1 bis 20 Gew.-Teile in 99,9 bis 80 Gew.-Teilen Wasser, als Kupplungsmittel zwischen Kunststoffen und Substraten in Form von Silicaten, Metallen, Metalloxiden oder Kunststoffen.
10. Verwendung nach Anspruch 9 für die Behandlung von Glas, insbesondere Glasfasern.
11. Verwendung nach Anspruch 9 oder 10 als Kupplungsmittel für ein Polyolefin, insbesondere Polypropylen.

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